新疆棉区是一个极度干旱而又多风沙的典型灌溉农业带，近年来，膜下滴灌技术由于其高效节水的特点而在新疆大面积推广使用，取得了很好的经济与生态效益。但是，随之而来有关棉花早衰的报道也较之前采用大水漫灌时日益增多。与漫灌相比，膜下滴灌的主要不同表现在其“少量多次”的水肥供应方式改变了土壤微环境，棉花对此最直接反应就是根系生长发生变化，具体表现为贴近地表、下扎不深，并且朝滴灌带和膜内侧方向密集分布。而这会降低棉花的抗逆性，因此，我们假设膜下滴灌棉花早衰的发生与其根系的变化密切联系。　　 本文采用田间试验方法，以漫灌为对照，对膜下滴灌棉花的根系生长发育规律及其地上部响应、植株养分布状况、土壤微环境变化与根系的相关性等进行了研究，揭示膜下滴灌棉花早衰的机理。试验于2009和2010年在新疆库尔勒市包头湖农场进行，采用Monolith法分7次收集不同生育时期的棉花根系（苗期、蕾期、初花期、盛花期、结铃盛期、结铃后期和吐絮期）。并测定了植株及土壤养分、土壤盐分等指标。　　 主要结果如下:　　 (1)膜下滴灌棉花于2009年度在其生育后期出现了明显的早衰现象，但2010年的症状则十分轻微，说明膜下滴灌棉花早衰的出现不仅与“膜下滴灌”自身产生的抗逆性差有关，而且与外界环境的变化存在密切联系。对棉花叶片养分状况进行分析发现，在生长发育后期，无论漫灌还是膜下滴灌，棉株下部叶片氮、磷含量均比中、上部叶片低，但不同部位叶片中钾含量高低趋势与氮、磷正好相反，而且膜下滴灌棉花出现早衰现象的上部叶片钾含量明显低于漫灌，说明膜下滴灌棉花早衰的本质是钾素供应不足造成的。　　 (2)膜下滴灌棉花根系表现出明显的浅层分布趋势。从播种后96 d开始，距地表10 cm范围内的根系长度明显大于漫灌处理，而30-60 cm土层则正好相反。与漫灌相比，膜下滴灌棉花根系在其生长发育后期明显衰退，且主要集中在0-40 cm深度、距滴灌带30-70 cm土体范围内。在结铃后期，膜下滴灌棉花地上部生长量明显高于漫灌，根系正好相反，致使其冠根比较漫灌更高，说明膜下滴灌棉花更小的根系承担了过大地上部对水分养分的需求。而从结铃后期至吐絮期，由于地上部生长量的急剧下降（叶片及蕾铃大量脱落所致）及根系生长的停滞，膜下滴灌棉花冠根比也随之降低。　　 (3)膜下滴灌条件下，在棉花生长发育后期，土壤盐分在靠近膜间的位置出现了明显的局部聚积现象。随处理时间的推移，膜下滴灌土壤含盐量逐渐增加，而且在土壤剖面中的分布极不均匀，表现出靠近膜间强烈聚积的特征，且随着生育期的推进，这一范围逐渐扩大，尤其在停水后的结铃盛期（播种后110 d）到结铃后期(播种后125d)增加明显，此时，在0-30 cm深、距滴灌带30-70 cm区域内，盐分含量达到很高的水平，全部在3 mS cm-1以上，部分区域甚至超过5 mS cm-1，而漫灌土壤中的盐分分布明显更加均匀。对比发现，膜下滴灌棉花根系长度的衰退区域与土壤盐分聚积区重叠，对土壤盐分及根长密度作相关性分析发现当土壤盐分高于2.8 mS cm-1时，棉花根长表现出明显的下降趋势。因此，盐分的聚积是导致膜下滴灌棉花根系后期衰退的主要原因。　　 (4)由于滴灌条件下棉花根系浅层密集分布，加之钾素在土壤中的移动性不强，从播种后98 d开始，在土壤耕层出现了明显的钾素耗竭现象，氮、磷无此表现。对土壤速效养分含量与棉花根长密度进行相关性分析发现，在根长密度0-2 m1000 cm-3范围内，土壤速效钾含量随根长密度的增加显示出降低的趋势，速效磷与此相反。说明膜下滴灌棉花耕层土壤钾素出现的局部耗竭是由于根系的密集分布造成的。对棉花根系中的钾钠比进行分析会发现，以播种后100 d为转折点，之后滴灌棉花根系中的比值明显低于漫灌，说明盐分聚积对滴灌棉花钾素的吸收产生了明显的影响。　　 以上结果说明，膜下滴灌棉花早衰是由于过大的地上部对钾素的需求无法得到满足而造成的。具体分析，在膜下滴灌条件下，棉花根系生长和构型分布总体呈现侧根数量增加、主根退化、分布浅的特征，使移动性不强的钾素在土壤浅层出现了较大程度的局部耗竭。而且，在生长发育后期，由于盐分在浅层土壤的强烈聚集使棉花根长产生了明显的衰退，进一步限制了棉花根系的养分吸收能力。这两方面的综合影响最终使棉花地上部发生钾素亏缺，棉花早衰发生。