水稻是沼泽生植物，它的老祖宗并不是生活在水中，而是生活在沼泽地带，这是一种时而淹水缺氧、时而干旱无水、时而泥泞的多变环境。水稻世世代代生活在这样的环境里，它的器官、组织以及物质代谢的途径等等，都与周围环境中的水和氧气发生了复杂的关系。
水稻也和其他动、植物一样，需要进行呼吸。呼吸作用可分为有氧呼吸和无氧呼吸，水稻以有氧呼吸为主，由于沼泽环境关系，有时淹水缺氧，水稻体内便形成了发达的通气组织，它的叶片可以吸收空气中的氧气以及光合作用中释放的氧气，通过叶鞘和茎秆的通气组织输送到根系，供根系呼吸。
水稻的根系接受地上部输送来的氧气，除供自己呼吸消耗外，还能向周围水层分泌氧气，形成一个小小的“氧化圈”，把水层中还原的黄色二价铁，氧化成无色。凡稻株生长茁壮、根系生命活动旺盛的，根系泌氧能力强，氧化圈大，二价铁的氧化作用能在远离根系的地方进行，使根系始终保持鲜白色；凡是生命活动微弱的老根，分泌氧气很少，二价铁就在根表氧化，或附着在根表上，就形成老黄根；这时如果有硫化物存在的话，就会使根系中毒，形成黑根。
农谚所谓“白根有劲、黄根保命、黑根送命”就是这个意思。所以，水稻只能在一段时间忍受缺氧的环境。如果长期淹水缺氧，就会使水稻遭受涝害，导致黑根增多，生长不好，严重的还会烂秧、死苗，这是水稻作为沼泽植物所具有的遗传特性所决定的。但是，水稻在不同生育阶段以及各个不同的器官组织，对水和氧气的需求是不一样的，因而水稻怕涝的情况在不同时期的表现也各不相同。
稻苗在三叶期以前，体内尚缺乏健全的通气组织，因此从播种到三吁期，水稻就特别怕涝。生产上一般采用浅水勤灌、间隙灌溉，逐步加深水层，或前期育“半旱秧”以后灌水等方法来培育秧苗。如果淹水灌溉，就很容易发生烂种、烂秧，造成大量死苗。水稻的分蘖芽对缺氧是非常敏感的，如缺乏氧气，分蘖芽就会闷死，所以分蘖期只能浅水勤灌。如果水层过深了，分蘖的出生就要受到抑制，使穗数减少，就要造成减严。这一特点，在有些地方也被用来作为调节群体的手段。当分蘖的出生达到需要的数量以后，灌以深水，就会使以后生出的分蘖芽闷死，从而达到控制无效分蘖的目的。水稻的幼穗对缺氧也很敏感，所以在幼穗开始分化以后，稻用一般都要间歇灌溉，而不能长期淹水。水稻的最后三张叶片通常不分化通气组织，所以，在开花后更要注意闻歇灌溉。每灌一次水，等自然落干后再灌第二次，如果淹水灌溉，根系缺氧，就会早衰、烂根、倒伏而减产。