所谓水稻无水层灌溉，就是在水稻秧苗返青后不再在田面上积水，而是根据水稻不同生长期的需要，使土壤保持70%--100%的含水量。按常规一季水稻约需灌水12次--20次，而采用这种灌溉技术，只需2次--6次，灌溉水量节省一半多。而早晚稻平均亩产分别比对照增加1.5%和6.1%。
这项技术的具体操作方法并不复杂，现在介绍其中两种。
第一种称之为湿种旱育。湿种，就是在插秧（或抛秧）、返青期间，田里“半水半露”，保持土壤充分湿润，以利于秧苗的返青。早育，就是在水稻返青以后田间“只湿不淹”，不再让田面保持水层，而是利用降雨或少量“沟灌”来补充水量。只在水稻对水分最敏感的关键时期（孕穗期、抽穗扬花期和分蘖前期）保持土壤饱和含水量，而在其他生长期内，田间水分只占饱和水量的70%--90%，就能保证水稻的正常生长。这种方法比常规灌溉技术节水节电1／2左右，适宜在基本能解决灌溉水源的灌区。
第二种是旱种旱育。这种方法又叫全程旱育，也就是在水稻整个生育期内不淹灌，完全利用雨水或少量的几次“沟灌”或喷灌补充水量，用地膜覆盖保持土壤水量。这种方法可节约灌溉水量2／3左右，还可以不用田埂，适宜在水源不足的灌区。该方法的秧苗栽植方式分为移栽秧苗和直播两种，移栽秧苗的具体做法是：先深施基肥，然后分畦整地，畦宽为2米，再在畦上覆盖地膜，并在地膜上按种植密度打上浅孔，然后像种菜那样种上稻秧，浇一次“活根水”，以利于秧苗扎根返育。秧苗最好选用旱育秧，因为这种秧苗根系发达，吸水能力强。
直播秧苗的具体做法是：先在畦面根据行距耙出浅沟，然后将已催芽的谷种条播或点播在沟底，盖上少量细土，再把浅沟之间垄起的土壤用地膜覆盖起来，这样，既有利于雨水集中流向稻根，又有利于保持土壤水分。
应用水稻无水层灌溉技术，需要解决以下几个问题：首先要舍得占地开“丰产沟”。无水层灌溉主要靠“沟灌”来补充水量，所以田间要开有一定密度的水沟，水沟宽25厘米、深20厘米左右，采用“湿种旱育”时水沟间距建议为4米，最大不超过8米，采用“旱种旱育”时水沟间距以2米为宜。其次要科学施用化学除草剂，解决草荒问题。第三要因地制宜地选定种植密度，全程旱育密度可稀至5000丛--7000丛／亩。