第0155章 根系发达的大豆

　　陈诚先和大豆培育的研究人员去查看了大豆的长势情况。
　　在拿到了大豆的各种详细信息后，陈诚返回了郑克波为他安排的一间办公室里。
　　手提电脑他带着的，当然要打开做做样子。
　　“秘密武器”还是他脑中的超级农业技术系统。
　　调出系统，陈诚将大豆的生信息输入了进去。
　　他这次的主要目的是探究培育出根系发达的大豆品种，所以首先关注到了3D虚拟出来的大豆植株根系。
　　这个品种的大豆根系比汉西省秋大豆的根系稍微发达一些，主要在主根比较粗壮。
　　主根粗壮就意味着它的抗倒伏能力比较强，而且扎根更深，抗旱能力也跟强。
　　大豆的根有主、侧根之分，可入土1.5米深，呈钟罩状根系。大豆是直根系，有主根和侧根之分。大豆的根系由主根、侧根和根毛组成，有支撑固定植株和吸收营养及水分的作用。主根由种子胚根伸长、发育而成。
　　大豆的主根深可达180㎝，横向扩展35~45㎝，但主要根系分布在0~20㎝左右深的耕作层中。
　　陈诚点开了大豆植株的3D虚拟图像，然后将其放大了观察。
　　他发现实验室培养出来的大豆植株，根部的根瘤菌比汉西省秋大豆要多一些。
　　“这可能是他们选优培育的结果。”
　　陈诚想着，把眼神落在了根瘤菌的分布位置上。
　　他发现这个品种的大豆虽然根系很发达，而且主根很长，但根瘤菌都集中在主根的上部，没有向主根下部和侧根等地方生长。
　　陈诚连忙翻看超级计算机里的文献，很快便把这个问题给搞清楚了。
　　大豆是深根系作物，根系分布广而深，这对大豆生长的土壤提出了很高的要求。在培育和种植中，要进行适当深耕和精细整地，耕翻深度应在20厘米左右。
　　同时结合深层施肥、分层施肥造成良好的土壤结构，使孔隙度增大，空气流通，增强蓄水防旱能力，有利于大豆根系的生长和根瘤菌的繁殖和生长，有利于提高大豆产量。
　　但这就带来了另外一个问题。
　　那就是根瘤菌并不适宜在深厚的土壤中生存。
　　根瘤菌的固氮的氮来源是空气，如果在土壤深处，那就丧失了功效，而且根瘤菌也得不到更好的发育。
　　根瘤是由一端具有1
~
2根鞭毛的杆状根瘤菌的作用而产生的，它是一种好气性细菌，它主要着生在近地面20厘米的根系上。
　　根瘤的直径一般为4
~5毫米初生时，为绿色，逐渐变为浅红色，最后变为深褐色。
　　由大豆根中维管束将碳水化合物及共他养料输人根瘤里，维持根瘤生长繁殖的需要。
　　反过来，根瘤菌固定空气中的游离氮素，除自给氮素营养外，将多余部分供给大豆生长和发育，这就是大豆和根瘤菌的共生关系。
　　所以大豆种植过程中，需要农民进行精细化种植，尤其是对土壤的处理要求更高。
　　其他农作物一般都是在播种之前需要翻耕土地就行，但大豆除了翻耕，还需要平翻、垄作、耙茬、深松等整地技术。
　　因为土壤水分状况、养分状况及土壤的一些物理性状是影响大豆产量的重要因素。
　　大豆种子萌发需要的水分较谷类作物多。大豆的幼根较柔嫩，含水量大，适宜的土壤水分条件才能促进幼根向纵深伸长。土壤适宜的情况下，植株主根可达1米左右，侧根平行扩展可达0.5米左右。
　　但土壤水分不足时，会影响其纵向和横向扩展生长。同时，大豆根对土壤中氧气变化很敏感。在缺氧条件下，根生长量明显减少。
　　因此，土壤水分含量适度、耕层深厚、松紧适度，就可提供良好的水分含量和通气条件，会促进根系的生长发育。
　　所以，在这些条件约束下，农民如果想要实现大豆产量提升，就必须要耗费更多人力。
　　这是陈诚想要改变的地方。
　　“开始迭代模拟试验，培育根系发达的大豆品种后代。”
　　陈诚直接开始模拟，准备和上次一样，利用超级计算机模拟出迭代培育后的大豆品种。
　　很快，超级计算机便根据他设置的条件，模拟出了根系发达的大豆品种。
　　“嗯，根系面积增加了64%。”陈诚觉得这个数据还算可以。
　　可当他把根瘤菌植入进去，开始共生模拟后，问题就出现了。
　　植入的根瘤菌依然都聚集在主根上部附近，并没有向面积更大的侧根外围扩散。
　　也就是根瘤菌的效果没有发挥出来。
　　要知道，在正常栽培条件下，每亩根瘤菌能固氮约3~3.
5公斤，相当于17.5公斤硫酸铵的肥效。根瘤菌将它所固定氮素的二分之一至三分之二供大豆吸收利用。
　　因此，根瘤发育的好坏和根瘤菌活动能力的强弱，直接影响大豆的生长发育和产量。
　　陈诚筛选培育出根系发达的大豆品种，就是为了让它能够承载更多根瘤菌。
　　但现在的问题是，根瘤菌不往它们上面长。
　　这就很伤了。
　　在反复查看了模拟的过程后，陈诚发现，这个和根瘤菌的习性有关。
　　首先，根瘤菌是需要在土壤浅层存活，在这里它们更容易能接触到空气中的氮气。
　　其次，根瘤菌之所以主要集中在主根上，是因为主根和侧根的结构构造不一样。
　　主根的皮层更厚，截面更大。根瘤菌在与之共生后，能够很快繁殖发育，并聚集在一起形成根瘤菌团。
　　而在侧根上，根瘤菌只能‘单打独斗’，形成不了根瘤菌团，它们只好也跟着往主根部位聚集。
　　“怎么能让它们在侧根上也聚集，形成根瘤呢？”
　　陈诚想到继续增加侧根能力的办法。
　　也就是让大豆的侧根长得更粗壮，更接近主根。
　　当然，这其中肯定要损失一部分的营养物质，但陈诚觉得它和后续大量根瘤菌共生后获得的收益相比，是微不足道的。
　　陈诚不再推断，而是直接用模拟后的结果说话。
　　他在之前的基础上，继续开始迭代模拟。
　　三分多钟后，系统给出了迭代十四代后的根茎改良型大豆。
　　“根茎面积增加87%？！”
　　陈诚自己都被这个结果吓到了。


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