棉花是天然纤维的重要来源。中国是世界上重要的产棉国,湖北是中国主要的棉花生产省。长江流域普遍实行两熟制,如棉花-小麦或棉花-油菜。生产利润低,耕作制度繁琐,劳动力向城市转移以及生产支出增加导致棉花种植面积减少。适宜的种植密度和氮肥施用量是棉花高效生产的关键因素。已经发现并实施了一种更好的替代栽培措施,可以降低投入成本而又不影响产量和产量构成部分从而提升效益。这种种植模式的特点是晚播和直播,高密度和低氮肥施用,这在改变当前的高成本棉花生产方面具有极大的优势。但是,在这种模式下,进一步降低人工成本的种植密度和氮肥施用量是多少呢?在华中农业大学进行了为期两年（2018-2019）的田间试验,裂区设计。2个种植密度(D₁,6株m^-2、D₂,8株m^-2)为主区,3个氮肥施用量(N₁,150 kg ha^-1、N₂,180 kg ha^-1、N₃,210 kg ha^-1)为副区,4次重复。所有肥料在见花时施用。结果表明,两年内,相对于N₁较高的氮肥施用量（N₂和N₃）,籽棉产量分别增加了7.53-15.31%、9.28-14.29%（D₁）,或6.10-7.34%、9.34-10.86%（D₂）。同时,D₂N₂和D₂N₃在统计上结果相似。与D₁相比,D₂的平均籽棉产量和皮棉产量更高。其他结果总结如下:1.种植密度和氮肥施用量对两年的花铃期都有显著影响,而苗期和蕾期无差异。棉花株高,主茎节数,主茎绿叶数和果枝数也受到种植密度和氮肥施用量的显著影响。但是,营养枝在这两年中都没有受到影响。相对于D₁,氮肥施用量显著提高了D₂的叶片鲜重和叶面积,但D₂N₂和D₂N₃仍在统计学上相似。2.种植密度和施氮量显著影响棉株的光合特性。施氮量较高（N₂和N₃）可增加2个密度的净光合作用,气孔导度和蒸腾速率,但D₂N₂和D₂N₃没有差异。胞间CO₂浓度随密度和施氮量的增加而降低。3.棉花叶片碳氮含量受种植密度和氮肥施用量的影响。相较于N₁,较高氮肥（N₂和N₃）提高了各个生育时期,棉花叶片氮和碳含量,两年结果一致。相对来说,叶片碳氮含量D₂高于D₁。4.叶片蔗糖含量随氮肥用量增加而增加,但叶片淀粉含量却呈现相反趋势。同样,韧皮部渗出液中蔗糖含量,较高氮肥（N₂和N₃）较高,较高种植密度（D₂）较高。5.较高的氮肥（N₂和N₃）上调了核糖1、5-二磷酸羧化酶加氧酶（Rubisco）、蔗糖磷酸合酶（SPS）和蔗糖合酶（SS）的活性,但下调了可溶性酸性转化酶（SAI）、6-磷酸葡萄糖脱氢酶（G6PDH）和6-磷酸葡萄糖酸的活性。总体而言,种植密度和氮肥影响了所有酶的活性,但D₂N₂和D₂N₃之间均无差异。因此,较高氮肥施用量有利于光合作用,提高了碳代谢酶的活性,加快了光同化物转运。D₂N₂和D₂N₃的籽棉产量基本一致,D₁N₃籽棉产量也相当。因此,在新的种植模式中,D₁N₃或D₂N₂的组合可能是获得更高棉花产量并确保收益的更好选择。