水稻是我国主要粮食作物之一,亦是耗水量较多的作物之一。而水资源相对不足和氮肥利用率不高已经成为制约我国水稻可持续发展和影响生态环境良性循环的重要因素。大力推行水稻绿色高效用水施肥具有十分重要的意义。本研究将生物炭应用到水稻生产系统当中,采用田间小区裂区试验设计,主区施氮量设置四个水平(N₀,0 kg·ha^-1;N₁,70 kg·ha^-1;N₂,140 kg·ha^-1;N₃,210 kg·ha^-1),子区生物炭设置两个水平(B₀,0 t·ha^-1;B₁,10 t·ha^-1),研究了不同施氮量和生物炭及其交互作用对水稻生长发育和产量的影响,阐明生物炭对水稻增产和提高氮素积累的机理;在此基础上,运用盆栽裂区试验,主区灌溉模式包括淹灌（W₀）和干湿交替灌溉（W₁）两个水平,子区生物炭管理方式包括不施生物炭（B₀）、10 t·ha^-1生物炭混施(B_1m)、10 t·ha^-1生物炭表施(B_1s)、20 t·ha^-1生物炭混施(B_2m)和20 t·ha^-1生物炭表施(B_2s)五个水平,分析了两种灌溉模式与五种生物炭管理方式及其交互效应对水稻生长、生理特性、氮素积累、水分利用率和产量及产量构成的影响,提出了灌溉方式和生物炭管理方式的最佳组合,以期为北方水稻的高效水肥管理提供理论依据。主要结果如下:（1）淹灌条件下,施氮量和生物炭对水稻各生育期生长指标（包括分蘖数和叶面积指数）、生理指标（叶绿素含量和净光合速率）、各器官干物质积累及氮素积累均有显著影响,N₃和B₁水平效果最明显。与N₀水平的水稻产量相比N₃水平显著增产2倍（2015年）和1.4倍（2016年）。生物炭(10 t·ha^-1)的水稻增产效果明显,B₁（8.04a）>B₀（7.50b）（2015年）;B₁（7.20a）>B₀（6.83b）（2016年）。（2）淹灌施氮(210 kg·ha^-1)条件下,稻田添加生物炭(10 t·ha^-1)可以显著提高叶绿素含量、净光合速率和叶面积指数,进而促进水稻干物质积累。N₃B₁处理的水稻生育末期地上部干物质积累和氮积累相较N₃B₀处理分别提高6.1%和13.4%（2016年）。N₃B₁处理水稻产量最高,N₃B₁处理与N₃B₀处理相比增产18.3%（2015年）和13.3%（2016年）。（3）干湿交替灌溉在保证水稻稳产的基础上降低水分消耗（8.9%）,提高水分利用率（7.6%）,对其他指标无显著影响。稻田增施生物炭可以增强土壤持水保水能力,与B₀相比,B_1m、B_1s、B_2m和B_2s减少全生育期总耗水量11.2%、9.7%、8.9%和6.8%,提高水分利用率29.5%、23.7%、18.0%和14.4%。（4）在生物炭表施和混施下,增施生物炭能提高土壤全氮含量、铵态氮及硝态氮含量,为水稻提供植株所需的氮,促进植株氮素吸收,生物炭混施效果更为明显。（5）与对照相比,增施生物炭都可促进水稻叶片的生长,维持较高的叶面积指数和叶绿素含量,提高水稻净光合速率,有助于水稻各器官干物质积累。B_1m、B_1s、B_2m和B_2s地上部分干物质量较B₀分别提高14.4%、10.8%、6.7%和5.9%。（6）不同灌溉方式下增施生物炭均提高水稻产量,以W₀B_1m、W₀B_1s和W₁B_1m处理效果最优,增产效果显著高于其他处理（P<0.05）,但三者间无统计学差异。W₁B_1m处理较之W₁B₀、W₁B_1s、W₁B_2m分别增产19.2%、2.3%和4.9%,可见干湿交替驱动下混施表施条件下,10 t·ha^-1生物炭效果优于20 t·ha^-1;生物炭用量一致条件下混施效果优于表施。较之W₀B_1m处理,W₁B_1m处理减产2.0%,但总耗水量降低10.2%,水分利用率提高7.5%。综上,本研究推荐的最优稳产节水处理为干湿交替灌溉下10 t·ha^-1生物炭混施处理。