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『淼哥故事会』吃了一辈子大米，你还在相信水稻种水里是因为喜欢水？


本文转自：把科学带回家
ID：steamforkids
『淼哥故事会』吃了一辈子大米，你还在相信水稻种水里是因为喜欢水？
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今天来聊一聊我们的口粮 。
水稻（Oryza）是一种草 ， 也是全世界一半人的能量来源 ， 全世界90%的大米在亚洲被吃掉 。
既然是水稻 ， 而且从小到大看到的稻田似乎总是有水 ， 很多人想当然地认为水稻是喜欢水的水生植物 。
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其实不是的 ， 水稻被灌水主要原因是为了干死杂草 ， 第四声 。
根据国际粮农组织（FAO） ， 水稻是唯一一种可以在泡在水里的情况下还能存活的谷类作物 ， 给稻田灌水是重要的除草方式 ， 可以避免杂草滋生和除草剂的使用 。
国际水稻研究所（IRRI）也表示 ， 漫灌法是控制稻田杂草的最好办法 。
稗草（barnyardgrass）、异花莎草（smallflower umbrellaplant）等杂草都是喜欢和水稻扎堆玩耍的杂草 ， 完全不在乎社交距离 。
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稗草 图片来源：UMissouri
如果不及时除草 ， 水稻由于杂草的竞争就会长不帅 。
杂草有多可怕呢 ， 每平方米只要有10株杂草 ， 水稻的产量就会下降25% 。 而且 ， 杂草的种子如果和稻米混在一起 ， 就会影响稻米的品质和价格 。
虽然这些长期跟着水稻混的杂草或多或少对浅水有一定适应性 ， 但谁也没有水稻这样能适应漫灌 。 所以人类早就摸索出了水田种水稻的方法 。
是这样的 ， 受到菲克第一定律的支配 ， 水中的扩散系数比空气要小1万倍 ， 因此植物很难在水下呼吸 。
杂草的种子也需要氧气才能发芽 ， 给它们灌灌水 ， 就能把它们扼杀在萌芽状态中 。
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当然 ， 水稻也不能忍受长时间泡水 。
被水淹的一段时间里 ， 水稻看起来很苍白疲软硬不起来 。 一般来说 ， 水稻能忍受48小时的漫灌 ， 然后要把水及时排干 。 等它们硬起来了 ， 要重复几次漫灌 。
不同水稻品种能忍受的水深不同 ， 通常稻田的水深在5-20厘米左右 。
深水当然能淹死更强的杂草 ， 但也会把水稻一起带着螺旋升天 ， 所以农民大大需要掌握水深和野草数量之间微妙的平衡 。
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所以 ， 水稻是怎么适应泡水的环境的呢？
稻米最早是在9000年前在亚洲被驯化的 。 实际上 ， 虽然人类很早就开始用漫灌法种植水稻 ， 但对这种方法的原理的认识时间仅80年不到 。
20世纪40年代的二战期间 ， 荷兰植物学家 MH van Raalte 在爪哇（今印尼）的茂物植物园首次研究水稻忍受漫灌的性质 。
经过几十年的研究 ， 科学家们终于发现了水稻的下面这些耐水技能 。
首先 ， 泡水后 ， 水稻会长个儿 ， 让叶片露出水面 ， 这就是泡苗助长 。
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湿地植物茎的通气组织 图片来源：wikipedia
第二 ， 泡水后 ， 水稻会自发让根部的一些细胞死亡 ， 形成通气组织（aerenchyma） 。
根部的通气组织和叶片联通 ， 相当于吸管 ， 让根部可以在水下自由畅快呼吸 ， 通过这种方式把根留住 。 而秧苗能在缺氧的情况下也能产生类似潜水呼吸管的胚芽鞘（coleoptile） 。
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