主要研究水稻水肥调控机理与节水灌溉技术指标、水稻节水灌溉的稻田环境效应、基于不同区域特点的水稻节水灌溉技术模式及典型灌区水稻综合节水模式示范应用。主要成果包括：揭示了控灌的节水高产机理，提出了水分调控阈值，对构建水稻节水高效的水分调控技术指标体系具有重要指导意义；改进了水稻需水量计算模型及水稻生理生长模型，提高了模型在节水灌溉条件下的适用性和精度，实现了气孔-蒸腾-光合联合模拟、根系功能模拟等；建立了稻田灌排控污减排技术指标与模式，增强了水稻节水灌溉的生态经济效应；建立了适用于不同类型区域的水稻灌区综合节水调控模式。研究成果在江苏、黑龙江等地累计推广面积2861万亩，增收节支累计总效益达19.7亿元。全国优秀博士论文1篇，全国优秀博士论文提名奖1篇，获2010年农业节水科技奖一等奖。