长久以来，大家都称稻子为“水稻”，把种稻的田称为“水田”，但为何种稻需要“淹水”？为何稻子是唯一可淹水的谷类作物？似乎少有人深究。对农民而言，取得水源才能为水稻淹水，理应很麻烦，但农民似乎又乐于种稻。这其中，的确暗藏着我们老祖先一项重要的发现与智慧的发挥，也是东方国家走向农业社会，可以养得起众多人口，形成经济、政治、文化发展的一项重要契机。

　　大约四十亿年前，地球上的气体绝大部分是二氧化碳(占百分之九十八)，只有极少量的氮(只占百分之一.九)，完全无氧。但在地球演化的过程中，氧气及氮气逐渐增加，而二氧化碳减少，形成今日二氧化碳、氮气、氧气的比例为〇.〇三：七十九：二十一的情况。如今，所有高等生物及许多微生物都必须吸收氧气，来氧化碳水化合物产生能量。不过，氧气在水中的溶解度极低，浓度只有空气中的三十三分之一，因此，生活在水中的生物，必须具备一套有效吸收氧气的能力。

　　水稻耐淹 竞争力强

　　绝大部分的植物在水中都无法生长，因为在半淹水的情况下，根部无法获得足够的氧气；而在全淹水的情况下，叶片也因无法得到到足够的二氧化碳及光线，使光合作用制造糖的能力降低，在氧及糖双重缺乏的情况下加速死亡。

　　水稻很特殊，它是唯一种子可以在水中发芽及植株耐淹水的主要农作物。尤其全球前三大主要作物水稻、玉米、小麦，无不具有表兄弟姊妹的关系，血缘相近，却只有水稻耐淹水。我们的祖先在几千年前就发现野生水稻可在水中生长而独占地盘，很少其它植物可与之竞争，而水稻又可长出谷粒当食物，因此聪明的祖先利用淹水的方式种植水稻，可以有效防除杂草。经过几千年来的经验与育种，目前全球有百分之八十的水稻田，都是以灌溉的方式种植，养活了全球近一半的人口。

　　其实水稻不怎么喜欢淹水，因为根部泡在水里还是有缺氧的问题，发育会受到影响，进而降低肥料养分的吸收。农民在种植水稻的过程中，有多次的灌水及排水(晒田)，其中两个关键时期是水稻开花及幼穗开始发育之前一定要晒田，让根部有足够的氧气，才能生长良好，有效吸收肥料，增进开花数目，以及让种子开始发育，如此才可得到最多的饱满谷粒，达到最高产量。

　　我小时候看祖父母很辛苦，常在半夜去水稻田灌水或排水；因为农田在一起，有水大家必须轮流共享，经常轮到半夜才能引水，当时不懂为什么，现在终于理解。由于水稻耐淹水，农民就利用淹水的方式，杜绝大部分不耐淹水的杂草，以免与水稻竞争养分、空间与阳光，也省却不少除杂草的工夫。所以重复灌水、排水这种种植水稻的方式，是一个作物生长与杂草防治取得平衡点，得以获得最高产量的方法。

　　破解谜团基因：CIPK15

　　水稻为何耐淹水？是一个长期以来极为引人注目，且一再被研究的重要课题。 我的研究清楚呈现“蛋白激酶”(CIPK15)为调控水稻耐淹水的上游关键基因， 一旦发现水稻缺氧，就会透过连串讯息传递与分子机制，启动糖酦酵产生能量，使种子有足够碳水化合物、与能量，在水中发芽。待小苗快速生长至水面，吸收更多氧气及进行光合作用后，再将氧气送至根部，而使植株得以在半淹水的稻田中生长。其它谷类作物及绝大部分杂草则无此能力。

　　台湾的粮食自足率约百分之三十。随着全球人口急速增加，粮食增产难以跟上，水稻的研发及增产，是一项非常重要的课题。目前，新式的种植方法“水稻直播”是所有主要水稻种植国家(欧、美、日、韩、中国、东南亚)开始采用的方式，亦即利用水稻种子可在水中发芽的特性，直接将种子播入淹水的稻田土壤中发芽生长，不必经过耗费人工的插秧过程，在水稻快速生长占有地盘之后，即不再需淹太多的水，不但节省用水，也减少土壤中微生物因淹水、进行无氧呼吸而产生大量的温室气体甲烷(其温室气体效应，是二氧化碳的二十二倍)及二氧化碳的情况，达到保护环境的目的。

　　(摘编自台湾《读者文摘》2010年6月号 文／余淑美)