对于地球上的生命体来说，可用淡水资源具有极其重要的意义。但因其总量有限，我们更应合理利用。随着人口的快速增长，人们生产生活中对水的需求也日趋增加。其中，用以维持作物生长的农业用水需求量最大。此外，在农村地区，农民们仍然错误地认为用水越多，产量越高，然而却不知过犹不及的道理。大水漫灌后，土壤中空气减少，并且导致土壤的化学、生物属性大大改变。然而，用水过少，也会导致作物卷叶、分蘖受损、花期推迟、籽粒干瘪等病状。因此，研究水稻生产中如何高效利用水资源具有十分重要的意义。尤其是对于水资源缺乏的亚洲地区来说，这是一个摆在我们面前的迫在眉睫的全球性研究课题。　　本课题研究中，进行了两次大田环境试验和一次实验室环境试验。两次大田试验时间分别是在2010年和2011年，地点在中国江苏省南京市南京农业大学的江浦试验农场。实验室环境试验是在南京农业大学的户外实验室进行。在大田试验和实验室试验中，种植的作物均是水稻。为便于对比试验，灌溉用水深度有所不同。最终，通过Blaney-Criddle、Thomwaite、Hargreaves-Samani、Priestly-Taylor等理论和CROPWAT软件测算作物的需水量。　　在2010年和2011年的大田试验中，创新性地发展了浅湿干灌溉(SWD)、湿干交替灌溉(AWD)和半干培育(SDC)等3项节水技术，同时在传统的水资源利用的基础上，设计、实施了6项新的水处理方法。这两次试验的区别在于，在2010年的试验中，水稻种植时间晚于7月10日，而2011年的水稻种植时间早于6月20日。　　由于土地不平整也会产生不同水深，试验时采用标杆来进行记录。在灌溉和大量降雨时也会采用此方法。在2011年的实验室试验中，不但研究分析了4种不同水深对作物生长及产量所造成的影响，同时，也对土壤肥力对水稻培育的影响进行了试验分析。　　在大田试验过程中，采用安装在大田里的木质计量表测量水面波动。而在实验室试验中，采用的是固定在容器底部的金属计量表来测量水面波动，同时采用压强计来监测地下水波动。试验中，通过安装蒸发池来计算蒸发量，同时还分析了0-15cm、15-30cm、30-45cm、45-60cm和60-75cm等5种不同深度的土壤物理、机械和化学性质。为了探究天气参数对水稻生长的影响，本文对1987-2007年中南京地区的气温、湿度、降水量、风速和日照时数等因素通过SPSS16.0进行了分析梳理。　　研究结果表明，大田中有效蒸发蒸腾损失总量（蒸发散）为484.6mm，然而通过软件CROPWAT8.0的计算结果是510.3mm。这表明，通过软件预测的蒸发散结果比实际值高出5.04％，同时也表明CROPWAT预测结果与实际值没有太多差别。然而，通过Blaney-Criddle理论预测的结果比实际值高出36.56％，通过Thomwaite、Hargreaves-Samani和Priestly-Taylor理论预测的结果分别比实际观测值低3.2％、8.8％和9.3％。因此可以得出结论，南京地区的水稻有效蒸发散为484.6mm。　　通过不同水量灌溉对比试验发现，直到分蘖阶段晚期，采用干湿交替灌溉（AWD）和半干培育(SDC)能够产生最佳的植株数量、适宜的生长高度和合适的分蘖数。而无论缺水还是丰水，都会导致分蘖不佳。通过试验，还发现了半干培育(SDC)灌溉技术的WUE和WP指标的最大最小值，也通过该方法在2010年和2011年均获得了最高产量。同时，通过试验还发现，通过AWD和SDC混合灌溉技术能够产生最佳收益。直到分蘖阶段晚期，持续采用AWD和SDC灌溉技术，不但能够达到最佳的植株数量，而且即使在成熟期缺水的情况下，也能有较为理想的植株高度和分蘖数量。采用多种不同的水资源管理措施，即使灌溉用水降低9％，也能够比传统方案增产9.4％。　　通过实验室试验研究发现，水稻从移栽到中期排水期的最佳水位为5cm，从中期排水期到收获期的最佳水位是10cm，同时也测算出了最高产量值。　　通过土壤样品分析发现，连续浅耕会导致地表以下31-45cm的土层板结。而在土壤肥力方面并没有太多变化，只是N的宏观营养可用性略有下降，P的略有上升。同时也研究发现，土壤的微观营养可用性略有下降，土壤深度与肥力成反比。　　气候数据分析结果表明，当温度和风速有下降趋势的时候，温度却反而上升。然而，降水量和日照时数却没有明显变化趋势。研究还发现，天气变化更易对水稻生长造成影响，5月份的第2周最适合水稻育苗和直播，6月份的第2周最适合移栽。