棉花是一種需肥量較大的作物，科學地給棉花進行施肥，對棉花的生長和產量的提高至關重要。
棉花需要的營養元素
棉花需要的營養元素很多，已知的就有16種，即碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、鋅、錳、銅、鉬、硼、氯，其中碳、氫、氧約佔植株乾重的95%，主要來自空氣和水；其他各種元素總共佔棉株乾重的5%左右，主要來自土壤的礦物鹽類。目前，棉田主要是氮、磷、鉀三元素不足。
棉花常見的缺素症狀
氮素供應不足時
，棉株生長緩慢，植株矮小，葉片小且葉色淡，果枝數和總果節數少，蕾鈴脫落多，衰老早，鈴少而輕，產量低。
磷素供應不足時
，棉株生長緩慢，根系生長不良，葉色暗綠，植株矮小，生殖生長受阻，結鈴和成熟期推遲，鈴輕籽小，不孕籽增多，纖維成熟度差，產量和品質下降。
鉀肥供應不足時
，棉花在苗期或蕾期，主莖中部葉片首先出現葉肉失綠，進而轉為黃色，以後葉尖和邊緣枯焦，向下捲曲，最後整個葉片變成紅棕色；嚴重時葉片乾枯脫落，通常稱之為“紅葉莖枯病”。凡患這種病的棉田，多表現棉株早衰，棉鈴瘦小，吐絮不暢，纖維成熟度差，棉花產量也較低。
硼元素供給不足時
，葉柄產生環帶，棉頂芽常常壞死，植株長得矮小而分枝多，嚴重時棉株出現不開花、不結鈴，或蕾而不花、花而不實。
鋅元素供應不足時
，棉花葉片小，葉脈間缺綠，以致葉片組織壞死，缺綠部分變為青銅色。
錳元素供應不足時，葉片成杯狀，葉脈間失綠，嚴重時節間變短，植株矮化。
除氮、磷、鉀以外，其他營養元素的缺乏症狀一般生產上表現不十分明顯。因此，營養元素的施用與否，主要根據土壤中含量的多少來確定。
氮磷鉀肥料對生長髮育的影響
氮素對棉花的作用最明顯，從幼苗開始直到開花結鈴期，都需要有適量的氮素供應。
氮素供應適當，棉花葉色深綠，植株健壯，蕾鈴多，產量高，品質好。
如果初期氮素供應過多，會引起棉花徒長，如果生育中期供應不足，棉葉會變黃變小，脫落多，後期早衰，產量低；如果中後期供應過量，會引起棉花瘋長，晚期減產，降低品質。
磷素在棉花生育前期能促進植株根系發育，使壯苗早發，對早現蕾早開花有重要促進作用
；在生育後期能促進棉鈴成熟，增加鈴重。
鉀素起到壯稈和增強抵抗不良因素的作用
；鉀素缺乏時，植株易感病，葉片變紅，提早枯落。棉花的紅葉莖枯病主要是缺鉀造成的。
棉花的需肥特點
苗期吸氮佔5%、磷佔3%、鉀佔2%；
現蕾到始花期吸收氮佔11%、磷佔7%、鉀佔9%；
始花到盛花期吸收氮佔56%、磷佔24%、鉀佔36%；
盛花到吐絮期吸收氮佔23%、磷佔52%、鉀佔42%；
吐絮到拔棉柴吸收氮佔5%、磷佔14%、鉀佔11%。
由上可看出，棉花整個生育期的需肥總趨勢呈“少—多—少”的動態變化規律。苗期吸收的較少，現蕾以後吸收量顯著增加，至花鈴期達到吸收高峰，進入吐絮期衰退，根系吸收能力減弱，使吸收量迅速下降。棉花各生育階段氮磷鉀的吸收特點也不同，氮肥吸收高峰在前（始花期至盛花期），磷鉀肥吸收高峰在後（盛花期至吐絮期），這有利於磷、鉀營養應用於多結鈴，促早熟上。
棉花施肥原則
據研究，每生產50公斤皮棉，棉花約從土壤中吸收氮13。35公斤、磷4。65公斤、鉀13。35公斤。
氮、磷、鉀比例為1∶0.3∶1
。但隨著產量提高，需肥量有減少趨勢，因此棉花產量提高不是單純依靠肥料因素，而是各項栽培技術措施綜合作用的結果。棉花的施肥原則應以基肥為主、追肥為輔；有機肥料為主、化學肥料為輔。傳統施肥技術是在施足基肥的基礎上，根據棉花不同生育時期的需肥特點，掌握“輕施苗肥、穩施蕾肥、重施花鈴肥、補施蓋頂肥”的原則，簡化施肥技術則省去苗肥、蕾肥和蓋頂肥，施肥措施為“施足底肥，重施花鈴肥”。