麦套棉种植体系是黄河流域棉产区重要的种植方式。但是,随着劳动力短缺和人工成本的增加,实现棉花生产过程的机械化是当地棉花未来发展的趋势。在黄河流域由于棉花生育中后期内降水量比较大和棉花生长的不确定性,棉花的株型往往通过喷施缩节安得到定性的控制,而适宜的棉花株型和群体结构的探索是制约该地区棉花机械化发展的关键。因此,棉花株型的定量化与定向塑型是当前棉花生产急需解决的主要问题。本研究拟通过设在河南省安阳市中国农科院棉花研究所的东场试验站的为期三年(2010-2012)的小麦与棉花套作的田间试验,主要研究种植密度和缩节安喷用次数对麦套棉花的产量、光能利用和干物质积累与分配的影响,并用植物结构功能模型CottonXL阐述了不同管理措施下的棉花株型对截光量和光分布的影响,为棉花高产提供可能的机制。主要结果如下：(1)在套作棉花中,增加密度和多次喷施缩节安能够增加棉花产量,主要源于两者引起的棉铃空间分布的变化。高密度与低密度相比,皮棉产量增加了40.7%；喷用4次缩节安,皮棉产量与对照相比,增加了7.9%。随着密度的增加,中下部位果枝的铃重增加了74.1%,铃数增加了66.4%。喷施4次缩节安总铃数能够微弱的增加(0.6-11.5%),但是,单株内围铃数增加了25.6%；喷施4次缩节安中下部果枝部位单位面积的铃重增加了28.6%,铃数增加了14.3%。(2)在套作棉花中,密度和缩节安能够形成紧凑的株型,提高群体的光能利用。高密度下多次喷施缩节安降低了棉花株高,中下部果枝长度降低了30-50%；低密度下喷施缩节安降低比叶重,但是在高密度下,缩节安能够增加叶片的比叶重；低密度下喷施缩节安降低叶面积指数,高密度条件能够补偿由缩节安造成的叶面积指数的降低。随着密度的增加,光能利用效率增加了30%多次喷施缩节安能够增加光能利用效率。(3)在套作棉花中,密度和缩节安能够优化棉花的干物质积累与分配。利用"Beta生长方程”,我们拟合了棉花生育期内干物质积累并定量了棉花每日的分配系数。喷施缩节安不改变地上部总干物质的积累量,但是降低了茎中干物质的积累量,增加了果实中的干物质积累量；随着密度的增加,各器官的干物质积累量都在增加。喷施缩节安增加铃中干物质的分配比例,最大值达到0.53；随着密度的增加,叶片和棉铃中的干物质分配比例在降低。(4)基于CottonXL,我们探索了不同配置和密度对截光量和光分布的影响。研究发现,在黄河流域,套作棉花相比较单作,在较低的密度下已经能够充分截获光：就光截获而言,套作棉花的种植密度(4.5-6.0株m-2)已经是优化的种植密度,单作棉花的种植密度需要进一步增加(>7.5株m-2)；研究还发现在相同的行长密度条件下,套作具有更大的异质性,有利于光的分配,减少烂铃和脱落的发生,从而有增大产量的潜力。