肥料是棉花高產的物質基礎，按需施肥是棉花施肥的原則，不同棉田的施肥應該是不同的。有條件的應進行測土施肥，根據土壤養分含量和棉花高產需要，確定施什么肥料和施肥量。
就北方多數棉田而言，應增加鉀肥用量，減少磷肥用量，氮肥則主要用于追肥；或者施用“高鉀、低磷、中氮”的配方肥。如果已準備好了氮磷肥等量復合肥，每畝用量不宜超過25公斤，再增加12.5公斤鉀肥做底肥；另備15公斤尿素做追肥，這就較為合理了。且施用底肥時一定要翻入土中，越深越好，盡量使之減少損失，充分發揮肥效。
當前大部分棉田都未耕耙整地，筆者認為施好底肥要采取以下方法：
一、耕翻前撒施。當前有的棉農正往棉田運送農家肥，可將底施用的化肥在耕翻前撒在地表，和農家肥一齊翻入地中。好處是施得深、施得勻，養分損失少，可被分布在各處的棉根吸收利用。
二、播種時機施。在播種機上安裝施肥器，和播種同時進行，前邊播肥，施在兩行棉花中間，深施8～10厘米，后邊下種。好處是作業省工，肥料集中，養分損失少，幼苗利用快。因為肥施在種子發芽前，所以仍可視為底肥。國欣種業8萬畝繁種農場多是這樣施用。
三、播種前行間深施。播種前設計好行距和行數，插上標記，先將一行肥料施在預留的兩行棉花中間，深施10厘米以上，然后再進行播種，好處是肥料施得深、損失少。
四、旋耕前撒施。如果不耕翻而采用旋耕，也可在旋耕前將肥料撒在地表，但要盡量旋耕深達15厘米左右。這樣施肥的缺點是上層干土中也有部分肥料，養分有損失。忌施肥后淺旋，使大部肥料留在土壤上層，養分損失太大。
無論耕地前或旋地前給棉花施肥，都可進行耕旋后澆水造墑。按畝灌水量60～80立方米計算，水深為9～12厘米，肥料會保存在1米深的土層內，可供棉花根系吸收利用。