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全球很多国家面临人口剧烈增长与耕地面积日益减少的供需矛盾问题,如何利用有限的耕地面积生产出足够的口粮是一项重大的挑战。农田生态系统可利用的光能资源是有限的,在有限的光能资源下如何通过合理的种植制度、栽培措施、田间管理等提高光能利用率和光能生产效率以增加系统产出,一直是亟待解决和众多学者研究的关键问题。本研究从种植制度出发,于2016-2018年以蒜—稻、麦—稻、豆—稻、油—稻和薯—稻五种水旱轮作模式为研究对象,从作物对光能辐射的接受、转化及固定特点和气象因子分布特点两方面入手,分析了不同水旱轮作模式周年光能利用的特点和差异以及光能分布及变化的规律,明确了五种轮作模式周年光能利用率的大小及季节分配。主要结果如下:(1)成都平原周年光能的整体变化规律:周年的总辐射量为3987.53~4018.15MJ/m~2。稻季平均总辐射多,旱季平均总辐射少,4月至10月中旬散射辐射高于直接辐射,且在水稻生长季(5-9月)散射辐射占比高达68.67%~75.37%。(2)高效光能利用作物群体特性:叶面积指数较大,群体的盖度也较大,冠层光能截率高,光能获量较大,群体光合能力强,干物质和能量积累高。不同轮作模式作物的冠层结构不同导致了群体光能截获量、干物质和能量积累的差异,进而影响光能利用率。水稻齐穗后蒜—稻模式光能截获率,叶面积指数和群体光合势均最大,相较于其他四种模式,蒜—稻模式群体光合能力强和光能截获量多,进而提高了光能利用率。不同轮作模式生育阶段干物质和能量积累的差异显著,进而影响光能利用率,稻季拔节期至齐穗期的干物质和能量积累量及占比最大,水稻拔节期至齐穗期的干物质和能量的积累显著影响光能利用率;旱季蒜—稻和豆—稻模式的干物质和能量积累呈先增后减趋势,四月份豆—稻和蒜—稻模式干物质及能量积累均为负值,麦—稻、油—稻和薯—稻模式的干物质和能量积累逐渐递增。(3)光能利用差异及影响因素:五种轮作模式周年光能利用率变幅为0.48%~0.81%,表现为麦—稻>油—稻>蒜—稻>薯—稻>豆—稻模式,且差异达到显著或极显著水平;其中,稻季的光能利用率可达1.02%~1.39%;旱季的光能利用率变幅为0.20%~0.94%。而周年的光能生产效率变幅为0.29%~0.47%,蒜—稻、麦—稻和薯—稻模式高于或显著高于油—稻和豆—稻模式;旱季的光能生产效率蒜—稻模式大于或显著大于其他模式;稻季的光能生产效率蒜—稻模式大于或显著大于其他模式。光能利用率和光能生产效率与平均气温均呈极显著正相关关系,与平均温差和降雨量相关性不显著;光能利用率、光能生产效率与散射辐射占比呈正相关,相关性达到极显著和显著水平。