Чтобы облегчить и централизовать администрирование Мирзачульской Сахры, 425 тыс. акров (170 тыс. гектаров) региона, который находился в границах Казахстана, были в 1956 году переданы Узбекистану. Передача гораздо большей территории, включающей около 2,4 млн акров (959 тыс. гектаров), была осуществлена в январе 1963 года, когда баланс земель под хлопок в Мирзачульской Сахре склонился к Узбекистану. Другая причина была связана с переходом более 6,8 млн акров (2,7 млн гектаров) пастбищ из Чимкентской и Кызыл-Ордынской областей Казахстана. Был сформирован новый узбекский район – Сырдарьинская область, практически включавший всю Мирзачульскую Сахру. Большинство населения в новой области – около 520 тыс. человек, главным образом узбеки, а также таджики, казахи, корейцы и бухарские евреи – было сосредоточено на орошаемых землях от Кировского канала. Хлопкоочистительные заводы были сооружены в таких крупных центрах, как Джизак, Гулистан, Бают, Славянка, Ильич и Бекабад. В Янгиере с населением 25 тыс. человек – хлопкоочистительный и шелкопрядильный комбинаты.
Началась или в ряде случаев завершилась реализация других ирригационных проектов, таких как канал Амударья – Бухара, канал Амударья – Караколь (от окрестностей Чарджоу к западной оконечности Зеравшана), канал Чу в Кыргызстане, а также несколько водоемов у Сырдарьи, Теджена, Мургаба и рукавов Зеравшана. Из водоемов самый крупный Бахр-и Таджик (Таджикское море), или водохранилище Кайраккум в верховьях Сырдарьи в горловине Ферганской долины. Это водохранилище снабжает водой и электроэнергией Северный Таджикистан и окружающий регион.
Хотя амбициозный план прорыть главный Туркменский канал по руслу Узбоя был объявлен в 1950 году, он не был осуществлен. Однако проект строительства 500-мильного Каракумского канала от Амударьи у Босаги до Ашхабада, одобренный советскими властями в 1947 году, стал реальностью. Строительство началось в 1949 году. На первом этапе он достиг Мервского и Мургабского оазисов в 1959 году, на втором этапе в 1961 году Тедженского оазиса, третья секция канала была доведена до Ашхабада в мае 1962 года. Советские власти планировали постепенно довести канал до Каспийского моря.
Американским технологам, посетившим канал в 1960 году, сообщили, что он оросит к 1980 году 2,5 млн акров (1 млн гектаров). Так как у канала нет облицовки, потери воды оценивались американцами в 40–45 %. На почве вокруг канала наблюдалась сильная ветровая эрозия. Отчет о некоторых проблемах, с которыми столкнулось строительство первого этапа канала, появился в «Продвижении Каракумского канала, 1957–1958 гг.» (Среднеазиатское обозрение. 1959. Т. VII. № 1). Несмотря на эти проблемы, канал, безусловно, представляет собой одно из наиболее впечатляющих технических достижений советских инженеров-мелиораторов.
Несмотря на обещанное поступление воды в первый хлопководческий Мургабский оазис, туркменские земледельцы оказались не на высоте положения. Ожидалось, что Каракумский канал обеспечит увеличение производства хлопка в Туркменской республике, но этого не произошло. Площадь земель под хлопок в республике увеличилась с 470 тыс. акров (188 тыс. гектаров) в 1958 году до 693 тыс. акров (241 тыс. гектаров) в 1962 году. Продуктивность же за тот же период упала с 1808 фунтов на акр (20,5 центнера на гектар) до 1367 фунтов на акр (15,5 центнера на гектар). Это привело к падению производства хлопка с 584 тыс. метрических тонн до 574 тыс. метрических тонн. Из 268 колхозов в республике лишь 19 собирали 2205 фунтов или больше на акр (25 или больше центнеров на гектар). Это небольшая цифра по американским стандартам. В то же время совхозы собирали лишь 847–856 фунтов на акр (9,6 или 9,7 центнера на гектар), что является весьма плохим показателем для хозяйств, рассматриваемых в качестве образцовых или экспериментальных центров, которые должны были бы собирать минимум втрое больше этого урожая.
Низкая продуктивность, очевидно, объясняется главным образом плохой сельскохозяйственной техникой, поздними посевами и сборами, общим безразличием к интересам дела, включая специалистов по хлопку, которые по прибытии в Туркмению сразу же тянулись к ярким огням Ашхабада, оставляя хлопкоробов без необходимых рекомендаций. Вот причина того, почему строительство сложных и дорогих ирригационных сооружений автоматически не увеличивает производство хлопчатника. Люди в хозяйстве не всегда обладают инициативностью и техническим умением обрабатывать землю до оптимальных кондиций, и, вероятно, в современных условиях коллективного хозяйствования человек представляет главную сельскохозяйственную проблему. Засоление почвы в результате неадекватного дренажа также является важным фактором, объясняющим низкую продуктивность хлопка.