将微咸水灌溉与膜下滴灌技术相结合在缓解干旱地区农业灌溉中淡水资源缺乏和提高微咸水利用具有重要意义。本文以膜下滴灌棉田为研究对象,于2012-2016年开展了微咸水膜下滴灌大田试验,结合水量平衡、盐量平衡及作物模型,研究了多年微咸水膜下滴灌和不同土壤水盐调控模式(膜间调控和灌溉调控)对棉花生育期内土壤水盐变化和棉花生长的影响。主要取得了以下成果:(1)多年膜下滴灌生育期内土壤水盐分布和棉花生长的变化规律基本一致。在土壤水盐分布方面,生育期内根层土壤水分和盐分大小在膜间最大,宽行其次,窄行最小;生育期内根层土壤水分随时间呈先增大后减小的趋势,但土壤盐分无显著差异(p<0.05)。在收获期,主根层土壤积盐量占根层土壤总积盐量的57.3%以上,且盐分主要集中在膜间;年际间根层土壤盐分随灌水年份增加呈线性增长的趋势,以土壤饱和浸提液的电导率(ECe)来表征土壤盐分,其年增长速率为0.707dS/m。在棉花生长方面,生育阶段的ET比例大小依次为铃期>花期>蕾期>苗期>吐絮期。株高和LAI随时间的变化分别可用Logsitic模型和修正的Logistic模型描述。最大扎根深度随时间增加而增加,且有效根系多集中于窄行,其比例为57.2-70.3%,且棉花根系在空间上分布可用Vrugt模型表示。基于Maas模型,建立了该地区的棉花产量与根层土壤盐分间的响应关系。(2)量化了膜间调控措施对土壤水盐热和棉花生长的影响效果。膜间调控具有稳定土壤温度的效果。与对照相比,膜间调控使土壤蒸发和根层积盐量分别减小34.6-96.2%和20.2-92.8%,使棉花水分利用效率(WUE)提高1.1-12.2%。覆砂处理下的产量和WUE最高,较其他处理措施更为有效。(3)确定了微咸水灌溉定额与棉花ET、根层渗漏量、盐分淋洗量、最大LAI、产量及相关生产力的关系。随微咸水灌溉定额增加,ET、根层渗漏量、盐分淋洗量和最大LAI大体呈递增趋势。当相对灌溉定额(Irel)<100%,产量随灌溉定额增加大体呈增加的趋势,而灌水利用效率(IWUE)和收获指数呈减小的趋势,WUE变化不明显。综合比较土壤水盐和作物指标,当灌溉定额为80%<Irel<90%能获得较高的产量、WUE和IWUE。(4)构建了微咸水膜下滴灌条件下的棉花生长模型。模型能够较好地模拟棉花生育期根层土壤水分和棉花生长动态变化,其中r2>0.74,d>0.92。但在Irel>80%时,模拟的根层土壤盐分偏低。另外,模型模拟产量也有所偏低。通过不同的情景模拟,提出了研究区中粉砂壤土和砂质壤土下适宜棉花生长的微咸水灌溉定额分别为358-457mm和406-462mm,并建立了棉花水盐生产函数,即 1-Ya/Ym= 1.062(1-ETa/ETm),(n=180,r2=0.952)。本研究通过田间试验,揭示了多年生育期内微咸水膜下滴灌土壤水盐分布和棉花生长规律;确定了棉花产量与土壤盐分的响应关系;筛选了适宜干旱地区棉花生长的水盐调控模式;阐明了微咸水灌溉定额和根层水分下渗量、盐分淋洗量及棉花生长指标间的数量关系;并构建了膜下滴灌条件下的棉花生长模型。为干旱区微咸水的高效利用提供科学依据,并为优化土壤水盐调控方式和微咸水棉花灌溉制度提供指导意义。