摘要：地膜覆盖是干旱半干旱地区农业节水和增产的主要措施。当前长期高强度的使用地膜造成严重的“白色污染”,这是不可持续的。本研究在模拟残膜蓄积量和干旱情景下,探讨残膜污染对土壤物理特征和棉花根系生长发育的影响。设计土柱试验,评估2个灌溉定额下[1950 m3·hm^(-2)(田间持水量50%,中度干旱)和3900 m^(3)·hm^(-2)(田间持水量100%,充分灌溉)],4个残膜量水平(0、160、270和490 kg·hm^(-2))的影响。结果表明:土壤物理性质主要受残膜量的影响,残膜量的增加使土壤容重增大,饱和含水率、田间持水率、毛管持水率、总孔隙度降低;并抑制了棉花根系扩展,降低了根重量、根表面积、根体积、根长和根直径,以及根系在土壤0~20 cm土层中的占比;上述指标除田间持水量外,其余均在残膜量超过270 kg·hm^(-2)时,表现出显著的处理间差异。同一残膜量下,高灌溉定额根系构型优于干旱处理;综合分析,土壤容重增幅1.88%,饱和含水率、毛管持水率、总孔隙率的降幅分别达7.97%、6.42%和9.39%;根系重量、根表面积、根体积和根直径的降幅分别达41.34%、64.10%、47.27%和86.67%。研究表明,残膜污染严重破坏土壤结构,抑制根系生长,导致土壤物理性能和根系水肥吸收能力下降,降低这一影响可能需要消耗更多的水分,必将进一步加剧缺水危机下水资源的承载压力,因此相应的残留阈值应严格控制在270 kg·hm^(-2)以下。研究结果为农田残膜污染的风险评估和防治策略提供了理论支撑。