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试验采用3种水分管理模式，即控制灌溉（C1）、间歇灌溉（C2）及淹灌（C3）。同时，有4个施氮肥水平，即氮肥用量分别为高肥水平处理135kg·hm -2 （N1）、中肥水平处理 105kg·hm -2 （N2）、低肥水平处理 75kg·hm -2 （N3）、不施氮肥处理（N4）。其中，控制灌溉及间歇灌溉模式为节水灌溉模式。控制灌溉模式田面不建立水层，主要控制土壤含水量；间歇灌溉将每次灌溉水量分次灌入田面，田面无明显水层；淹灌处理田面水层较深，为当地常规灌溉方式。由于黑龙江省春季气温较低，淹水状态有利于插秧后返青，因此在返青期田面保持较深水层。为减少水稻无效分蘖，分蘖末期均进行晒田。每个小区安装水表及水尺控制灌溉水量和水层深度。完全随机设计，每个处理重复3次，共 36个小区，小区面积100m 2 ，四周种植水稻设为保护行。小区四周作隔渗处理，隔渗材料为塑料板和水泥埂，土壤埋深为40cm。每个小区设置固定采样地点，以观测稻田生长季温室气体排放状况。
供试水稻品种为龙庆稻2号（主茎10片叶），种植密度为30cm×10cm，每穴3株。氮肥按照基肥、蘖肥、调节肥、穗肥的比例为5∶2.5∶1∶1.5分施；钾肥分基肥和8.5叶龄（幼穗分化期）两次施用，前后比例为1∶1；P 2 O 5 为45kg/hm 2 ，K 2 O为80 kg/hm 2 ，磷肥作基肥一次施用。不同灌溉模式下水稻各生育阶段的土壤水分调节标准见表2.1。
表2.1 不同灌溉模式水分管理方式 单位：mm
注 1.θs为根层土壤饱和含水率，85.5%；
2.表中“~”前数据表示水分控制下限，“~”后数据表示水分控制上限；
3.返青期采用花打水控制水层。
4月10日播种育苗，水稻种植密度为30cm×10cm，33穴/m。水稻品种、育秧、移栽、植保及用药等技术措施以及田间管理条件相同。5月3日施基肥，5月20日移栽，5月28日施返青肥，6月15日施分蘖肥，7月9日施穗肥，9月20日收获。水稻生育期为126d，分为返青期（5月20—29日）、分蘖期（5月30日—7月7日）、拔孕期（7月8—21日）、抽开期（7月22日—8月1日）、灌浆期（8月2—24日）、黄熟期（8月25日—9月10日）。