第150章 根系(中杯)
大概在半年前,江淼在整理实验田的时候,发现三个新品种大豆有一种「返祖」的表现。
在很多人印象中,大豆丶水稻丶玉米丶小麦丶小米之类的农作物,往往都是种一次,经过收割之后,下一年就要重新种植。
但实际上,这是一种错误的认知。
目前人类培育出来的绝大部分草本农作物,无论是豆科,还是禾本科,或者是十字花科,它们之所以表现出一年,或者是一季生,那是因为人类的育种导致的,而不是它们本来就是这样的。
南方种过水稻的朋友或多或少都知道,水稻收割之后,如果不破坏其根系,加上合理的养护,是可以焕发第二春的。
也就是说,目前人类所培育出来的草本农作物,它们的祖先很大一部分是多年生草本。
而大豆的祖先之中,同样有多年生的类型存在。
其实现在南方地区的一部分野生大豆品种,仍然保留着多年生的生长特性。
而江淼用于培育新品种的母本之中,就有几个野生大豆品种,虽然经过杂交和基因诱导变异之后,这些野生大豆的基因在新品种大豆之中,只占据八分之一的遗传基因。
但是由于诱导突变出来的三个新品种,都出现了储水根块这个性质,这导致隐藏在新品种大豆基因之中的多年生基因群被激活。
在实验田之中,这些大豆在收割之后,经过半个月左右,就重新生根发芽起来,只要肥料光热足够,它们很快又会开花结果。
而且由于根系已经存在,并且发育相对成熟,本身豆科就天赋异禀,拥有固氮根瘤,经过一个季度的生长,形成的大量含氮根瘤,为下一次生长提供了充足的有机氮。
同时新品种大豆的另一个特性—储水根块,又给大豆二次生长提供了大量的水分丶维生素,一小部分糖分和胺基酸。
其实这些新品种大豆的根块,有点类似于豆科的另一个分支:甘葛。
虽然比起甘葛的葛根,仙豆系列的大豆根块淀粉含量不高,水含量高达83%,淀粉含量在3%左右,剩下的12.8%是纤维素,0.7%是果糖,0.5%是其他成分。
由此可见,仙豆的根块类似于根块家族的水果—雪莲果。
当然,仙豆根块是不能当水果吃,或者当菜吃的,因为这东西里面含有不在少数的胰蛋白酶抑制剂丶大豆凝集素,如果没有完全做熟,吃了会中毒。
有了根块的仙豆,直接被激发了隐藏在基因之中的多年生特性。
只要补充一定量的磷钾肥和微量元素,加上喷洒一遍植物生长激素丶一遍叶面肥,二茬仙豆生长周期会比第一茬缩短很多。
大概是第12~15天发芽,第28~30天开花,第33∽35天开始结荚,第50~55天花期结束,第65~68天第一批豆荚开始成熟,第85~90天,全部豆荚成熟,可以进行收割。
第二茬的仙豆亩产,在实验田中的测产,和第一茬没有太大的区别。
虽然生长周期短了十几天,但是第二茬有先天优势。
当然,如果仅仅是这样,在漠南地区仍然不能进行二茬生长。
毕竟哲里木市一年多无霜期只有140∽160天,掐头去尾之后,根本无法保证两季大豆的生长。
真正让江淼惊喜的事情,是仙豆系列表现出来的耐寒特性,他在实验室内模拟了漠南的气候,发现仙豆的根系可以安全度过漠南的冬天,然后在第二年的三月份开始快速抽笋,其幼苗阶段可以耐受零下10摄氏度,只要白天温度高于零度,它们就会开始疯狂萌芽。
从三月中旬开始生长,90天后,可以收割,时间差不多就是六月中旬。
收割后,七月初开始二次生长开始,十月初豆荚全部成熟,考虑到要增加养分积累,因此拖延到十月底进行收割,收割完成之后,刚好来到十一月初。
而漠南的十一月初,气温普遍在零下,这就会抑制仙豆的地下根系再次发芽,让其保留在大量养分和水分度过冬天。
这就可以实现一年收割两茬大豆,而且使用这种方式,不用一年播种一次,也不需要浇水了。
仙豆系列只有采用种子播种时,才需要在萌芽前期进行人工补水,提升其发芽率和生长速度。
江淼的实验田之中,那一片第一批种植的仙豆大豆,今年三月份已经完成了第三茬收割,产量不仅仅没有减少,反而增加了10%左右。
特别是模拟一部分沙地环境的实验田,第三茬大豆增产了17%左右。
之所以出现这种情况,在于根系向周围的沙土层不断扩张。
在红壤黏土质农田丶水稻黏土质农田之中,是不利于大豆根系快速扩张和深入地下的。
而在沙土农田之中,仙豆系列表现出极其疯狂的一面。
它们第一茬的主根系集中在0∽30厘米的深度,一小部分毛细根可以达到110厘米的深度。
到了第二茬,它们的主根系扩展到50∽60厘米的深度,毛细根延伸到的150∽170厘米的深度。
而到了第三茬,主根系进一步延伸到100厘米左右的深度,毛细根延伸到270厘米深度。
与此同时,它们的根块重量和数量也会不断增加,从第一茬的10∽15颗,3∽5公斤;到第二茬的20∽30颗,6∽10公斤;到第三茬的40∽60颗,12∽20公斤。
这也是为什麽仙豆系列会在第三茬开始出现产量飙升的原因,因为它们根部积累太多的水分和养分了。
当然,根块也不是没有缺点。
比如很多根块都会生根发芽,这导致一棵大豆,第二茬就是冒出十几颗棵,不过这可以通过人为除草的方式,将一部分多馀的笋芽清除掉,通过去支强干,从而保证产量。
不过到了第三茬,江淼估计仙豆的根系规模已经到了一个极限。
这是基于农田种植密度决定的。
周边都是其他大豆的根系,自然没有办法进行主根系的扩张,如果是自然环境下,那估计仙豆的根系可以继续向四面八方扩张,直到达到寿命终结的那一天。
仙豆的基因之中,含有短绒野大豆的基因片段,这个野生品种也是多年生的大豆品种,通常可以在野外生存3年左右,但其极限寿命可以达到10年。
从目前的情况来看,江淼估计在人工栽培环境下,仙豆系列的极限寿命应该在6~7年。
不过考虑到多年生植物后期的产量会下降,在第5年就可以便拔除老株,开始补种新苗。
当然,也可以挖掘地下的大豆根块作为种子使用,这也和使用豆种差不多,甚至可以保证前期的生长速度更快。
仙豆系列对于沙地土壤的改造效果,也是非常惊人的。
本身豆科就会在根部形成大片含氮根瘤,加上仙豆系列如此庞大的根系和不断增加的根块,这会导致土壤的有机质飙升。
其实计算一下就知道,因为终末期的仙豆,每亩在1.5万棵左右,单棵的根系和根块加起来差不多有30公斤左右,去掉水分,大概7.5公斤的纤维素丶淀粉丶果糖和维生素丶无机盐等,每亩可以增加112.5吨乾物质。
加上地上每年的两茬的枯枝烂叶,每一株每茬可以产生40∽50克左右的乾物质,5年就是6~7吨乾物质。
考虑到自然分解和植物本身消耗,大概会给土壤增加75吨左右有机质,相当于11.25厘米厚度的黑土。
而当前东北地区的黑土土层,已经从上个世纪的70~100厘米厚,下降到只剩下20∽40厘米了。
种5年周期的仙豆大豆,相当于人造11.25厘米厚度的黑土。
哪怕以后大豆产能过剩,这些土地被仙豆大豆改造过的农田,也可以利用起来种植一些耐旱农作物。
只要灌溉跟得上,甚至可以考虑种植一些耗水量中等的农作物。
不过漠南地区估计就东部可以勉强种非耐旱型农作物,漠南中部和西部只能种大豆了。