针对中国粮食作物两熟制气候资源配置不合理、限制高产高效的障碍因素难以克服，导致的两季间产量不平衡，周年产量低，资源利用效率低等问题，历时10年，在两熟制作物光热资源优化配置理论定量分析、高产高效技术创新，以及不同种植模式完善与应用应用取得显着成效。
　　（1）创建了两熟制作物光温资源优化配置理论模式及其动态定量化管理决策系统。以优化粮食作物两熟制的光温资源配置和效率为目标，①提出了有效积温分配率和积温比值为主要量化评价指标，并明确了不同种植模式的定量优化标准；②提出了作物光温生产潜力当量概念，分析了不同模式光温生产潜力当量值与产量层次差之间的定量关系；③基于资源优化配置和利用理论，建立了生态环境因子远程监测网络，对资源效率、作物生育动态和产量形成进行自动分析和管理决策。
　　（2）创新了光温资源高效利用的玉/稻、玉/玉种植模式，研发了稻/麦高产化控技术，改良了双季作物的“垄畦作”及肥水一体化技术。以同步提高两熟制产量和资源效率及攻克障碍因子为目标，创新研发了以下高产高效关键技术：①通过资源优化提出了增加夏玉米光热分配的小麦晚播玉米晚收（双晚双高）技术，创建玉米/水稻，玉米/玉米新模式，实现了周年高产高效；②研制出了兼具多种调节效应的生长调节剂；③建立了小麦玉米全程垄作、水稻垄畦作的根层和冠层同步优化土壤耕作方式；④研发了以埋管地下滴灌、水稻干湿交替为核心的周年水、肥同步协调的新型水肥一体化调控技术。
　　（3）划分了粮食作物3种两熟制类型，集成与完善了6个种植模式，实现了作物周年产量与效率同步提高。以资源优化配置和高效利用的定量化理论为指导，以关键技术创新为核心，根据两熟制第一季作物类型，将粮食作物的两熟制划为麦作、稻作、玉作3个类型，集成了冬小麦—夏玉米“双晚双高”、冬小麦—水稻扩库强源、双季稻资源优化配置、再生稻化控、玉米—水稻旱水协同管理和粮饲型双季玉米周年化高产高效等6个周年高产高效种植模式。