作物光合产物中贮存的能量占其所得到的能量的百分率。是用单位时间内，在单位土地面积上作物增加的干重所折合的热量，除以同一时间内该面积上得到的太阳总辐射量（或光合有效辐射能）表示：

光能利用率

式中 E为光能利用率；M为单位面积上作物生产量的干重（克/公顷）：/h为单位干物重燃烧产生的热量（焦/克）；∑（S′＋D）为生长期内太阳直接辐射（S′）和漫射辐射（D）日总量之和（焦/公顷）。不同作物h的数值是不同的，大豆为23.104千焦/克，水稻15.696千焦/克～17.998千焦/克，甜菜17.160千焦/克，玉米17.034千焦/克，一般计算时采用17.788千焦/克。

中国长江流域，每公顷产22.5吨以上的试验田中，全年光能利用率为5%。北京郊区每公顷过15吨的地块为4%，但一般农田平均只有0.4%，甚至更低。作物光能利用率低的主要原因有：①光的漏射、反射和透射的损失。作物生长初期植株体小，太阳辐射大部分射到地面。植株叶片较平展时，其反射光损失就大。叶片较薄时，一部分光能耗费于透射。②外界环境条件限制了作物光合作用能力的提高。高产栽培条件下，农田CO₂供应不足；作物生长的初期和后期经常由于气温低，限制了光能的利用；水分供应亏缺或过剩。使作物不能正常地生长，以及养分供应不足等均不利于光合作用的进行。③植物叶片光合能力的限制。叶片的光饱和点低，超过光饱和点的光能被浪费掉。并且，当叶面积指数超过适宜范围之后，单叶的光合效率开始下降，限制了群体的总光合强度的提高。④作物遗传特性的限制。小麦、水稻、大豆等C₃作物的光合效率通常б玉米、高粱C₄作物低，尤其在高温、强光和干旱的条件下，这一特性表现得尤为明显。此外，直立叶型的矮秆品种、抗逆性强的品种的光能利用率б散叶型或匍匐叶型的中、高秆品种、抗逆性弱的品种为高。表中为不同作物干物质生产与光能利用率的关系。

不同作物的干物质生产与光能利用率的关系

提高光能利用率的主要方法是提高单位土地面积的光能利用率和扩大复种指数。可行途径有：①充分利用生长季节。采取间套复种和轮作改制，合理安排茬口，创造适宜的农田群体结构。②培育高光效农作物品种。要求具有高光合能力、低呼吸消耗、株型、长相有利于田间群体最大限度地利用光能，提高作物的经济系数。③采取合理的栽培技术和措施。在不倒伏和不妨碍CO₂流通的前提下，扩大田间作物群体的叶面积指数，并维持较长的功能期，使之有利于作物光合产物的积累和运输。④提高叶绿体内的光合效率。如抑制光呼吸作用；补施CO₂肥料和利用人工光源补充光照等。

此外，要合理开发野生植物资源，寻找高效利用光能的对象。将油瓜、猕猴桃等野生植物成功地引为家生，在海面上种植海带、紫菜等藻类，在稻田里放养绿萍，用以固氮增肥等都可提高光能利用率。