根据棉花膜下滴灌田间肥料试验数据和大田调查资料，通过施肥专家决策系统，建立棉花高产施肥模型，制定棉花施肥决策方案；施肥装置通过可编程控制器、计算机控制和遥控控制，实现膜下滴灌棉花的变量施肥，该施肥系统将施肥决策和有线、无线控制系统有机结合起来，形成水肥一体化的调控技术。棉花施肥微机专家决策系统确保施肥科学准确，施肥系统控制面积20～1000亩，既可在滴灌系统首部也可在单个轮灌区内使用，施肥系统的比例混合施肥泵仅靠水流力量即可实现施肥工作，无需外接动力，同时实行旁路连接，对滴灌系统的运行压力较小，可实现节能降耗，极大地降低滴灌系统的运行成本。施肥系统通过设定时间或遥控进行变量控制，施肥器可按比例调控，与原来滴灌系统中仅依靠施肥装置前后的水压调控的压差式施肥系统短时间、大肥量一次性施入相比，肥料在灌水过程中通过水流缓缓施入，减少了肥料流失，提高了肥料施入的均匀性和利用率。

变量施肥系统2006年在新疆生产建设兵团农八师炮台土壤改良试验站55.1公顷棉花膜下滴灌大田进行了示范，施肥模型计算的施肥量相对误差范围在0.06%～3.04%。通过该变量施肥系统进行施肥，实现了肥料的定时定量供应，减轻了施肥的工作强度，与原来传统压差式施肥方式相比，肥料的利用效率提高10%以上。经测产棉花籽棉平均每公顷单产达到4.59吨，与对照滴灌棉田4.21吨，增产籽棉0.38吨，增产率达9.1%，以籽棉价格4.8元/kg计算，每公顷增加效益1836.0元；同时，由于采用变量控制施肥，以节约10%的肥料投入计算，每公顷节省成本将近300元，每公顷增纯效益2136.0元。

变量施肥是精准农业的基础，可根据“3S”（GPS、GIS、RS）技术和计算机自动控制系统，进行精确施肥。全球卫星定位系统（GPS）技术主要用于田间信息的采集以及田间操作的准确定位。地理信息系统（GIS）的主要功能是对各种空间数据进行管理，通过把地形地貌、土壤类型、土壤测试结果、化肥农药使用情况以及产量等数据输入GIS系统，对这些信息进行加工处理，绘制信息电子地图，并抽取相关信息提供给施肥专家系统等决策支持系统，形成施肥、灌水、喷药等田间操作决策。遥感（RS）系统，主要用于数据采集及田间作业监测，通过多波段的遥感、遥测，能够获得多时段的大量的地面信息。该变量施肥系统能与自动化滴灌系统进行组装配套，成为定点、定时、定量滴灌施肥系统，其最终目标将能够与全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术相结合，实现精准变量施肥，为棉花膜下滴灌进一步发展提供技术支持。