棉花优化成铃原理

棉花优化成铃原理与技术研究

棉花生产和其它作物生产具有共同的属性，这就是充分发掘产品的产量和品质潜力。在主要农作物中，以禾合类作物为代表，最终形成的产品品质几乎可以看成是由其遗传决定的，而产量是在作物体生长发育过程中积累形成的。据此，农学家们通常通过遗传工程解决禾合类作物的品质问题，通过栽培技术解决高产更高产问题。以棉花为代表的一类作物，最终形成的产品品质有依赖于遗传性的一面，也有决定于生长发育过程的一面，而后者往往是决定性质的。一、棉花高产优质栽培的一般性描述（一）棉花高产的基本特征九十年代以来，我国的学者就以禾本科作物类型的高产机理研究基础提出群体质量栽培理论：即建立高光效群体，以达到最大限度地提高经济器官生长期间群体干物质生产量和累积量。为了认清棉花高产的基本特征，我们先以禾本科作物为先例。

这里可以粗略地理解为：一是在经济器官产量主要形成期的高光效群体结构，二是在经济器官产量主要形成期之前的高光效群体形成的动态进程。禾谷类作物的基本特征：第一，在抽穗开花前形成了经济器官的基本库容量和群体总叶源量；第二，其高光效群体的塑造主要局限于开花前，开花后主攻群体光合生产力是在始花前已经建立起来的“有限”的库容量和光合叶源量的基础上实现的；第三，一般水稻从抽穗开花到成熟的时间仅约30天左右，占全生育期的四分之一至五分之一，从幼穗分化到成熟的时间为60天左右，占全生育期二分之一到五分之二。因此可以认为开花前塑造高光效群体条件下促进库/源比、开花后促进顶部三片高效叶的干物质累积量是高产不可分割的两个方面，两者相互依赖，从产量构成因素来看表现为总结实粒数与总孕花数的显著正相关。由此演绎出壮个体小群体的栽培指标。

棉花和禾谷类作物的共同之处是始花前以营养生长为中心，其群体干物质生产主要用于器官的生长和搭架，经济产量则主要在始花后形成。棉花与禾本科植物相比较有这样几个不同特性：第一，棉花具有无限生长习性，即其营养器官和生殖器官在条件满足时可继续生长、增加，即使在开花结铃以后，还在生长新的营养、生殖器官，这样，群体和个体库容量和叶源量处于发展中和可塑造状态，在自然栽培条件下，群体或个体60%以上的花蕾量是在开花以后形成的；第二，开花前、开花后的花蕾量的增长、开花结铃和棉铃的发育都伴随营养器官的生长与增生，即重叠并进的习性，其高光效群体的塑造贯穿于一生，尤以初花至盛花期更为重要，开花后主攻群体光合生产力必须伴随库容量和光合叶源量的共同发展和相互制约中实现的，从这一意义上理解，棉花初花期的群体叶面积指数和干物质累积强度的可塑造性更小；第三，棉花从开花到收获结束的时间约130天左右，占全生育期五分之三左右，从花芽分化到收获结束的时间约170天以上，占全生育期四分之三左右。期间，棉花总花蕾量的循序渐增的过程，每增加一个花蕾必然同时增加一张叶片，每一个花蕾或棉铃的发育都有各自相对独立的光合源，即本果节蕾花铃所需的光合产物主要来源于该果节的果枝叶。该果节在结铃条件下，本果枝叶的光合强度较高，此时该果枝叶就成为高效叶面积；而在该果节不结铃（脱落）条件下，本果枝叶的光合强度较低，且光合产物的经济利用率（为棉铃发育所利用）较低，此时该果枝叶就为非高效叶面积。棉花的蕾铃脱落具有一定的规律，一般占总花蕾量的55-75%，在空间和时间分布上也具一定规律，但就某一果节花铃是否成铃无必然性，这就提示了，每个果节位的果枝叶都有成为高效叶的可能，也有成为非高效叶的可能。由此可以认为，棉花的结铃位和高效叶位具有“漂移性”，或者称之为“同位漂移性”，这种“漂移性”决定了总结铃数与总花蕾数之间的非必然相关性。高产栽培实践表明，棉花必须塑造相对限量总花蕾数（约18-24万/亩）范围内的高光效群体，即适宜的库/源比，促进提高结铃率。过大或过小的库/源比都可能降低总结铃数和铃重。可见，棉花不能等同于稻麦等作物通过壮个体即增加个体分蘖成穗数即大穗的途径提高库/源比达到增铃增重的目标。有学者试图以果枝叶才能成为高效叶、主茎叶不可能成为高效叶为依据，提出降低密度、增加单株果节即果枝叶数的高高效叶率途径。大量的研究表明，主茎叶虽不能象果枝叶那样对本果节花铃举足轻重，但其光合产物可优先供向本果枝近主茎的几个果节位花铃发育，可提高近主茎果节的成铃率和铃重，从这个意义上认识，主茎叶不能简单定性为非高效叶，因而也就不能简单地局限于增加单株果节即果枝叶数途径。

第四，显著的产量贡献份额的时空特性，棉花棉铃成铃进程存在着很强的时间差异和空间差异，研究表明，伏桃、早秋桃的铃重明显高于伏前桃和晚伏桃，近主茎的内围铃的铃重明显高于外围铃，从这种意义上可以认为，以禾谷类的单叶（面积）颖花量、根系载花量移植来表达棉花的单叶（面积）载铃量和根系载铃量不具有实质性的意义。棉花优良的品质是栽培的另一个目标，是棉花生产不可偏废的同等重要的一个方面，棉花品质也是长期围绕我国植棉效益和纺织工业效益的问题。从我国棉花生产的发展实践来看，由于长时间的原料紧缺，实际上多年来我国的棉花生产是在偏面追求产量的大环境下发展的。在学术界，品质栽培的研究已经有较长的时间，而且取得了很大的进展。（二）棉花品质栽培的发展研究表明，棉花从开第一朵花到最后一批花的间隔时间长达70天，3500株/亩密度条件下同一台果枝上内围第一个果节与最外围果节铃可能相隔6-7个节位，无论是从时间的角度还是从空间的角度，每一个棉铃的发育进程几乎处于各异的生理、生态条件下。

由于棉纤维品质的形成是累积性质的，在棉铃发育的进程中，尤其是次生纤维累积期遇不良的生态环境或有机养分供应亏缺都会导致该棉铃纤维品质的下降。在大面积生产实践中，即使总铃数相同，实际的纤维品质会出现较大的差异。如伏桃、早秋桃的纤维品质普遍优于伏前桃和晚秋桃，内围铃的纤维品质普遍优于外围铃，在群体栽培条件下，早秋桃、伏桃比重大，内围铃比重大，总体纤维品质趋于优化，相反则不利于优化。在长江流域棉区，棉花吐絮期可能遭遇阴雨，凡适时采摘的棉花品质趋于优质而烂铃收的棉花趋于劣质。在栽培实践中，棉花成铃的时空分布清楚地表明，棉铃的高产优质具有统一性，即高产的棉铃通常品质较好，低产的棉铃通常品质较差。由此可以认为，高产、优质是可以通过协调群体结构和栽培途径兼容实现的，而片面强调高产更高产就有可能导致产高而质不优。通过以上的讨论，我们清楚地认识了棉花经济器官生长期间群体干物质生产和累积，以及塑造棉花高光效群体不仅为了获得棉花高产，而且还要求提高优质棉花的比例。至八十年代以来，随着棉花商品率的不断提高和市场竞争的日趋激烈，生产优质棉花已经紧迫地摆到了棉花生产最主要的地位，同时也在纺织行业、原棉市场以及棉花栽培学术领域都形成了规范“优质棉”的概念的要求。究竟如何定义“优质棉”呢？比较多的意见，主张以棉花作为商品的最终经济效益和社会效益高低为评定“优质棉”依据，由此得出的定义：优质棉是能充分满足和适应纺织工业生产不同类型、不同品质棉织用纱所必需的质量指标，并能为纺织工业提供最大经济效益的原棉。同样，优质棉也应为植棉者提供最大经济效益。二、棉花优化成铃概念的建立（一）优质棉的意义优质棉的主要品质性状有：是指棉纤维伸直后的长度，一般以毫米表示。这是棉纤维最重要的品质指标，是纺织使用价值最主要因素，棉纤维愈长、纺纱的支数就愈高，成纱的强度亦高。我国栽培的陆地棉细绒型品种的纤维长度一般要求达29-33mm，而长绒棉品种的平均纤维长度可达37-40mm。种性特点对纤维长度具有制约性，高代棉种生产的棉纤维则明显短于低代棉种生产的棉纤维。栽培过程中的生态环境可能对棉纤维长度的影响幅度一般为2-5毫米。第一，纤维长度

是指群体棉纤维长度的整齐程度，通常用百分法和变异系数来表示。这是纤维长度指标的一个辅助指标。百分法，以平均纤维长度加减2毫米范围的籽棉粒数占考查总籽棉粒数的百分数来表示；纤维整齐度百分率大，纤维整齐度高，90%以上为整齐度好，80%以下为整齐度差。变异系数法以籽棉分梳长度的变异系数来表示；变异系数大，纤维趋于不整齐，5%以下变异系数的棉纤维整齐度好，7%以上变异系数的棉纤维整齐度差。第二，纤维整齐度是指棉纤维的粗细程度指标。正常成熟的棉纤维可以直接测量纤维的周长或截面积作为棉纤维的细度值。目前国际多采用求一定重量纤维的总长度（米/克，支数）或者求一定长度的纤维重量（微克/英吋，麦克隆值）。陆地棉纤维的正常细度为3.5-4.9麦克隆（Mic），克数愈低通常表示纤维愈细。上述两项指标均与纤维重量有关，而纤维重量与纤维成熟度相关，由于纤维成熟度差的纤维重量轻，同时表现出“细”，纤维成熟度好的纤维重量重，同时表现出“粗”，因此上述两项指标的实质并不是真正意义上的纤维细度，而是纤维细度和纤维成熟度的综合值。第三，纤维细度

是指拉伸一根棉纤维或一束棉纤维在行将断裂时单位截面积所承受的最大负荷力量。一般单根纤维强度以克（g）表示，一束纤维强度以克/毫米（g/mm）或磅/毫米（b/mm）表示。棉纤维的成熟度愈大，其纤维强度愈高。陆地棉成熟的单纤维强度在3.6-4.1克，海岛棉成熟的单纤维强度在4.0-4.9。第五，纤维强度

是指棉纤维细胞壁加厚的程度，以成熟系数（纤维的中腔与胞壁间距的比例）表示。正常成熟的陆地棉纤维的平均成熟系数在1.5-2.5之间，未成熟棉纤维及死棉纤维的平均成熟系数只在0.5以下。第四，纤维成熟度正如前面所讨论到的，以上棉纤维的品质是在棉铃发育进程中伴随产量的形成而累积成，棉纤维品质受棉铃的结铃时间、结铃部位以及棉铃发育所处的生理、生态条件所影响。一般而言，优质棉纤维的上述各项指标呈现同步优势，而劣质棉纤维的各项指标呈现同步劣势。季节四桃中，以晚秋桃的纤维细度虽表现细，但其它指标均表现劣化，其“细”化实际上是成熟度差的体现。

是指单纤维重量与其绝对强度相等时的长度，陆地棉的纤维断裂长度多为21-25千米，海岛棉29-38千米。第六，纤维断裂长度棉花生产中“优质棉”概念的定义，起码清楚揭示了棉花生产实践必须解决的两大课题：第一，棉花生产的产品应该尽可能多优质棉，第二，棉花的高产栽培规范应该是高额优质棉栽培。近期的研究和实践表明，高产优质栽培亩产皮棉100-125公斤的优质棉率应在80%以上。“优质棉”概念的明确，经过进一步的定向研究，八十年代末由南京农业大学，九十年代初期由河南省农科院淡春松先后比较系统地提出了“优质高产栽培”的理论，几乎同时，南京农业大学在总结“一九五”研究成果的过程中正式提出“棉花优化成铃”概念及相关理论。（二）棉花优化成铃概念的建立“优化成铃”概念的建立是在“优质高产栽培”基础之上，“优化成铃”主要涵盖了以下几方面的意义：

第一，“优化成铃”在静态意义上涵盖了“优质高产”。棉铃是棉花产量和品质的集中体现，“成铃”辐射了“争铃数、争铃重、争衣分”三个产量构成因素，“优化”则覆盖了“优质棉”的概念。

第二，“优化成铃”在动态意义上揭示了高产优质棉花高光效群体建成的形态、生理的动态特征以及塑造高光效群体的调控途径。“优化成铃”以棉铃为主攻目标，以优为标准，以成铃为手段。

第三，“优化成铃”中的“优化”突破了纯高产优质的局限目标，拓展兼容了简化栽培、集约化栽培、省工节本栽培、高效栽培、高抗逆功能和优化植棉环境系统的意义。可见，“棉花优化成铃”概念不仅将“优质高产栽培”推进到“优质、高产、高效”栽培的新高度，而且还奠定了植棉生态环境的良性循环基础。三、棉花优化成铃的生理生态基础（一）棉花单铃产量和品质的累积形成一个棉花花蕾，从开花子房受精到成熟吐絮的50-70天铃期内，内部发育进程可分为棉铃体积增大、棉籽和纤维发育、棉铃脱水开裂三个方面，如图1如示，在子房受精后的半个月左右时间内是棉铃外形体急剧增大时期，开花后25-30天，棉铃可达最终定型体积，此时棉铃内呈肉质状，积累物质多以蛋白质、果胶、可溶性糖类的胶体存在。1、棉铃发育的概述棉铃内的种胚在受精后的体积与棉铃保持同步增长，大约到开花后28天左右可达最终定型体积，受精后12-15天即发育成完整的胚，以后胚的各部分迅速累积干物质，大约至开花受精后50天左右，种子干重达最大值。作为纺织原料的棉纤维一般是在开花受精后胚珠外珠被部分表皮细胞突起延伸出的初生纤维细胞，据研究，纤维细胞在受精后即伸长，至受精后9-18天伸长最快，至25-30天即可伸长至纤维最终长度（图3）。在开花后稍后几天，在纤维细胞伸长的同时，胞壁内侧逐渐累积纤维素形成次生胞壁，这就是棉纤维的胞壁加厚，其方式是每天向心累积一层（图4，5），经历40-50天完成胞壁加厚，形成40层左右的轮纹状次生纤维胞壁层，次生胞壁层越多，纤维成熟度越高，相应的各项品质指标趋于优化。棉纤维成熟后，棉铃铃壳开裂，纤维脱水产生若干扭曲，成熟度的纤维的扭曲也多，未成熟的纤维很少扭曲（图6）。一般成熟开裂经历3-5天。2、棉铃发育进程中干物质的累积与分配如图7所示，棉铃干物质的积累包含了子棉干物质积累和铃壳干物质积累两者之和。全程干物质积累以开花后最初3周最快，一直持续到开花后第9周，铃重达到最大值。由图7、8、9的研究结果表明，在开花后的17-20天，棉铃干物质积累的方式是以铃壳和籽棉同步迅速增长进行，尔后铃壳干物重不再增长，棉铃干物质积累的方式是籽棉增长，至50-60天，籽棉干物质重达最终值，棉铃干物重亦达最终值。棉铃干物质积累的方式表明，籽棉在干物质积累进程中仅具有“库”功能，铃壳在开花后的17-20天内具有“库”、“源”双重功能，20天以后仅具有“源”功能，这种“源”功能是“中转站”性质的（图10），即叶片生产的光合产物首先运经铃壳，继而转运给籽棉发育而几乎很少留积。进一步研究表明，籽棉干物质积累进程中，种子壳也具有相同趋势的“库”、“源”双重功能。我们将铃壳和种壳在棉铃发育进程中所具有的干物质积累中转站性质的“库”、“源”双重功能称之为作物产量形成的中继生物学现象。存在这种生物学现象的作物还有花生、豆类等。产量形成的中继生物学现象不同于禾谷类作物的特点是养分的转运效率主要存在于产品器官内部而很少存在产品器官与其它贮藏器之间，这对于产品器官形成在时间和空间上存在着若大差异的棉花来说有着十分重要的意义。如图8所示，晚秋桃的铃壳在开花后38天内干物质增长持续上升，尔后才减缓增长势，这就必然导致籽棉干物质积累的减少（图11），降低铃重，导致如图12所示的铃重差异。棉纤维（栽培上称为“衣分”）是现阶段棉花栽培目标的主要产品部分。前面我们分析过，叶片生产的光合物质运经铃壳、种壳抵达纤维细胞。图11表明，棉纤维次生胞壁干物质累积在开花后17天内较慢，17-40天增长最快，45-50天可达最终干物质积累量。棉纤维干物质积累快速增长期内，铃壳“源”量越大，棉纤维积累的干物质就越多。晚秋桃棉纤维干物质积累快速增长期，铃壳仍维持干物质累积持续增长态势，故纤维干物质积累量显著低于伏桃。由于后期种仁物质积累更弱于棉纤维，故出现晚秋桃高衣分现象，这种高衣分与早期桃有本质的区别。研究表明，棉纤维干物质的累积进程与纤维品质紧密相关，图13，14，15所示，棉纤维强度和成熟系数随干物质累积量的增加而增大，至纤维干物质累积量最大值，即开花后50天左右时纤维强度和成熟系数达最大值。单铃经济系数是判断本棉铃所得到的光合产物分配给棉铃各器官，产品部分实际所占的份额即经济效率的衡量标志。3、棉花单铃经济系数

单铃经济系数是指成熟棉铃风干状态下实收单铃皮棉或籽棉重量占单铃实收全部干物重的百分率，用公式表示为：单铃皮棉(籽棉)重量单铃铃壳重+单铃籽棉重单铃皮棉(籽棉)经济系数%=×100%

单铃经济系数高，表明产品器官部分对养分的经济利用率高。实际上影响单铃经济系数高低的是具有“库”、“源”双重功能的铃壳或铃壳加种子所积贮的养分。单铃经济系数并不表达棉铃所积累的绝对光合产物量，它要表达的是在同一遗传性品种内，不同环境条件、栽培条件以及不同时空位棉铃间产品收获部分的经济效益。如高温条件下完成棉铃发育的单铃经济系数高于低温条件下完成棉铃发育的棉铃，内围铃的单铃经济系数高于外转铃。由于单铃经济系数并不表达铃重绝对重，故只是个相对值，从光合利用的效率角度考虑，在获得较高铃重时的高单铃经济系数是棉花栽培的理想指标。棉花群体开花结铃的时间长达70天（7/上-9/10）左右，不同时间开花形成的棉铃，棉铃发育各处于不同的外界环境条件和生理条件下，由此造成群体棉铃间铃期长短、铃重高低、衣分高低、纤维品质优劣等明显的差异。这些因时间为主线形成的产量和品质差异规律，就是棉花单铃产量和品质的时间分布特征。随着人们对棉铃发育的研究的深入和生产实践经验的积累，依据棉花结铃时间的顺序，可将棉铃划分为伏前桃、伏桃、秋桃。八十年代以来，又有学者将秋桃划分出早秋桃和晚秋桃。（二）棉花单铃产量和品质的时空分布特征1、时间分布特征伏前桃

指7月15日以前开花所结的棉铃。江淮流域也以7月20日作时间限。伏前桃是棉株体初花至盛花期即由营养生长中心向生殖生长中心转移时期的结铃，从本类型铃对有机养分的摄取力来看处于非优势；伏前桃所处的部位是棉株下部，其所在果枝叶一般受光不足，故光合源势不强；伏前桃所处的发育季节是七月、八月的最高温季节，发育进程快、铃期短，次生纤维层较少；由于温差较小，有机养分通常在铃壳、种壳较少因而其单铃经济系数较高。综合伏前桃的发育所处的内外在条件，伏前桃一般表现铃重和衣分不及伏桃高，纤维品质也不理想（见表1，2，3，4）。生产上常因田间郁蔽或遇连阴雨烂铃率较高，因而实际产量要低于成铃比例，棉纤维品质不优。伏桃：

指7月16日（江淮流域也用7月20日）至8月15日期间开花所结的棉铃。伏桃一般是棉株体进入以生殖生长为中心后的成铃，因此这一类型棉铃对有机养分的摄取能力具有很强的优势。且正值花铃肥效高峰期，棉铃发育具备了充足的营养源；伏桃所处的部位一般位于棉株中部，果枝叶受光充足，光合源势较强；伏桃所处的发育季节前期高温、后期适温，且温差也大，次生纤维层积累多，籽棉和铃壳发育正常，单铃经济系数适宜。因此伏桃表现铃重、衣分为四桃中最高，纤维品质最佳。伏桃吐絮期正处早秋足光季节，故外观品质极佳。伏桃约占总成铃数的50-60%，实际产量往往超过60%。早秋桃：

指8月16日至8月25日期间开花所结的棉铃。早秋桃一般位于中部外围果节和上部内围果节，受光充足，光合营养源势强，早秋桃发育期温度适宜、温差渐大，棉铃发育正常，单铃经济系数稍低于伏桃。表现铃重、衣分和品质接近伏桃，早秋桃都能正常成熟吐絮。早秋桃成铃和产量约占10-15%。晚秋桃：

指8月26日至有效开花结铃终止期间开花所结的棉铃。晚秋桃一般分布在棉株顶部2-3台果枝，受光充足。但晚秋桃发育期处于棉株体趋向衰老，光合营养源势受棉株长势牵制；温度明显下降条件下，尽管铃期较长，但一般都很难正常完成棉铃发育进程，次生纤维层积累少，种子内积物少形成瘪籽、嫩籽。因此晚秋桃表现铃重低，衣分一般较高，单铃经济系数低，纤维品质差（见表4，5）。在暖秋足光的年份，部分晚秋桃能正常成熟吐絮，一般年份不能正常成熟吐絮。晚秋桃成铃约占总铃数的10-15%，产量比重则低于10%。上述季节四桃中，伏桃和早秋桃全部是优质铃（见表5），是棉花优化成铃的核心桃，也是我国现阶段棉花产量的关键桃，可达产量的70%左右。伏前桃产量比重较小，但是棉花由营养生长优势向生殖生长优势转化的基础。我们现阶段棉花栽培实践中，伏前桃是不可缺少的组成部分。在某些地区、某些年份伏前桃可以成为优质桃。但伏前桃比重过大风险也大，尤其是品质风险较大，晚秋桃产量和品质是不稳定的，但在我国江淮棉区通常作为高产更高产的潜力而利用，这就成为棉花产量和品质不稳定的因素。棉花不同果枝位、不同果节位的结铃，形成铃重、衣分等产量构成因素及纤维品质变化的规律，就是棉花产量和品质的空间分布特征。由图12，表6、7表明，产量和品质的纵向分布表现为中部铃重高、衣分较高，纤维品质好，单铃经济系数适宜；下部铃重低于中部，衣分高，纤维品质较好，单铃经济系数高。上部铃重不稳定，衣分则可能最高，纤维品质差，单铃经济系数最低。2.、空间分布特征

横向分布表现为成铃率、铃重呈离主茎递减趋势（见表7，8，图12），衣分则呈离心递增趋势。资料表明，内围果节1-2位的结铃是外围果节结铃率的2倍数以上，第2果节结铃率约是第1果节的50%，第3果节结铃率约是第2果节的40%，第4果节结铃率约占第3果节的25-30%。内围果节成铃数约占总成铃数的80%，较高密度条件下内围铃比重更高。横向铃重的分布与结铃率呈相同的趋势。不同的是外围铃的衣分要高于内围铃，这可能与外围令种仁发育受到有机养分亏缺的限制有关。而单铃经济系数亦呈离茎负相关系。内围果节铃的纤维品质也好于外围（表9，10）。可见内围果节在竞争有机养分方面具有明显的优势。根据以上趋势，棉花优化成铃应以中部桃，内围桃为主攻对象，应该适当降低下上部和外围铃的比例。棉花单位土地面积上生长的株数，单株所具有的果枝数、果节数、叶片数，叶片的大小并构成群体的叶面积指数，果枝、果节的长短以及果枝和叶片在空间的排列状况等组合成棉田的立体群体结构。一定的群体结构可能形成一定的产量库容量和光合叶源量，由此决定了棉花产量高低和品质的优劣。1、优化成铃的果节构成单位面积铃数决定于果节数和结铃率两个方面。总果节数、果节的时间和空间分布，对棉花的成铃数和成铃的品质影响较大，优化成铃要求群体内的果节具有理想的时空分布。（三）棉花优化成铃的群体结构与干物质积累棉花单株或群体的果节发展动态具有一定的规律。在正常生长条件下，单株纵向每2-3天增加一个果节（果枝），横向每5-8天增加一个果节（见图17）。（1）果节形成的特点及强弱势果节的分布果节总数增长动态为现蕾期较慢，盛蕾后加快，初花至盛花出现一生中的现蕾高峰期，盛花后显著减慢，南京地区一般8月15日后再增的花蕾开花后不能正常完成铃发育进程，生产上称这一时间为有效蕾终止期。如4000株/亩条件下，果节增长量盛蕾前0.5个/株·日，盛蕾至初花1个/株·日，初花至盛花1.5个/株。日，盛花至初花1个/株·日，盛花至有效蕾终止期0.5-1个/株·日。高产栽培条件下，始花期的总果节数约占一生总果节数的30%-40%，盛花时达到70%左右，盛花至有效蕾终止期出生约30%的果节数。如图17和前面讨论过的，无论是单株还是群体，不同空间果节位上的结铃率、铃重、烂铃率，衣分、单铃经济系数纤维品质都存在一定的差异，但总是存在着相当比例的结铃率、铃重高，烂铃率低、单铃经济系数较高、纤维品质较好的果节位。有学者曾以结铃率高、铃重高、烂铃率低作为强势果节指标对果节进行综合评判（见图18）。结果表明，麦套移栽棉在每亩4000株密度条件下的强势果节量中有84.4%座落于近主茎的1、2内围果节，外围果节仅占15.6%。通过理论测析，强势总节量约占单株果节量的51.5%；实有强势总果节量占单株果节量的59.3%（实际强势果节量较理论数少3个，实际总果节量较理论数少14个）。由此可以认为，在本群体条件下有40%左右的果节量对于产量的奉献额是极微的，第3以外的外围果节对产量的奉献具有显著的局限性。季节四桃果节的分比和形成如图19所示。（2）季节四桃果节的形成与分布

伏前桃果节在江淮棉区一般在6月23日左右前出现，一般位于棉株下部强势果节位（见图20），约占单株强势果节量的15%、占单株总果节量的8%左右。

伏桃果节在江淮棉区一般在6月23日至7月15日期间出现，伏桃位于棉株中上部强势果节位和下部外围强势果节位，约占单株强势果节量的70%左右，占单株总果节量的50%左右。

早秋桃果节在江淮棉区一般在7月15日至7月底期间出现，大多位于上部为数不多的强势果节和中下部弱热果节，早秋桃果节占单株总果节量的30%，其强势果节量约占单株强势果节量的15%。

晚秋桃果节在江淮棉区一般在8月1日至15日期间出现，位于上部弱势果节，占单株总果节量的12%。正如本节中已经讨论到的，现有的栽培体系通常强势果节率不超过60%，尽管从理论上分析要高于成铃率20-25个百分点，可以设想通过提高结铃率的途径达到优化成铃的目的。但在实践上尚不能真正达到提高结铃率的目的。研究和实践表明，较为可行的优化成铃的果节构成模型应是尽可能地增加近主茎内围伏桃和早秋桃强势果节百分率，以此为基础提高结铃率达到增结优质铃的目的。要求在群体总果节量20万个/亩左右条件下，内围第1、2果节量占60-70%，伏桃、早秋桃果节量85%以上。同时建立一个适宜的果节增长动态，即6月20-25日进入盛蕾期的果节量达2.0万个/亩，现蕾强度达1500个/亩·日，初花期果节量达10万个/亩，现蕾强度达4000个/亩·日左右，盛花期果节量达17-18万个/亩，现蕾强度达5000个/亩·日。（3）优化成铃的果节构成模型及调节优化成铃果节构成模型的调节主要途径是调节伏桃和早秋桃的现蕾强度和塑造适宜的节枝比。如图所示，在2000-5000株/亩密度范围内，伏桃和早秋桃果节现蕾强度随密度增加而递增，4000-5000株/亩伏桃和早秋桃果节现蕾强度分别比2000-3000株/亩增加25.2-103.8%和32.0-52.5%。调节棉花生育进程5叶期至盛蕾期与适宜于花芽分化的20-22℃气温相同步，初花至盛花期与适宜于现蕾的25-30℃气温相同步可以有效地增强伏桃、早秋桃果节的现蕾强度。在群体总果节量稳定的前提下，塑造适宜的节枝比，可确保较高的内围强势果节的比例（如表11）节枝比3-4的内围果节量较节枝比6的高17-33%，内围铃高11-30%，伏桃和早秋桃高4-17%，总铃数也显著增长。研究表明，节枝比3-4的光能利用率比节枝比6处理提高1.15-1.02%。2、优化成铃的群体叶源量与干物质积累（1）群体叶面积指数与干物质积累的一般规律

棉花苗期的叶面积指数增长较慢（图22），主茎每展1叶平均扩增叶面积12.8-64.9cm2，孕蕾期至现蕾期的群体光合热为1510米2/亩·日左右，苗期叶面积由主茎叶组成。现蕾后叶面积指数增长加快，盛蕾至初花期主茎每展1叶，平增扩增叶面积195.0-247.9cm2，盛蕾后叶面积指数超出1，盛蕾至初花的群体光合热为8500米2/亩·日左右，蕾期叶面积以主茎叶为主。

初花至盛花主茎每展1叶平均扩增叶面积589.5cm2，叶面积指数直线上升，盛花期达2.5-3.0，群体光合势达1.8万米2/亩·日左右，初花至盛花为主茎叶和果枝叶并重期。

盛花后至打顶前后达最大叶面积指数，至吐絮前群体光合热达9-10万米2/亩·日左右，叶面积以果枝叶为主。

吐絮后的光合势仍在6万米2/亩·日左右。盛花结铃期是叶面积指数高峰期，期间光合势占一生50%以上，是一生光合生产力最高的时期。棉花干物质累积至蕾期开始加快，积累量占一生6.5-10%，主要累积于主茎叶内。至初花期干物质累积量占一生15.8-30.9%，大部分累积于叶和茎枝内。

盛花至吐絮干物质累积量占一生的44.1-53.4%，主要累积于花铃和茎枝内。

吐絮期干物质累积量约占一生3.0-13.6%，更多地累积于花铃内。可见盛花后至吐絮期的干物质累积是棉花一生积累强度最高的时期，与光合热保持一致的趋势。这是棉花集中成铃期，即一生中转化和贮存太阳能效率最高的时期，我们可以理解为这是形成最终产量的高能转化期。根据不同长势群体干物质积累与分配的研究资料(表12)，盛花后群体叶面积指数过大或过小都直接减少花铃的干物质累积量，花铃期叶面积指数以3.5较适宜，吐絮期以3左右较适宜。大量的研究资料表明，棉花群体的最适叶面积指数范围为3.5-4.0。为了维持盛花至吐絮期达到最适叶面积指数，要求控制叶面积指数的动态曲线，现蕾期0.2，初花期2.0,盛花至吐絮3.5-4.0，吐絮后2.5-2.8。

优化成铃要求在最适叶面积指数下塑造一个高光效群体结构。研究表明，适当增加密度比较稀密度较易塑造最适叶面积指数，最适叶面积指数出现得早（见图23），稳定持续的时间长。应用化学生长调节剂塑造塔型或圆筒型株型和增加叶倾角在30º-60º叶片的比率，增强叶片折叠程度，增厚叶片提高单位面积内的叶绿素含量，调节节/枝比达3-4，达到“下封上不封，中间一条缝”的立体空间效果。通过显著减小上部叶消光系，降低光反射率，变反射为透射、折射、漏射，增加小群体内的气体交换量，协调小群体内的温湿度，延长早中期果枝叶的光合寿命，由此综合营造高光合效率的群体结构，达到增产保质。（2）优化成铃的高光效群体与塑造棉花生长发育必需的生态资源光、温、水、土、肥、气等条件中，水、土、肥资源是人类能自由调控满足的，光、温、气则主要局限于棉花生长发育适应于自然资源，其中光资源与热量资源对棉花产量的形成又是起决定意义的。（四）棉花优化成铃与生态资源效应如表13所示，棉花蕾期和铃期的长短与期间的日平均气温和日平均日照时数密切相关，日平均气温越高，可能获得的日平均日照时数可能越充足，蕾期和铃期经历的时间就可能缩短。充足的光照（强光、长的日照时数）是光合产物源的基础，开花分化、现蕾分别需要19-20℃和20-22℃的适宜日平均温，开花结铃则要求24℃以上的较高温度较高的温度是纤维素由还有糖缩水聚合的必条件。

L.E.Hessler提出低于21℃的夜温阻滞还原糖合成纤维素。中村弘认为低于15℃日平均温度就不能进行棉纤维的伸长和次生壁的增厚。生产上通常将开花结铃后期持续出现不利于棉铃发育的低于19-20℃日平均气温的起始日期作为棉花有效开花结铃终止期，这一日期长江中下游通常在9/15-20，黄河流域通常在9/5-10。由此可见，某个特定的棉区，都有一段相对稳定的特别适宜于棉花开花结铃的高温富照期（见表14）。我们可以将其理解为季节高能期或成铃最佳光热季节。全国极大部分棉区的最佳光热季节分布于7、8两月，但某一个地区的相对时间和绝对时间是存在着一定的差异的。很显然，优化成铃就是要实现棉花集中成铃期（高能转化期）与高温富照期（最佳光热季节）的高度同步。我们将集中成铃期与最佳光热季节相同步的时期称之为最佳结铃期。根据理论测算，长江下游最佳结铃期约40天，最佳结铃期转化累积干物质可高达1761.85Kg/亩。目前棉花生产实际转化累积的干物质都还不足700Kg/亩。可见最佳结铃期的增产潜力还很大，最佳结铃期的同步程度愈高，增产潜力可能越大，同样生产的棉花品质越趋于优。（五）棉花优化成铃的调控1、棉花群体成铃的峰型规律

棉花群体成铃普遍遵循现蕾、开花的峰型规律（见图24、25、26），即初花期日成铃量较低，盛花后显著增长并形成高峰，吐絮期后成铃日增长量趋于下降。我们通常用群体日平均成铃数（成铃强度，简称铃强）表示。谢协调、肥水供应满足的条件一直可以延续到有效开花结铃终止期，铃强峰值可通过增加最佳结铃期的果节量和提高结铃率实现。实践中常因天气、病虫害和肥水条件而改变正态的峰型曲线，例如中下部的集中成铃可能会导致无机营养接济不上而降低上部成铃，盛花期遭阴雨或初花期超高温（日平均气温>35℃）会减少成铃高峰期间某一时间的成铃数而出现阵发性低谷（形出双峰成铃曲线）。各棉区实践表明，我国主要产棉区的集中成铃期一般很少呈现正态的单峰铃强曲线。由图示可以知道，高产栽培要求盛花至吐絮期的成铃强度峰值水平要比较高，同时要求高峰期持续时间要长。从理论上说，成铃强度高峰期持续期在碳氢代综合以上讨论的棉花产量形成的库、源规律和生理、生态基础，可以明确：优化成铃就是实现最佳结铃期内强势果节的高成铃强度的基本原理。研究表明，优化成铃要求最佳结铃期内强势果节的成铃强度达到2000个铃/亩·日左右，即每公顷3.0万个铃/日。在我国绝大部分棉花主产区，最佳结铃期的实际时间变化在30-45天范围内。优化成铃的主攻目标是，最佳结铃期内的总成铃数超过6万铃/亩，即公顷90万铃，实现真正亩产优质棉100公斤。根据这一目标，最佳结铃期群体必须具备15-18万个/亩强势果节，即群体盛蕾至盛花期的现蕾强度达到5500个/亩·日左右。并且调控群体总果节量在20-24万个/亩，即每公顷300-360万个。根据这一果节总量，要求群体总果枝量达到6-7万个/亩，这样才能塑造3-4的节/枝比的立体空间结构，营造高光效群体。2、优化成铃的群体结构特征现就优化成铃的群体产量结构表解如下：从表解可以看出优化成铃对不同群体结构的基本要求，从理论上分析，上述各密度通过配套相应的调控措施都可能实现优化成铃目标，但就不同密度的结构特征分析，必须重视这样几个问题：第一，2000-3000株/亩密度优化成铃的风险较大，尤其是2000株密度由于强势果节量的局限性，必须主攻结铃率。这就必然与该密度内节/枝比过高、纵向叶层分布深、施肥量大等形成较大的矛盾。栽培上也提出了更高的要求。第二，8000株/亩以上密度比较容易获得足量的强势果节量，但在单株果枝数偏少的情况下，叶层密集度偏高会抑制单位时间内的光合生产力，栽培上必须以缩小节/枝比为主要手段改善群体生态条件。第三，4000-6000株/亩密度从理论上分析，这一密度群无论是塑造群体强势果节、适宜的节/枝比值和确保一定的结铃率都具有一定的优势。但生产实践表明，这一密度范围的调控要求比较高，必须以控制群体总量和塑造适宜的节/枝比为主要手段。实现棉花集中成铃期与成铃最佳光热季节和肥效高峰期三者的高度同步是优质铃高成铃强的基础，是优化成铃原理的核心。“三同步”因素中，最佳光热季节在特定的地区是相对稳定的，可以理解为同步调控途径中的不可调因素；集中成铃期和肥效高峰期是可以通过人为移动的，可以理解为同步调控途径中的活动因素，即可调因素。调节集中成铃期与最佳光热季节相同步形成最佳结铃期是“三同步”调控的前提（见图27），通常采用调节生育进程实现其同步程度。调控肥效高峰期与最佳结铃期同步可通过施肥肥料品种类型、施肥时间和方法等实现，与最佳结铃期相同步的肥料我们一般称之为花铃肥。3、优化成铃的调控（1）“三同步”的调控：由表14可知，全国各大产棉区的最佳光热季节的大致走向范围是7、8两月，但地区间5、6月和9、10月的光热资源往往差异显著，即使7、8月内的绝对最佳光热量和日数也有一定的差异，由此必然要采用一定差异的同步调节模式。就全国而言，典型的同步调节模式可有三种：第一种类型如长江中下游，本区域早春升温较慢且多阴雨与苗期生育进程并行易造成僵苗迟发（见图28），6/中、下具一明显的梅雨期与蕾期生育进程并行易造成肥水并发枝叶徒长，7/中中常年多遇高温伏旱与结铃盛期同步，8/底上多遇秋雨季与早桃吐絮并行。这一类型区域就其成铃季节而言最佳结铃期可达40天以上，但早期成铃（前伏桃）常年与秋雨相遇烂铃率极高，这样在秋阴雨不突出年份早桃早熟高产优质，而在秋阴雨持续时间较长的年份早桃烂铃产量品质均下跌。长期以来这一区域以最大限度实现最佳光热季节内集中成铃期的同步时间的早发早熟技术原理为主要栽培制度，实践证明矛盾较突出，问题也多。而以适当后移集中成铃期的进程仅与伏桃、早秋桃结铃季节相同步，也可以高产，同时又可避免烂铃。这一类型的优化成铃肥效高峰期的调节一方面要满足大量结铃的吸肥高峰，另一方面又要避开梅季肥水并发。因此通常要求增加肥料的缓释性能或适当推迟施肥时间，加深施肥深度。这一区域的优化成铃曲线以快升、峰高、陡降单峰曲线为理想型。第二种类型如黄河中下游，这一地区早春升温快、日照富足、以旱为主，7/下上常年多见集中降雨成涝，8/中下又见秋旱。这一地区的最佳光热季节由夏涝分割成两段，因此常态的结铃曲线一般形成峰值不高、峰面较窄的双峰型。实践表明，这一地区集中成铃期与最佳光热季节的同步调节应该具有两重性，即地域的南缘因夏涝出现较早可舍去部分早桃，适当后移同步期与伏桃、早秋桃季节相吻，地域的北缘因夏涝出现较迟可充分利用早桃，适当前移同步期与伏前桃、伏桃季节相吻。第三种类型如新疆内陆棉区，这一区域植棉以浇灌为主，4、5月份升温缓慢但光照充足，7、8月份高温富照，除南疆以外9、10月份陟、快降温，故最佳结铃期一般较短。这一地区的同步性调节较容易，成铃模式以早发、适当前移集中成铃期与伏前桃、伏桃季节相同步为宜。（2）“四集中”的调控：实现棉花集中现蕾、集中开花、集中成铃、集中吐絮简称“四集中”，这是棉花优化成铃原理的目标之一。与稻、麦作物全部谷粒几乎在5-7天内同时成熟相比较，棉花集中吐絮只是个相对概念，一般要求群体合部棉铃在30-40天或更短的时间内完成吐絮。“四集中”对棉花优化成铃具有重要的意义：首先，“四集中”是适应于提高最佳结铃期成铃强度、灵活利用最佳结铃期的增产潜力的产量生理基础，即在最佳结铃期内，利用本地区最具优势的时间段，充分提高成铃强度集中成铃，由于某一时间段的成铃强度特别高，因此可以弥补最佳结铃期内可能出现的不佳时间低成铃强度造成的“失产”；其次，“四集中”具有高效的生态价值，不仅可以高效利用最佳结铃期的光、热、水、土资源，而且可以显著改进植棉技术体系，趋向于简化施肥、治虫、田间管理和摘花环节，减少肥料农药用量以及肥药淋失造成的污染，直接改变棉田植被组成和病虫交替世代，可以有效地良好生态环境；第三，可为植棉业提高机械化程度和生产力水平，提高植棉经济效益创造条件。前面我们已经讨论过，“集中现蕾”可以通过适当增加密度或调节单株现蕾高峰期（5500个/日.亩）实现。调节单株现蕾高峰期达到集中现蕾的效果通常外围果节比重较大，而适当增加密度达到集中现蕾的效果通常内围果节比重较大，显然以后者更符合优化成铃基本原理。以“集中现蕾”为基础，采取适宜的保蕾措施实现“集中开花”和“集中成铃”最终实现“集中吐絮”保蕾保花提高成铃率的主要措施前面已经讨论过，如塑造高光效群体，喷生长调节物质，维持适宜的矿质营养和水分等。不同生态棉区集中现蕾、集中成铃、集中吐絮的适宜时期是不同的，如长江下游以7/20-8/20为宜，黄淮棉区以8/初为宜，北疆以7/10-8/10为宜，南疆以7/16-8/底为宜。高光效株型是优化成铃原理的重要组成部分，以宏观调控为基础，着眼于微观个体和小群体的定向塑造，最终获得高的结铃率和铃重，确保优良的品质。高光效株型的塑造主要实现塔式或圆筒式株型、适宜的节枝比（3-4），较大的30º-60º叶倾角叶片比率三个目标。棉花盛蕾至初花阶段的生长势通常是塑造塔式或圆筒式株型的基础。生产实践表明，南方棉区通常因梅雨季节求稳长、北方棉区和西北内陆棉区则因干旱缺水等限制了下部果枝的伸展。近几年育苗移栽棉迟发也会造成下部果枝的发育不良。因此优化成铃的株型定向塑造要树立盛蕾初花期发棵、稳长即发中求稳的指导思想，为形成塔式或圆筒式株型奠定基础。发是前提，就要供给适宜的肥水；发中求稳，在发的基础上施用生长抑制剂控制果枝的伸长和果枝节数的增长速度。（3）株型的塑造：根据栽培目标，通过打顶决定果枝数，顶部果枝有效果节数和长度是定向塑造的有一措施。依据有效蕾终止期，打顶，通常由顶端最终有效果节数来决定打顶时间，如规划有效果节数为3，则打顶时间可能为8/5左右，如规划有效果节数为4，则打顶时间随单株达到所留果枝数的具体时间决定。如果打顶时间较早，顶部有效果节数不受限制，因此控制果节数量和果枝长度就成为定向塑造的主要矛盾。大面积栽培打顶常因棉株的长热而有所区别。一般早衰趋势棉田要提前打顶、打大顶；旺长趋势棉田要延迟打顶、打小顶。优化成铃的打顶是建立在壮个体基础上，因此一般不存在长热差异问题。国内外生产实践中，有的采用不打顶即自然封顶，这是适宜于简化栽培的粗放模式，不依株型、节枝比和顶部结铃的栽培方式，通常不易挖掘增产潜力。使用植物生长调节剂调控棉花的株型是优化成铃不可缺少的有效的技术措施。用于株型调控的一般是生长抑制剂，现阶段成功应用的主要是缩节安——二甲基派啶嗡氯化物，又名Pix、助壮素。根据研究资料，叶面喷用缩节安可促进棉苗发根、提高根系活力，使叶片产生扭叠、叶片增厚、单位叶面积内的叶绿素含量增加、延缓了棉叶的衰老，综合提高叶片光合效率和影响棉铃内源激素的水平等生理功能。而缩节安的直接调节功能则是对棉花主茎和果枝生长的抑制效应，即直接影响正在生长的节间和处理后生长的节间，因此对主茎高度、主茎节间长度、果枝果节数和节间长度都具有抑制作用。如盛蕾期喷施100ppm浓度缩节安，株高比对照降低40.8%；缩节安对果枝长度的抑制效应可达10-40%，还可抑制外围果节的增生。于盛蕾期和初花期两次喷施缩节安，盛花期上层（0-20cm）的叶面积指数明显小于对照处理，也增加了叶倾角30º-60º的叶片的叶面积比例。缩节安抑制营养器官生长热的同时，开花前可促进花蕾大、壮，开花后可加快开花成铃进程、提高铃重。缩节安的药效功能期大约25天左右，以施药后10-15天为最大药效功能期。缩节安对主茎和果枝生长量的抑制效应是直接影响正在生长的节间和处理后生长的节间的生长速度实现的。研究表明，主茎N节间开始出生并伸长时，N节间下位的N-1节间处于伸长加快期，N-2节间伸长最快期，N-3节间伸长渐慢期，N-4节间基本定期。在N节出生时叶面喷施缩节安，对已现主茎节间抑制效应强度依次为N>N-1>N-2>N-3>N-4，对未现主茎节间抑制效应强度依次为N+1>N+2>N+3>N+4，抑制效应较强的节位为N节上下各2个节间位。同时对N节上下各2个节间位果枝的第1至第3果节、N+3、N+4、N+5主茎节间位的第1-2果节、N-3、N-4主茎节间位的第2至第4果节、N-5、N-6主茎节间位的第3至第4果节、N-5、N-6主茎节间位的第3至第5果节。根据缩节安的调控效应，科学地决定缩节安的喷施时间和浓度，成功地模式通常采用：盛花初花期盛花期+打顶后7-8天的链式系统化调。即：

盛蕾至初花期，喷药浓度50-100ppm，施药量1-2克/亩，施药部位为主茎和果枝生长点；盛花期，施药浓度100ppm，施药量2-3克/亩，施药部位为主茎生长点和中下部果枝生长点；打顶后7-8天，施药浓度100ppm，施药量3-4克/亩，施药部位上部果枝生长点和叶片。喷施缩节安塑造株型一般可以有效地调节群体避免旺长，但加快开花结铃进程的结果。必然要求同步的肥料复合效应，即适当加重棉花初花到盛花阶段供肥量，充分挖掘增产潜力。以上是我们近十年来研究的成果的主要内涵。在国内，相关领域还有其它一些研究，现就几个典型作简略的介绍。系统提出株型栽培的是河南农科院淡春松研究员的课题组。株型栽培的概念，就是通过人工措施，在一定的群体条件下，主动而有预见性地控制棉株个体发育，培植理想株型建成高光效群体结构，使优质铃部位多结铃，实现棉花优质高产。株型栽培的依据是株型的可控性和成铃空间分布的多样性。所谓株型的可控性是指由棉花的无限生长习性，决定了棉花植株的大小和开头都可以通过改变生长条件进行调节和控制。所谓棉花成铃空间分布的多样性，是指由棉花的蕾铃脱落习性，决定了棉花各种不同的成铃空间分布和棉花成铃的补偿效应可以利用来促使形成优质铃部位多结铃。四、优化成铃的一些相关研究（一）株花株型栽培根据以上提出的基本依据，淡春松提出三种结构的株型：平面采光群体结构株型，曲面采光群体结构株型，立体采光群体结构株型。1、平面采光群体结构株型：作者提出平面采光以利用横向的空间为主，建成的群体结构叶片排列几乎平铺在一个空间面上，即把棉株个体培育成伞形，以此有效地减少漏光，增加叶面截光量，提高光能利用。群体叶面积指数2.5左右。作出建议平面采光群体结构株型适用于旱薄棉田，采用小株密植（亩株数7000-9000株），早打顶仅留果枝5-6个，顶部果枝长度30-40厘米，向下渐短，单株总果节25个左右，单株成铃6-7个。并指出成铃的主要承担者是上部果枝。2、曲面采光群体结构株型：作者提出曲面采光要求充分利用横向空间截光量的基础上，又要求利用纵向空间增加截光量，建成的群体结构在盛花期之后的群体叶片排列形成一个下部果枝叶相接而中上果枝叶片两行之间分开的曲面，即把棉株个体培育成塔形，造成下封上不封的曲面采光群体结构，既避免漏光、又增加受光面，提高光能利用。群体叶面积指数3.0-3.5。作者建议曲面采光群体结构株型适用于中等肥水棉田，采用中等密度（亩株数5000-6000株），单株留果枝12-14个，基部2-3个果枝长度35-45厘米，顶部果枝长度15-20厘米，单株总果节40个左右，单株成铃15个左右。要求棉株中下部果枝的内围果节多成铃。3、立体采光群体结构株型：作者提出立体采光群体要求尽可能地多利用纵向空间容纳更多的叶面积，而同时又要使棉株下部叶片能接受到光补偿点以上的光强，建成的群体结构要求培育成筒型，下、中、上果枝长度几乎相当，有利于争取多利用纵向空间，使群体叶片排列不拥挤，保证中下部叶片能接受到需要的光强。群体叶面积指数3.5-4.0。作者建议立体采光群体结构株型适用于中等以上肥水棉田，采用适当稀植（亩株数3000株左右），单株果枝15-17个，果枝长度40-45厘米，顶部2-3个果枝略短，单株总果节80个左右，单档成铃25-27个。要求棉株中上部果枝的内围果节多成铃。株型栽培要求配套主要技术措施除要求不同的密度和肥料水平、化学调控外，重点抓整枝及去早蕾。整枝要求配套系统管理包括脱裤腿、抹赘芽、打顶、打边心、打老叶、去元效花蕾、手工蹲苗等。主动打去棉株下部果枝的早蕾可以解决“下烂上衰”问题。据作者介绍，于棉花蕾期打去株株下部1-4台果枝上的花蕾，推迟单株蕾数高峰期并降低峰高值，但高峰期延续时间较长，也明显增加了棉株中上部果枝的内围虹节的成铃率，比对照增产、增加霜前花的比例。去早蕾的时间以60%以上棉株达到6-7个果枝时进行，打去3个果枝的蕾及边心。据作者介绍，去除早蕾后，下部果枝叶光合产物输向根部、促进根系发育，在处理21天后的伤流量明显高于对照，并可延长中下部叶片的寿命，这些是导致增产的主要原因。（二）棉花高产群体质量栽培系统提出棉花高产群体质量栽培的是由江苏的凌启鸿、吴云康、纪从亮等。所谓棉花的群体质量是指其各项数量指标中最优化的数值。作者提出了高产群体质量指标是指能不断优化群体结构、不断实施高产更高产的各项形态、生理的指标。或者说是群体数量指标中对提高光合生产力、产量具有本质关系的部分。作者依据对棉花高产群体质量指标的定义，提出了六个指标因素：