水是棉花植株體內含量最多的組成成分，水分佔鮮重的3/4以上。水在棉花生長的作用主要表現在：水在棉株內是很重要的溶劑，營養物質的吸收、運轉、合成和分解等一切代謝活動都要以水為介質；水又是光合作用製造有機物的原料，缺水光合作用無法進行；水可以維持細胞的緊張度，保持棉株固定的形態；水的比熱、汽化熱都較大，導熱性好，有利於棉株體溫的保持。
播種至出苗，棉籽發芽出苗本身所消耗的水分雖然不多，但由於此期間，種子距地面近，幼根入土淺，且藉助土壤水分範圍小，因此足夠的口墒對保證棉花出苗齊全有著重要意義。試驗資料表明，播種時以0-20釐米土層內土壤水佔田間持水量70%-80%較為合適，低於70%時則表層土壤水分不足，種子吸水困難，發芽緩慢，即使發芽，也因以後水分供給不上而不能正常出苗。土壤含水量超過85%時，由於水分過多，地溫低，且空氣不足，棉籽發芽出苗慢，而且容易染病黴爛。臨播種時，如發現棉田口墒不足，要及時人工造墒或實行抗旱播種，這是棉花種植的第一次關鍵水。
出苗至現蕾，氣溫還不很高，且棉苗小，葉面蒸騰和土壤蒸發的強度都較低。此期的耗水主要通過地面蒸發，此階段耗水佔全生育期總耗水量的15%左右，土壤水分以0-40釐米土層內含水佔田間持水量的55%-70%為合適，土壤水分過多或過少，直接影響根系的生長，從而影響棉苗的壯弱和現蕾的早晚。河北棉區足墒播種單作棉田，現蕾前土壤含水量可以滿足棉苗的生長髮育需求，不必澆水。
現蕾至開花時期，棉株生長加快，加之氣溫逐漸升高，土壤水分蒸發量也隨之加大，對水分的需求比苗期有所增加，此階段耗水量佔總耗水量的12%-20%。棉花蕾期適宜的土壤含水量：0-60釐米土層內保持在田間持水量的60%-70%為宜，這時如受旱缺水，不僅營養體生長慢，現蕾少，而且對產量影響很大。河北棉區一般此時底墒水已耗盡，降雨不能滿足耗水需求，需於盛蕾期進行灌溉補水，這是棉花種植的第二次關鍵水。但灌水時應參照形態指標，不能過早，否則水肥過多，營養生長過快，生殖生長受到抑制，並易造成棉田過早封行鬱閉。
開花至吐絮期，時間長、溫度高，棉花營養生長和生殖生長都很旺盛，根深葉茂，蕾鈴並增，對水分的需求最大，也是棉花對水分需求的臨界期。此階段耗水量佔總耗水量的45%-65%，一般0-80釐米土層內土壤水分平均為田間持水量的70%-80%，不得低於55%。河北棉區此期進入雨季，一般年份降雨量可滿足棉株生長髮育需求，但特殊乾旱年份若15天內無透雨出現，應及時澆小水，切不可澆大水，以免澆水後遇雨，引起徒長、鬱閉、黃萎病、爛鈴等發生。
吐絮期，雖然棉株已大，但由於氣溫逐漸降低，葉面蒸騰強度減弱，對水分的要求也逐漸減少。此階段耗水量佔總耗水量的10%-20%，土壤水分保持在田間持水量的55%-70%較為適宜。吐絮初期土壤缺水，仍應堅持灌水，防止葉片過早枯黃，以增加鈴重和衣分。
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