目前棉花生产主要存在2大难题：一是长期重产量轻品质、产量品质(简称“量质”)难以协同提高的世界性难题，二是生产成本高、化学品投入多等导致的高产不高效和生产不可持续问题。为了解决上述难题，本项目组自2002年起历经19年，采用理论创新与技术突破并重的研究思路，揭示了优质高产棉纤维形成的基本规律及温光水肥作用机理，创立了不同棉区棉花量质协同的个体与群体指标体系，创建了棉花量质协同提高的养分调控、化学调控、生育调控新模式，最终集成了棉花量质协同调控技术体系，实现了棉花产量品质的共同提升。

本项目针对棉花量质协同难以提升的难题，开展了棉花量质协同提高的品种特性研究，并且量化确立了棉花量质协同提高的最适温光水调控指标；创立了不同棉区棉花量质协同的个体与群体指标体系，长江与黄河流域春播棉主攻健壮个体，调节生育进程在温光高能期形成最适现蕾与成铃强度，构建温光高能群体(适宜LAI_max4.5~4.8，优质铃67%以上)；麦(油)后棉主攻高光效群体，加快生育进程以形成现蕾-成铃-吐絮“三集中”紧凑个体和高光效群体(适宜LAI_max4.2~4.5，优质铃75%以上)；南疆棉主攻个体与群体并重，调控生育进程使现蕾、成铃高峰分别与温光高能、温光高效期同步，构建温光高能壮个体和高光效优群体(适宜LAI_max4.0~4.5，优质铃80%以上)。以上述指标为主要内容，创建了生育进程与温光水资源供应同步的生育调控技术，优化了基于养分-群体耦合效应的株型调控技术，创新了基于产量与品质协同临界养分指标及施肥量及秸秆还田减肥效应的养分调控技术。集成上述关键技术，建立棉花优质高产高效栽培技术体系。

本项目针对非盐碱地、滨海盐碱地建立常规栽培棉、两熟制棉花优质高产与绿色高效栽培技术体系各1套，实现了光-温-水-肥协同，在不增加投入的基础上可实现产量增加10%以上，品级提高1级以上；且避开了棉田主要害虫和枯黄萎病的高发期，实现减肥20%~40%、减药20%~30%，减轻了棉田肥药面源污染，提质增产增效和肥药双减效果显著，可应用于长江、黄河流域和新疆南疆棉区。

本项目团队成员共7人，其中高级职称人员85%以上，围绕棉花生理、高产优质管理及非生物逆境防灾减损调控技术开展了大量研究。其中本项目领头人周治国教授，博士生导师，国家棉花产业技术体系岗位科学家，农业部棉花专家指导组成员，中国棉花学会副理事长，共发表国际期刊120余篇，出版教材或著作5部，培养博士、硕士50多名，获得国家级和省部级奖励4项，在本项目负责研究方向的把握和整体协调，并具体承担棉花量质协同的理论基础研究和单项技术的突破。团队成员陈兵林、孟亚利、王友华教授负责棉花量质协同的个体与群体指标体系的建立，创建了棉花量质协同提高的养分调控、化学调控、生育调控新模式；赵文青副教授、王珊珊技术员负责棉花优质高产协同技术在长江流域、黄河流域的推广应用研究；胡伟副教授负责棉花优质高产协同技术在新疆的推广应用研究。

本技术体系的应用挖掘了春播棉增产提质潜力，提高了麦(油)后棉光截获量，南疆棉栽培由以热量为主转向了温光并重，温、光利用率和肥料利用率显著提高。春播棉在不增加投入下籽棉产量达6000(长江)、5250(黄河) kg hm^-2，增产18.7%、16.2%，纤维长度、比强度提高1.5~2 mm、1.2~1.6 cN tex^-1；麦(油)后棉在优质(29~30 mm、29.5~30.1 cN tex^-1)基础上籽棉产量达4500 kg hm^-2，增产10.6%，减药20%~30%；南疆棉产量达10000 kg hm^-2且节水10%以上，增产25.9%，纤维长度、比强度增加1.0 mm、0.5~1.0 cN tex^-1。2016~2020年推广329万公顷，新增总利润150.7亿元。

寻求有实力的单位开展技术转让，技术入股或技术合作的方式在长江、黄河流域和新疆南疆棉区进行本成果的推广和应用，主要通过为农民、企业或者事业单位等进行技术咨询、培训和指导等获得利益。