La siembra compuesta se ha convertido en una de las principales prácticas agrícolas promovidas en los últimos años, especialmente en las regiones algodoneras del noroeste interior de China, donde se intercalan varios árboles económicos y cultivos con algodón. Sin embargo, la investigación sobre las diferencias microclimáticas que afectan el crecimiento del algodón y las estrategias de asignación de nutrientes para los órganos económicos clave del algodón (es decir, semilla, fibra y cáscara) en sistemas de cultivo compuesto en franjas sigue siendo limitada. En este estudio, examinamos las estrategias de asignación de nutrientes del algodón bajo múltiples patrones de cultivo compuesto y propusimos los patrones de cultivo más adecuados para esta región en el noroeste interior de China, utilizando un índice de partición alométrica y estequiometría ecológica, basado en un experimento posicional a largo plazo. Los resultados revelaron que la distribución de nutrientes del algodón era de igual velocidad con la siembra combinada con árboles, mientras que había un índice de distribución alométrica de N y P entre la siembra combinada con maíz. El efecto del modo de siembra compuesta en la eficiencia del uso de nutrientes del algodón se reflejó principalmente en la etapa de diferenciación de órganos de su etapa de crecimiento reproductivo. Específicamente, el algodón mostró una menor eficiencia en el uso de nutrientes en los órganos reproductivos cuando se intercaló con arbustos bajos y cultivos herbáceos, probablemente debido a la insuficiente capacidad protectora de estas plantas para el algodón. Curiosamente, la siembra intercalada con árboles altos mejoró la eficiencia de utilización de nutrientes del algodón. Sin embargo, también resultó en una reducción del contenido de nitrógeno y fósforo en la fibra de algodón. Además, indicadores del suelo como el nitrógeno disponible y la conductividad eléctrica influyeron positivamente en la absorción de nutrientes de las cáscaras y raíces del algodón, mientras que el fósforo del suelo promovió la absorción de nutrientes de la semilla de algodón pero inhibió el nitrógeno y fósforo de la cáscara de algodón y el nitrógeno de la fibra de algodón. Estos hallazgos sugieren que la partición de nutrientes en el algodón está influenciada por una variedad de factores del suelo. Según estos resultados, el patrón de siembra combinada de algodón y manzanos debería considerarse en la práctica para mejorar el rendimiento del algodón y los beneficios económicos en la región noroeste interior de China.