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長久以來，大家都稱稻子為「水稻」，把種稻的田稱為「水田」，但為何種稻需要「淹水」？為何稻子是唯一可淹水的穀類作物？似乎少有人深究。對農民而言，取得水源才能為水稻淹水，理應很麻煩，但農民似乎又樂於種稻。這其中，的確暗藏着我們老祖先一項重要的發現與智慧的發揮，也是東方國家走向農業社會，可以養得起眾多人口，形成經濟、政治、文化發展的一項重要契機。
大約四十億年前，地球上的氣體絕大部分是二氧化碳（占百分之九十八），只有極少量的氮（只占百分之一．九），完全無氧。但在地球演化的過程中，氧氣及氮氣逐漸增加，而二氧化碳減少，形成今日二氧化碳、氮氣、氧氣的比例為〇．〇三：七十九：二十一的情況。如今，所有高等生物及許多微生物都必須吸收氧氣，來氧化碳水化合物產生能量。不過，氧氣在水中的溶解度極低，濃度只有空氣中的三十三分之一，因此，生活在水中的生物，必須具備一套有效吸收氧氣的能力。
水稻耐淹 競爭力強
絕大部分的植物在水中都無法生長，因為在半淹水的情況下，根部無法獲得足夠的氧氣；而在全淹水的情況下，葉片也因無法得到到足夠的二氧化碳及光線，使光合作用製造糖的能力降低，在氧及糖雙重缺乏的情況下加速死亡。
水稻很特殊，它是唯一種子可以在水中發芽及植株耐淹水的主要農作物。尤其全球前三大主要作物水稻、玉米、小麥，無不具有表兄弟姊妹的關係，血緣相近，卻只有水稻耐淹水。我們的祖先在幾千年前就發現野生水稻可在水中生長而獨占地盤，很少其他植物可與之競爭，而水稻又可長出穀粒當食物，因此聰明的祖先利用淹水的方式種植水稻，可以有效防除雜草。經過幾千年來的經驗與育種，目前全球有百分之八十的水稻田，都是以灌溉的方式種植，養活了全球近一半的人口。
其實水稻不怎麼喜歡淹水，因為根部泡在水裏還是有缺氧的問題，發育會受到影響，進而降低肥料養分的吸收。農民在種植水稻的過程中，有多次的灌水及排水（曬田），其中兩個關鍵時期是水稻開花及幼穗開始發育之前一定要曬田，讓根部有足夠的氧氣，才能生長良好，有效吸收肥料，增進開花數目，以及讓種子開始發育，如此才可得到最多的飽滿穀粒，達到最高產量。
我小時候看祖父母很辛苦，常在半夜去水稻田灌水或排水；因為農田在一起，有水大家必須輪流共享，經常輪到半夜才能引水，當時不懂為什麼，現在終於理解。由於水稻耐淹水，農民就利用淹水的方式，杜絕大部分不耐淹水的雜草，以免與水稻競爭養分、空間與陽光，也省卻不少除雜草的工夫。所以重複灌水、排水這種種植水稻的方式，是一個作物生長與雜草防治取得平衡點，得以獲得最高產量的方法。
破解謎團基因：CIPK15
水稻為何耐淹水？是一個長期以來極為引人注目，且一再被研究的重要課題。 我的研究清楚呈現「蛋白激酶」（CIPK15）為調控水稻耐淹水的上游關鍵基因， 一旦發現水稻缺氧，就會透過連串訊息傳遞與分子機制，啟動糖醱酵產生能量，使種子有足夠碳水化合物、與能量，在水中發芽。待小苗快速生長至水面，吸收更多氧氣及進行光合作用後，再將氧氣送至根部，而使植株得以在半淹水的稻田中生長。其他穀類作物及絕大部分雜草則無此能力。
台灣的糧食自足率約百分之三十，大概是全球非城市國家中，自足率最低的國家。此外，隨著全球人口急速增加，糧食增產難以跟上，水稻的研發及增產，是一項非常重要的課題。目前，新式的種植方法「水稻直播」是所有主要水稻種植國家（歐、美、日、韓、中國、東南亞）開始採用的方式，亦即利用水稻種子可在水中發芽的特性，直接將種子播入淹水的稻田土壤中發芽生長，不必經過耗費人工的插秧過程，在水稻快速生長占有地盤之後，即不再需淹太多的水，不但節省用水，也減少土壤中微生物因淹水、進行無氧呼吸而產生大量的溫室氣體甲烷（其溫室氣體效應，是二氧化碳的二十二倍）及二氧化碳的情況，達到保護環境的目的。
【完整內容請見《讀者文摘》6月號】
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