水稻是我国重要的粮食作物，常年种植面积在3330万公顷左右，主要分布于江西、湖南、湖北、安徽、江苏、广西、四川、黑龙江等省^[1]。洪涝胁迫是我国最为严重的自然灾害之一，统计资料表明，1950~1990年全国每年平均受涝面积为814万公顷，且洪涝爆发多在我国水稻主产区内。此外，我国南方冷浸田、涝渍地以及潜育化稻田面积巨大，制约这些地区水稻产量的关键非生物胁迫因子是根部缺氧^[2-3]。氧参与了植株体内的磷酸化等重要过程，为植株新陈代谢提供了能量来源，缺氧或无氧条件下水稻根系呼吸以无氧呼吸为主，产生的能量仅为氧气供应充足时能量的3%~5%^[4]；根部缺氧导致水稻生长和产量潜力受到严重抑制，其中在孕穗期到灌浆期对水稻影响最大^[5]。此外，根部氧环境影响水稻的氮素吸收形态与积累量，从而显著影响水稻对氮素的吸收与利用^[6-9]，Licausi等^[10]发现低氧下硝酸还原酶(NR)活性上升，而亚硝酸还原酶(NiR)活性受到显著抑制^[11]；低氧下水稻氨基酸代谢显著受到影响^[6]。因而，改善水稻根部氧环境对于促进水稻生长、产量形成和养分利用具有重要意义。

近年来，针对水稻生长中根部氧与水稻生长关系作了一系列的研究与探索。研究发现，根部增氧能够显著增加水稻产量，主要表现为促进水稻生长发育和根系建成，并能显著延缓水稻叶片的后期衰老等^[12-14]。根部低氧条件下，水稻根系硝态氮含量、游离氨基酸和可溶性糖含量均增加，且一些与水稻氮代谢相关的关键酶活性均增强^[15]；Thomas等研究指出，低氧下硝态氮能够降低低氧对植物的损害，且适当增加硝态氮的比例能够促进水稻生长，增加产量和氮肥利用率^[16-18]。赵霞等^[19]和赵峰等^[20]通过研究根际氧浓度与氮素形态对水稻生长的互作效应发现，铵态氮和硝态氮混用比使用单一态氮素更利于降低低氧对水稻的损害。这些研究成果为生产中改善低氧胁迫危害提供了重要的科学依据。目前水稻生产上运用较多的增氧措施有水旱轮作、中耕耘田、晒田、超微气泡水灌溉、施用过氧化尿素和过氧化钙等^{[14, 21]}。传统的水旱轮作、中耕耘田、晒田主要通过增加土壤透气性来缓解植株低氧胁迫；超微气泡水灌溉主要通过物理变化增加灌溉水中氧浓度来提升根部氧浓度，过氧化尿素则通过其溶于水后的化学变化释放氧气来实现增氧的效果，施用过氧化钙可提高根部氧和钙离子含量，既可以缓解根部缺氧现象，还可以通过钙离子调节根系呼吸代谢来缓解植株的低氧胁迫^[22-25]。然而目前对于不同增氧模式下水稻生长发育和氮素利用状况的研究较少，且缺乏对不同增氧模式效果的比较研究。鉴于此，本试验在顶部遮雨水泥池栽条件下，通过控制灌水使水稻在长期积水的环境下生长，并设置不同的增氧模式处理，研究其对水稻生长、产量及氮素利用的影响，以期为水稻增氧栽培技术体系建成和冷浸田和潜育化稻田的改良提供理论依据与技术参考。

试验于2014年在中国水稻研究所富阳试验基地网室进行，试验小区土壤为水稻土，其理化性质为：全氮2.6 g/kg，全磷0.46 g/kg，全钾12.54 g/kg，速效氮23.73 mg/kg，有效磷11.06 mg/kg，速效钾101.61 mg/kg，土壤氧化还原电位(Eh)168.3 mV，pH为6.8。供试品种为IR45765-3B (深水稻)和中浙优1号(水稻)。

试验采用裂区设计，主处理包括施用过氧化钙(以下简称CaO₂)、微纳气泡水灌溉(micro-bubble aerated water irrigation, 以下简称MBWI)、干湿交替灌溉(alternate wetting and drying, 以下简称AWD)和淹水对照(water logging, 以下简称WL)4个不同的根部氧模式处理，副处理为IR45765-3B和中浙优1号两品种。小区面积2.6 m²，3次重复。不同根部增氧处理的具体方法为：施用过氧化钙处理(CaO₂)，在水稻全生育期内保持淹水状态，分别在基肥施用时、分蘖盛期、齐穗期和灌浆期等量施用过氧化钙，过氧化钙总用量折合活性氧总量为16 kg/hm²，所用CaO₂为有效含量60%的粉末CaO₂；微纳气泡水灌溉处理(MBWI)，在水稻全生育期内保持淹水状态，分别在基肥施用时、分蘖盛期、齐穗期和灌浆期采用经微纳气泡发生器进行增氧处理的水进行灌溉；干湿交替灌溉处理(AWD)，采用干湿交替的方法管理田间水分，每次灌水深度为8~10 cm，待自然落干至表层土壤出现细小裂缝后复水至相同水深；淹水对照(WL)，在水稻全生育期保持淹水状态，各处理淹水时水层深度为8~10 cm。

IR45765-3B和中浙优1号均于5月23日播种，6月13日移栽，移栽规格为20 cm×15 cm，每穴单本种植。田间施用N 180 kg/hm²、P₂O₅ 75 kg/hm²、K₂O 150 kg/hm²。氮肥按基肥、蘖肥、穗肥质量比5:3:2施用；磷肥全作基肥，钾肥按基肥、穗肥质量比7:3施用，本试验所用氮、磷、钾肥料分别为尿素、钙镁磷肥(有效P₂O₅为12%，有效CaO为30%)和氯化钾(含量为60%)。其余田间农事管理同当地一般高产栽培管理措施。

各个小区在移栽确定连续的10株水稻为定点苗，并于移栽后1周开始记录其分蘖数，每周一次，至齐穗期结束。

分别于分蘖期、分蘖盛期、齐穗期、灌浆期、成熟期每小区调查10株的茎蘖数，按平均数取其中代表性植株3株，按茎、叶、穗分样，105℃杀青30 min，85℃烘至恒重后称量不同部位的干物质量。

将各时期的烘干样粉碎过0.178 mm筛，用H₂SO₄-H₂O₂法420℃消化2 h，采用半微量凯氏定氮法测定^[26]。

成熟期调查有效穗数，每小区按其平均数取代表性植株9穴，风干后测其单株产量，结合小区种植密度计算水稻产量；考种主要考查每穗粒数、结实率、千粒重等指标。

氮素利用效率(nitrogen utilization efficiency, NUE)=籽粒产量/总氮累积量；

氮素运转效率(N transportation efficiency, NTE)=单株抽穗后茎叶氮表观输出量(抽穗期茎叶氮总量与成熟期茎叶氮总量之差)/抽穗期茎叶氮积累总量×100%;

氮素转运贡献率(N transportation contribution rate, NTCR)=单株抽穗后茎叶氮的表观输出量/成熟期籽粒氮素积累量×100%;

氮素收获指数(N harvest index, NHI)=籽粒氮素累积量(Ng)/总氮累积量(Nt)；

氮素偏生产力(N partial factor productivity, NPFP)=产量/施氮量。

数据采用SAS 9.2数据分析软件进行统计分析，显著性检验采用Ducan法比较，并用Excel绘图工具进行绘图。

根部增氧显著影响水稻产量与产量构成(表 1)。不同处理下两品种产量表现一致，均表现为CaO₂和MBWI处理产量相当并显著高于AWD处理，而对照WL处理产量最低，且显著低于增氧处理。与对照相比，三种根部增氧模式下IR45765-3B和中浙优1号产量分别增加了26.3%(CaO₂)、21.8%(MBWI)、10.7%(AWD)和51.0%(CaO₂)、52.2%(MBWI)、29.68%(AWD)。不同增氧模式对IR45765-3B和中浙优1号的产量构成因子的影响不完全相同。与淹水对照相比，三种增氧模式均显著增加了IR45765-3B的有效穗数，并提高其结实率，其中MBWI处理结实率显著高于对照，但显著降低了每穗粒数，而对千粒重影响不大。对中浙优1号来说，增氧处理主要是显著提高了水稻有效穗和每穗粒数，而对结实率和千粒重影响不显著。

表1(Table 1)

表1 不同增氧模式下水稻产量和产量构成因子 Table 1 Grain yield and yield components of rice under different root aeration methods

表1 不同增氧模式下水稻产量和产量构成因子 Table 1 Grain yield and yield components of rice under different root aeration methods 品种 Cultivar 处理 Treatment 单株有效穗 Effective panicles per plant 每穗粒数 Grains/panicle 结实率 Seed setting (%) 千粒重 1000-grain weight (g) 产量 Yield (kg/hm2) IR45765-3B CaO2 7.15±0.28 a 169±4.0 b 86.85±0.73 ab 27.09±0.21 a 9307.9±152.4 a MBWI 7.15±0.07 a 162±2.4 b 89.59±1.12 a 26.86±0.40 a 8971.4±190.5 a AWD 6.75±0.25 a 167±4.7 b 84.26±0.88 b 26.24±0.61 a 8158.7±288.9 b WL 5.10±0.26 b 196±4.0 a 84.66±1.20 b 26.71±0.13 a 7368.3±136.5 c 中浙优1号ZZY-1 CaO2 6.90±0.42 a 170±5.3 a 95.16±0.83 a 25.24±0.46 a 8707.9±282.5 a MBWI 6.75±0.10 a 178±4.9 a 95.15±1.23 a 24.01±0.40 a 8774.6±114.3 a AWD 6.00±0.46 b 174±5.6 a 92.51±1.61 a 24.19±0.72 a 7476.2±361.9 b WL 4.80±0.23 c 160±1.2 b 95.14±0.46 a 24.92±0.38 a 5765.1±130.2 c 注（Note）：MBWI-微纳气泡水灌溉Micro-nano bubble water irrigation; AWD-干湿交替灌溉Alternate wetting and drying; WL-长期积水Water logging; 数据后不同字母表示同一品种不同处理间在0.05水平差异显著Values followed by different letters are significantly different among treatments for the same cultivar at the 0.05 level.

根部增氧显著影响水稻的分蘖发生(图 1)，但不同品种对其响应情况差异显著。三种增氧处理下，IR45765-3B分蘖从第3周开始均显著高于淹水处理。三个增氧模式间则表现在3~7周内CaO₂处理分蘖显著高于MBWI和AWD处理，MBWI和AWD间差异不显著，移栽7周后单从分蘖数看，三种增氧处理间无显著差异，三种增氧处理的最高茎蘖数分别较对照增加33.6%(CaO₂)、18.6%(MBWI)和10.7%(AWD)；中浙优1号分蘖对于不同增氧处理的响应不同，其中CaO₂处理水稻每株茎蘖数从移栽后第2周开始便一直显著高于对照，AWD处理只在第3、4周和第7周以后显著高于淹水处理，而MBWI处理在前期对促进水稻分蘖形成作用较小，但有利于水稻分蘖盛期后分蘖成穗。

图1(Fig. 1)

图1 不同增氧处理下水稻的分蘖动态 Fig. 1 Dynamics of rice tiller under different root aeration methods

根部增氧显著增加了水稻的干物质积累(图 2)。增氧处理下，IR45765-3B干物质积累量从分蘖期到成熟期均显著高于淹水处理，而不同增氧处理间水稻干物质积累在灌浆期和成熟期差异显著，主要表现为CaO₂和MBWI处理的干物质量显著高于AWD处理；增氧处理下，中浙优1号干物质积累量在分蘖期与对照无显著差异，分蘖盛期到成熟期，增氧处理显著提高了干物质积累量；从齐穗期到成熟期，三种增氧处理间干物质积累量差异显著，主要表现为CaO₂和MBWI处理的干物质积累增幅显著高于AWD处理。

图2(Fig. 2)

图2 不同根部增氧模式水稻各生育期干物质积累量 Fig. 2 Dry matter accumulation of rice under different root aeration methods at different growth stages [注（Note）：TS-Tillering stage; ATS-Active tillering stage; FHS-Full heading stage; FS-Filling stage; MS-Mature stage.]

根部增氧显著影响水稻根系对氮素的吸收(图 3)。与淹水处理相比较，三种增氧处理显著增加了IR45765-3B各个时期植株的总氮积累量，不同增氧处理间水稻植株氮积累的差异仅在成熟期达显著水平，表现为MBWI > CaO₂ > AWD。增氧处理从分蘖盛期到成熟期显著增加了中浙优1号植株的总氮积累量，三种增氧处理间水稻植株总氮积累量差异主要表现在齐穗期到成熟期植株氮素积累量的增加上，其中IR45765-3B齐穗期到成熟期的植株氮素积累增加量在三种增氧处理下较淹水对照WL处理分别增加73.4%(CaO₂)、128.7%(MBWI)和28.2%(AWD)，中浙优1号则为119.2%(CaO₂)、106.5%(MBWI)和6.5%(AWD)。这表明CaO₂和MBWI处理在促进水稻氮素吸收与积累，尤其是齐穗期到成熟期间的氮素吸收较AWD处理具有明显的优势。

图3(Fig. 3)

图3 不同增氧模式水稻各生育期总氮积累量 Fig. 3 The total N accumulation of rice under different root aeration methods at main growth stages [注（Note）：TS-Tillering stage; ATS-Active tillering stage; FHS-Full heading stage; FS-Filling stage; MS-Mature stage.方柱上不同字母表示同一生育期不同处理间在0.05水平显著Different letters above the bars indicate significantly different among treatments for the same growth stage.]

水稻茎、叶、穗等器官氮素积累的动态表明，根部增氧处理显著影响水稻不同器官各个生育期的氮素积累(图 4)。三种增氧处理下两品种水稻茎中的氮素积累量均显著增加，但不同品种的氮素积累方式有所不同，三种增氧处理间IR45765-3B品种茎中氮素积累量差异不显著，但在分蘖盛期和齐穗期，MBWI和AWD处理下茎中氮素积累量显著高于CaO₂处理，在成熟期则表现为CaO₂和MBWI处理显著高于AWD处理。各生育期内中浙优1号茎中氮素积累量在不同增氧处理间均存在显著差异，在分蘖期表现为MBWI处理显著高于CaO₂和AWD处理，在分蘖盛期和灌浆期CaO₂处理显著高于MBWI和AWD处理，在齐穗期表现为AWD处理显著高于CaO₂和MBWI处理，而在成熟期则表现为CaO₂和MBWI处理显著高于AWD处理。根部增氧显著影响水稻叶中的氮素积累，除成熟期CaO₂处理下IR45765-3B叶中氮素积累量与对照WL处理差异不显著外，三种增氧处理下IR45765-3B叶中氮素积累量均显著高于淹水对照WL处理，不同增氧处理间叶中氮素积累量在分蘖期、灌浆期和成熟期差异显著；三种增氧处理均显著增加中浙优1号分蘖盛期、齐穗期和成熟期叶中的氮素积累量，分蘖期仅MBWI处理显著增加了叶片氮积累，而增氧处理对灌浆期叶片氮素积累量影响不显著。此外，根部增氧处理还显著增加两品种水稻齐穗期到成熟期穗中氮素积累量(图 4)，且两品种表现较为一致，均表现为在灌浆期和成熟期CaO₂和MBWI处理均显著高于AWD处理。

图4(Fig. 4)

图4 不同根部增氧模式水稻各时期茎、叶和籽粒中氮素积累量 Fig. 4 N accumulation in stems, leaves and grains under root aeration methods at different growth stages of rice [注（Note）：TS-Tillering stage; ATS-Active tillering stage; FHS-Full heading stage; FS-Filling stage; MS-Mature stage.方柱上不同字母表示同一生育期不同处理间在0.05水平显著Different letters above the bars indicate significantly different among treatments for the same growth stage.]

三种根部增氧处理下不仅水稻氮素吸收与积累存在显著差异，在水稻氮素利用方面也存在显著差异(表 2)。根部增氧处理对两品种水稻氮收获指数的影响不同，IR45765-3B的氮收获指数仅在CaO₂处理显著高于对照WL处理；而中浙优1号的氮收获指数则在MBWI和CaO₂处理显著高于淹水对照WL处理。根部增氧处理在一定程度上降低了两品种水稻的氮素转运效率，其中IR45765-3B的氮素转运效率在MBWI处理下降幅达显著水平，而中浙优1号的氮素转运效率在CaO₂和MBWI处理显著低于淹水对照WL处理。增氧处理下两品种水稻氮转运贡献率表现较为一致，均在CaO₂和MBWI处理显著低于ADW和淹水对照，这表明CaO₂和MBWI处理能够促进水稻齐穗后的氮素吸收与转运。根部增氧下水稻氮素利用效率有所下降，其中IR45765-3B的氮素利用效率在MBWI和AWD处理下降幅度显著，而中浙优1号氮素利用效率在CaO₂和AWD处理下显著低于淹水对照WL处理。三种增氧处理均显著提高了两品种水稻的氮肥偏生产力，其中IR45765-3B品种在CaO₂、MBWI和AWD处理分别较对照增加26.3%、21.7%和10.7%，而中浙优1号在增氧处理下较对照增幅分别为51.0%、52.2%和29.5%。

表2(Table 2)

表2 不同根部增氧模式下水稻氮素利用特征 Table 2 Characteristics of nitrogen utilization under different root aeration methods

表2 不同根部增氧模式下水稻氮素利用特征 Table 2 Characteristics of nitrogen utilization under different root aeration methods 品种 Cultivar 处理 Treatment 氮收获指数 NHI 氮转运效率(%) NTE 氮转运贡献率(%) NTCR 氮素利用效率(g/g) NUE 氮肥偏生产力(g/g) NPFP IR45765-3B CaO2 0.66±0.01 a 53.34±0.71 a 52.09±0.40 b 52.64±2.02 a 54.61±0.83 a MBWI 0.63±0.01 b 47.21±0.16 b 46.17±0.54 c 45.14±0.46 c 52.63±1.32 a ADW 0.61±0.01 b 53.07±0.38 a 64.74±1.37 a 48.64±0.25 b 47.86±1.71 b WL 0.62±0.02 b 54.97±0.51 a 65.36±0.96 a 55.02±0.57 a 43.23±0.57 c 中浙优1号ZZY-1 CaO2 0.67±0.03 a 53.02±3.95 b 48.78±1.35 c 50.75±0.27 b 51.08±2.09 a MBWI 0.69±0.02 a 56.72±0.40 b 50.21±3.67 c 53.15±2.25 a 51.48±0.55 a ADW 0.57±0.01 b 65.84±0.38 a 90.53±2.17 a 49.65±0.34 b 43.85±2.66 b WL 0.57±0.01 b 66.44±0.51 a 63.73±1.61 b 52.62±0.57 a 33.82±0.57 c 注（Note）：MBWI-微纳气泡水灌溉Micro-nano bubble water irrigation; AWD-干湿交替灌溉Alternate wetting and drying; WL-长期积水Water logging; NHI-N harvest index; NTE-N transportation efficiency; NTCR-N transportation contribution rate; NUE-Nitrogen utilization efficiency; NPFP-N partial factor productivity.数据后不同字母表示同一品种不同处理间在0.05水平差异显著Values followed by different letters are significantly different among treatments for the same cultivar at the 0.05 level.

水稻生长过程中根系需要消耗大量的氧气以维持根系正常的代谢活动，而水稻属于半沼泽性作物，其生长过程中需要大量的水分，而且氧气在水中扩散速率只相当于在空气中的1/10000^[27]，这使得水稻根系常处于缺氧状态下，不利于水稻生长和产量形成，为改善水稻生产中根系缺氧现象，前人做了许多研究与探索发现，改善水稻根部氧状况可显著促进水稻根系形成、生长和产量形成^[12-15]。此外，余喜初等^[28]研究也表明，施用过氧化钙对于潜育化稻田的改良和水稻增产具有显著作用。本研究也发现三种根部增氧处理均能显著增加水稻产量，且主要表现在有效穗的增加上，这主要由于根部增氧促进了水稻根系的生长，提高了水稻对养分的吸收，促进了早发分蘖(图 1)，提高了低位分蘖的数量，进而提高了有效穗数量和产量^[29]。这与胡志华等^[30]发现不同生态类型水稻产量构成对根部氧浓度的响应规律不完全一致，其主要原因可能是本试验在大田模拟环境下展开，难以做到准确调控根部氧含量，且影响因素也较水培条件下复杂。在水稻生长方面两品种水稻分蘖形成及干物质积累对根部增氧模式的响应存在巨大的差异，这可能由不同基因型所引起。此外，三种增氧处理间水稻生长、干物质积累和产量也均存在显著的差异，这可能是由于不同增氧处理的增氧机制和氧释放规律差异导致。而大田环境下不同增氧处理的根部氧环境变化规律目前尚不清楚，需进一步研究。

氮是水稻生长所必需的大量元素，是核酸、蛋白质等的重要构成成分，参与了植株的物质代谢和能量代谢^[31]，是影响水稻生长和产量的重要因子。根系主动运输是水稻获取氮素的主要方式，直接受根系活力、呼吸强度等影响，而根系活力和呼吸强度直接受根部氧环境的影响，此外，根部氮素形态转化及根系吸收形态均受到根部氧环境的影响^[32]。因此，根部增氧直接或间接影响了水稻的氮素吸收与利用。本试验发现三种增氧模式下水稻各时期对氮素的吸收与累积均较淹水对照有显著提高，这与前人所得结果较为一致^{[12, 15, 33]}。而在氮素利用方面根部增氧对水稻的氮素收获指数有一定的促进作用，IR45765-3B品种仅在CaO₂处理显著高于淹水对照，中浙优1号则在CaO₂和MBWI处理均显著高于对照；增氧处理不利于水稻氮素利用效率的提高，且IR45765-3B品种的MBWI、AWD处理和中浙优1号CaO₂、AWD处理均显著低于对照；不同增氧处理对水稻氮素转运效率和氮素转运贡献率影响较为一致，除IR45765-3B的NTE外，两品种NTE和NTCR在CaO₂和MBWI处理均显著低于AWD处理与对照，这说明CaO₂和MBWI处理显著增强了水稻齐穗期以后的氮素吸收及其在籽粒中的积累，并对水稻后期衰老起到一定延缓作用，朱练峰等^[12]也发现类似的现象；此外，增氧处理显著提高水稻的氮肥偏生产力，显著促进了水稻的氮肥利用。

传统的增氧模式主要通过增加土壤的通透性来提高根部的氧气含量，如水旱轮作、中耕耘田、晒田等。与之相比较新型增氧方案充分协调了“水-肥-气”的平衡，可更好的改良土壤氧环境，并实现了研究技术与生产力的有机转化，如超微气泡水灌溉、施用过氧化尿素和过氧化钙等^[12-14]。由于现有技术的限制，过氧化尿素在30°以上易分解，不利于运输和保存，因此，本试验设置了干湿交替、微纳气泡水灌溉和施用过氧化钙等生产中运用较为普遍，且方便操作的增氧模式，故而未设置施用过氧化尿素处理。本试验通过比较发现，施加CaO₂和微纳气泡水灌溉对促进水稻生长、产量增长和氮肥利用的效果较干湿交替处理优势明显，这种现象可能是因为施加CaO₂和微纳气泡水灌溉能够更好地提高根部氧浓度及其持续时间，也可能是干湿交替环境下土壤氮肥损失较大所引起。稻田氮素损失的主要途径有氨挥发和硝化-反硝化作用，蔡贵信等^[34-35]研究发现硝化-反硝化的损失占氮素损失总量的百分之几到百分之三十多，且这两个途径均受土壤氧环境的影响，其中土壤中水分对氨挥发起到决定性作用，且土壤的硝化一反硝化作用受水分和氧化还原电位的影响。Reddy等^[36]通过有氧-厌氧交替循环试验发现，提高交替频率能够使土壤的氧化还原电位降低到足以诱导土壤中的反硝化作用，从而增大了氮素的损失。Patrick等^[37]发现对水稻进行淹没-干旱交替处理氮素损失提高15%~20%。这些成果在一定范围内很好地解释了本试验施加CaO₂和微纳气泡水灌溉增氧模式较干湿交替对水稻产量和氮肥利用有明显优势以及干湿交替处理下水稻齐穗期后对氮素吸收较少等现象。然而目前关于根部增氧对土壤中氮肥转化、吸收以及流失等影响研究较少，需进一步研究，进而完善水稻根部氧营养体系。此外，从资源的多元利用角度分析，施用CaO₂可通过增加根部氧和钙离子浓度来调节根系呼吸代谢，缓解植株根部低氧胁迫^[23-25]，且CaO₂分解可产生CaO缓解土壤酸化，对潜育化稻田的改良具有重要意义^[28]，是一种高效的增氧与土壤改良措施，较微纳气泡水灌溉单一改善根部低氧胁迫具有明显优势。

根部增氧显著改善水稻根部氧环境，缓解水稻需水需氧的特异性矛盾，促进水稻根系的生长、发育及形态与功能建成。增氧处理显著促进水稻分蘖发生与有效穗的形成，且两品种水稻干物质积累量和产量均显著增加。增氧处理下水稻对氮素的吸收与利用均得到显著的改善，在提高产量的前提下，降低了肥料的损耗，有利于水稻高产与可持续发展。三种增氧处理中，施用CaO₂和微纳气泡水灌溉对于促进水稻增产与氮素利用的效果较干湿交替灌溉处理明显。