水资源紧缺已是一个全球性的问题。我国农业灌溉年用水量占全国总用水量的70﹪左右。但是我国农业用水的有效利用率很低，渠灌区只有30﹪～40﹪，井灌区也只有60﹪左右。而一些发达国家可达到80﹪以上。这说明我们还远未做到节约用水和科学用水。棉花是我国种植的主要作物，研究棉花灌溉制度的优化对于节约用水具有重要意义。 针对上述问题，本文运用现代建模技术，以新疆农一师八团灌区棉花为研究对象，利用田间实测及当地气象资料，进行数据处理。根据《随机水文学》理论中的时间序列分析法，建立了适合南疆阿克苏灌区棉花需水量预报的非平稳时序随机模型；根据最小二乘法，计算出了几种常用水分生产函数中的敏感指数及敏感系数，进而得到适宜当地的水分生产函数模型及模型中敏感指数的变化规律；运用动态规划(DPSA)的方法，用VB语言进行编程计算，推求非充分灌溉条件下阿克苏灌区棉花的最优灌溉制度。优化的灌溉制度可用于指导在不同的缺水程度下如何在时间上定量分配水量，以使相对产量最大，减产损失最小。 通过系统建模预测与优化研究，不仅可以给出科学灌水、用水的数量指标与数学模型，而且对稳定、提高新疆农一师作物生产水平，缓解水资源紧缺状况都具有重要意义。