给水稻不是因为水稻喜欢水,而是为了“淹死”杂草

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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。

大米是世界上最主要的主粮之一,作为大米的作物水稻,相信大家都见过。在中国,水稻种植主要分布在水量充沛的南方,而且水稻在种植之前农民们一般都会先在田里放满水,而水稻就就直接种在这放满水的水田当中。

很多人看到稻田中似乎总是充满水,就想当然地以为水稻是因为喜欢水所以农民才在田中放入大量的水,但事实并非如此,其实水稻也是不喜欢自己被种在水田当中的,稻田之所以采用漫灌放入大量的水其实是因为杂草更不喜欢水。稻田中灌入大量的水可能会让水稻有些“难受”,但更能杀死其它的杂草。

水稻是一种产量非常容易受杂草影响的农作物。水稻田中的杂草种类很多,但是主要的杂草主要有两种,分别为稗草(barnyardgrass)和异花莎草(smallflower umbrellaplant)。稗草和异花莎草这两种杂草又特别喜欢和水稻扎堆,幼苗时期和水稻又长得极像,很难区分。如果不及时除草,水稻就会因为杂草的竞争优势产量大跌。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%。

所幸,后来人们发现水稻对水的忍耐力极强,于是摸索出了水田种水稻的方法。杂草虽然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。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。

不过,水稻虽然对水有足够强的忍耐力,但毕竟不是水生植物,也不能忍受长时间泡水。一般情况下,水稻能忍受48小时的漫灌。超过这个时间,水稻看起来很苍白疲软硬不起来。不过,如果能够及时将水排干,水稻又能硬起来。这样重复几次漫灌-排干循环之后,田里的杂草基本能够被杀光。

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,所以农民朋友需要掌握水深和野草数量之间微妙的平衡。

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。

为什么水稻能有这么强的漫灌忍耐力呢?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,水稻拥有湿地植物茎独有的通气组织。水稻在泡水后,能够很快长出嫩芽并且发育成为叶片伸出水面,然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)。

第二,当水稻被泡到水中之后,水稻的叶子表面会形成气体薄膜,能够吸住一层空气,这样叶片可以和水进行间接的气体交换。

第三,水稻的根有着很强的乙醇耐受力。虽然植物也可以在短时间内进行厌氧呼吸,但是厌氧呼吸产生的有毒代谢废物乙醇会迅速累积,把植物醉死,但是水稻强大的乙醇耐受力可以支持它在长出通气组织前忍受一段时间的缺氧。

当然,也有少数杂草,比如水毛花(roughseed bulrush)是和水稻一样的水货,能够忍受深水,所以它们是水稻除草剂的主要应用对象。

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