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设计构建了马铃薯—棉花超高产超高效种植模式、青贮小麦(油菜)4种棉田高产量、高效率、高效益、广适性多元化种植模式。引入短生育期作物新类型、新品种,改变棉田作物布局、种植方式、种植模式,建立新型棉田作物多样化种植制度。研究揭示了棉田多元化种植模式的生物学响应机制。研究了高低温、水分胁迫对麦后直播棉生长发育、纤维品质形成的生理机制和海陆嫁接棉的防病机制,揭示了不同种植模式土壤温度、水分、微生物群落的变化规律和有机碳基肥培肥地力的机制。集成组装了棉田高效率生产技术体系5套,革新了棉田生产方式。研制棉花种子带、压缩营养钵等轻简化播种技术,研制2BL-4型棉花免耕精量直播机和一播全苗关键技术,明确了长江流域棉区棉花机采性状指标和参数,形成《棉花轻简化栽培技术规程》、《机采棉栽培技术规程》,并以湖北省地方标准发布。