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[科普中國]-“水稻雖然種在水田,但其實不喜歡水”?這誤會可太大了

我是科學(xué)家
原創(chuàng)

水稻為什么要種在水里?如果你拿這個問題去問別人,對方很可能會說:“水稻水稻,大概就是喜歡水吧?!?/p>

然而,不久前有篇文章反轉(zhuǎn)了人們的想象。文章稱,水稻其實并不喜歡水,人們之所以把它種在水里,只是為了淹死雜草;而且水稻忍受不了長時間泡水,所以漫灌除草后必須在 48 小時內(nèi)把水排干,否則水稻也會跟雜草一起升天。

但事實是:再次反轉(zhuǎn)——甚至,前一次反轉(zhuǎn)其實根本就不存在:水稻是發(fā)源于中國的,我們的老祖宗之所以給它賜名"水稻",就是因為 它天生喜歡生活在水濱淺灘,根本不需要刻意為它把水排干 ;此外, 漫灌也不是為水稻除草的好辦法 ,因為那幾個與水稻貼身競爭的最大反派,也都是水生植物。

(水稻天生喜歡生活在水濱淺灘 | 圖蟲創(chuàng)意)

水生雜草少,競爭壓力小

目前世界上有三大主糧——玉米、小麥、水稻,其中水稻是唯一發(fā)源于中國的,確切說,是 發(fā)源于中國濕熱多雨的華南地區(qū) 。這里有水稻最喜歡的自然環(huán)境。至今我們依然可以在南方一些淺淺的水濱中找到野生的水稻種群。

為什么水稻要選擇如此獨特的生活環(huán)境呢?理由之一就是: 躲避雜草的侵?jǐn)_ ,讓自己活得輕松一點。要知道,地球上的植物多達(dá)幾十萬種,但其中僅有3-5%可以適應(yīng)水稻生長的這種淹水環(huán)境。也就是說,水稻所面臨的雜草競爭,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于那些旱生作物。在水稻田里經(jīng)??梢杂^察到一個現(xiàn)象:一旦水被排干,各種非水生雜草就會瘋狂生長,快速搶占水稻的地盤。

當(dāng)然,躲在水里也不是萬全之策,因為 最愛與水稻一爭高低的雜草 ,比如稗草、莎草、李氏禾、雜草稻等, 也是天生喜水 。要去除它們,還得靠在恰當(dāng)?shù)臅r間施加除草劑或者進行人工管理。

尤其是雜草稻,最難去除,因為其他的稻田雜草都是“外敵”,而 雜草稻卻是“內(nèi)奸”——是馴化水稻重新"野化"的品種 。所以雜草稻和栽培稻的習(xí)性很像,想要去除它也就格外困難。

(紅色箭頭所指為“潛伏”在稻田中的雜草稻,想去除它格外困難 | 環(huán)球科學(xué))

插句題外話。雜草稻的英文俗名叫“red rice”,翻譯過來就是“紅米稻”,因此 有些人想當(dāng)然地認(rèn)為雜草稻就是我們常吃的紅米 。其實二者完全不是一個東西?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植的水稻都是經(jīng)過上千年時間育種馴化而成的,被請上餐桌的紅米也是一個人工栽培品種,不說營養(yǎng)價值,單說口感,雜草稻和它相比就已經(jīng)相去霄壤。

水稻田的肥力天然更充足

除了能減少生存競爭,特殊的淹水環(huán)境給水稻帶來的另外一大好處是: 增加土壤肥力 。和旱田相比,水稻田即使多年不施肥,仍能保持一定的肥力,這是因為水稻田為許多特殊的細(xì)菌—— 固氮菌 ——提供了絕佳的生長環(huán)境,而這些微生物可以源源不斷地 為水稻提供植物生長所需的最重要的元素——氮 。

(特殊的淹水環(huán)境能增加水稻田的土壤肥力 | wiki commons)

這些固氮菌大多生活在淹水稻田的土壤表層,它們可以利用太陽能,把空氣中的氮氣轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锬芾玫?。水稻田的這種特殊的 固氮能力 是科學(xué)研究的一個重要方向,它預(yù)示著, 也許未來的農(nóng)業(yè)種植可以不再依賴氮肥,對環(huán)境更加有益 。

水稻為什么天賦異稟

既然生活在水中有如此多的好處,為什么其他植物不行,偏水稻有這個本事?這是因為 水稻自帶導(dǎo)氣管 。

大部分陸生植物不能耐受淹水環(huán)境,是因為根系需要呼吸。植物的葉子利用太陽光制造氧氣,而根系需要氧氣來產(chǎn)生能量去獲取土壤中的營養(yǎng)。普通根系呼吸的氧氣來自土壤,正常的土壤中有大量的氣孔,這些氣孔里的氧氣基本上能滿足植物根系呼吸的需要,但是淹水之后,氣孔里面的空氣被水趕了出去,根系就被憋死了。

水稻根系的特殊本領(lǐng)就是在莖里面的導(dǎo)氣管,這個 導(dǎo)氣管可以直接把氧氣運輸?shù)礁? 。 不僅僅是水稻,很多水生植物都有導(dǎo)氣管,不信,你隨手找一個水生植物,各個都是空心的。 大家都吃過蓮藕,為什么 蓮藕是空心的呢? 還不是為了在水下能通氣。

(水生植物(如蓮藕)有導(dǎo)氣管,可以把氧氣運輸?shù)礁?| wiki commons)

旱稻:沒水也沒在怕的

中國 99% 的水稻都種植在淺水環(huán)境中,在這里,水稻既能擁有充足的水分,也能享受充分的陽光,因此產(chǎn)量最佳。不過從世界范圍來看, 大約還有13% 的水稻是種植在旱地里的 。

把水稻種在旱地里,這事好像挺違和的。但其實水稻雖然喜歡水,卻不是只能在水里生長,就好像超人會飛,并不意味著超人就不會走路了。

在旱地里生長的稻子叫“ 旱稻 ”,或者“ 陸稻 ”,本質(zhì)上和水稻沒有區(qū)別。雖然由于受到缺水和雜草的影響,產(chǎn)量沒有水稻高,但它也有自己獨一無二的優(yōu)點: 節(jié)水 !這就 讓降雨不足或者地勢較高的地方,也可以種植稻米了 。

(在降雨不足或地勢較高的地方,可以種植旱稻 | wiki commons)

目前我國已有的稻米品種中,大概8%屬于旱稻,種植在北方地區(qū)。與此同時,科學(xué)家還在繼續(xù)研發(fā)新的節(jié)水型旱稻品種,以便開拓更多的大米種植區(qū),從而更好地保障我國糧食安全。

深水稻:洪澇也不怕

水稻之所以能躋身世界三大主糧,就是因為它特別皮實,不怕走極端。剛剛介紹的旱稻還不是水稻最神奇的親戚,水稻最神奇的親戚叫做“ 深水稻 ”。顧名思義,就是養(yǎng)在深水中的稻子。成熟的時候,人們甚至坐著船去收割。

這種深水稻生活在南亞和東南亞的河流三角洲地區(qū),那里降雨充沛……或者說,是過于充沛了,洪澇頻發(fā)。我們常見的水稻,最喜歡站在沒過腳背的水里,如果水淹到膝蓋也會有點撐不住。然而深水稻就不一樣了,它 可以忍耐淹到脖子的大洪水 !為了能把腦袋露出水面、不被徹底淹死,在洪水來臨時,深水稻會瘋狂生長, 最高能躥到2米多高 ,比普通水稻高一倍。

和旱稻一樣,深水稻的產(chǎn)量也比不上常規(guī)淹水種植的水稻,大約僅有其1/3強。但是 對于洪水泛濫的南亞和東南亞地區(qū),深水稻是不可或缺的重要作物 ,因為超過1個億的人口都只能依靠深水稻獲取口糧。隨著氣候變化、全球變暖,未來可能有大量的農(nóng)田被暴雨或者上漲的海平面所淹沒,到那時,深水稻可能會變成全球農(nóng)業(yè)的新希望。

總之,在所有農(nóng)作物中,沒有比水稻更擅長水中環(huán)境的了。如果你有志于靠陽臺種菜實現(xiàn)蔬菜自由,卻屢屢失敗, 可以考慮在陽臺養(yǎng)一片水稻 ——即不用調(diào)節(jié)土壤成分,也無需考慮澆水時機,既高雅又接地氣,除了需要經(jīng)常曬太陽,幾乎沒有任何缺點。祝你早日實現(xiàn)實現(xiàn)口糧自由!

你能分辨出下面幾種作物分別是什么嗎?

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麥子

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水稻

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稗子

作者名片

作者:田不野

編輯:袁玥

排版:雷穎

題圖來源:pixabay