为探究长江流域直播棉光合特性、产量、氮素吸收利用、土壤养分对减氮增碳措施的响应,筛选适宜的施氮方式,以棉花品种赣棉杂0906为对象,设置4种施氮方式[N0,不施氮;N1,常规施氮,施氮量(折纯,下同)345 kg·hm-2;N2,减氮20%,施氮量276 kg·hm-2;N3,减氮增碳,施氮量276 kg·hm-2,其中,由有机肥提供的纯氮为27.6 kg·hm-2],测定功能叶光合参数、群体生物量、产量及其构成因素、氮素吸收利用、土壤养分含量的变化。结果表明,与N0相比,2020年和2021年各施氮处理盛铃期的净光合速率分别显著(P<0.05)增加13.47%~33.38%和30.32%~39.64%。与N1相比,N2、N3处理未显著降低棉花功能叶的胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率。与N1相比,N3处理未显著降低棉花群体生物量、籽棉产量。2020年,N3处理的氮肥农学利用率、偏生产力分别较N1处理显著增加16.62%、19.15%,在2021年分别显著增加21.03%、22.14%。两年间,N3处理的土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量未较N1处理显著降低,可保持土壤养分稳定,2020年的土壤硝态氮含量还较N1处理显著降低49.72%。综上,较常规施氮量降低20%,并利用有机肥替代10%的化肥,能够稳定棉花产量,提升氮肥利用率,保持土壤养分,有利于长江流域棉区的绿色发展。