大国农业：我有超级农业技术

    陈诚在超级计算机里，对华夏的几大沙漠地区进行了深入调研后，发现其实大部分沙漠地区在地下1m-2m左右会有普通地区地下10的水含量。
    也就是沙漠并不是缺水的，只是埋的有点深。
    他当即决定先把沙漠西瓜的根系改造得发达一点。
    当他把手提电脑里面布里达给他的沙漠西瓜的信息传输进系统后，系统很快给出了一个3D虚拟模型。
    “分析它的优劣势性状。”陈诚道。
    【沙漠8号西瓜品种，环境的适应能力比较强，耐贫瘠、耐盐碱，而且抗性很好，高抗枯萎病、蔓割病，成熟单颗重量在10-20斤】
    陈诚翻看资料，发现这个品种的西瓜，瓜型很大。而且资料上心思口感表现突出，肉质脆甜，含糖度高。
    下挂中心含糖13度左右，梯度小，即便是西瓜边缘部位，都是甜的。
    这个品种的西瓜虽然瓜皮也比较薄，但韧性强，耐贮运。
    可以说算得上是优势基因很突出的一个西瓜品种了。
    陈诚在仔细查看了这个西瓜品种的根系后发现，它的根系算是比较发达的了。
    这个西瓜根系的分布既深且广，主根深度可达1m以上，在主根周围水平半径分布可达 1.5m。
    西瓜是三级根系植物，也就是根系由主根、侧根、根毛组成，主要分布在20~40cm耕作土层内。一般在主根及侧根上分生4~5级侧根，根毛主要着生在主根及侧跟上，一级根主要分布在主根近土表20cm处，与主根成40°角，主要跟群分布在30~40cm耕作层土壤。
    主根最大可达1m只是理想状态，一般情况下都在50cm左右。
    陈诚的目标是改良它的根系，让其主根能扎得更深。
    他通过超级计算机很快就模拟出来了根系较为发达的西瓜品种。
    但是在用根瘤菌诱导西瓜根部，让其与之共生的实验上却失败了。
    根瘤菌根本不能入侵到西瓜的根部上。
    陈诚皱了皱眉，再次点开了超级计算机，查看起相关的文献来。
    原来，这和大豆等豆科植物的基因表达有关。
    在豆科植物进化过程中，豆科植物干细胞关键基因SCR在皮层细胞表达，另一个干细胞关键转录因子SHR在维管束表达后移动到皮层细胞，这样豆科植物的皮层细胞获得了SHR-SCR干细胞分子模块。
    该干细胞分子模块赋予豆科植物皮层细胞分裂能力，使豆科植物的皮层与非豆科植物不同。该干细胞分子模块能够被根瘤菌的信号激活，诱导豆科植物苜蓿的皮层分裂，形成根瘤。
    而陈诚翻看了其他种类的植物，它们的根部表皮细胞根本就没有SHR-SCR分子模块的基因表达。
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    也就是说，土壤中的根瘤菌都尝试过入侵任何植物的根茎细胞，但只有豆科植物的根细胞才能破裂开，让根瘤菌进入，并形成根瘤。
    通过查看西瓜的根茎细胞，陈诚发现西瓜这个种类的根茎，木质化比较早，也就是根茎更硬，根瘤菌根本钻不进去。
    “那就只有尝试将西瓜的根细胞含有SHR-SCR分子模块基因表达。”
    陈诚想着，运用基因组合，将SHR-SCR分子模块加入了西瓜的根细胞中。
    通过模拟，他惊讶地发现，西瓜根中异位过量表达SHR-SCR分子模块同样可以诱导根皮层细胞分裂。
    “那就再植入根瘤菌看看。”
    陈诚用手操作，将根瘤菌加入了基因改造后的西瓜模拟图像中。
    不到一分钟，西瓜的模拟生长实验显示西瓜的主根部分顺利地产生了根瘤菌。
    当然比大豆根部产生的根瘤菌少一些。
    “虽然少，但应该是够用了。”
    说着，陈诚点开了模拟。
    一分钟后，结果出来了。
    【西瓜植株生长正常，植株体型扩大34%，增产41%】
    陈诚比较满意这个结果。氮元素是植物体内组成氨基酸的重要部分，有利于增强光合作用。氮肥可以促进作物细胞进行分裂和生长，促进作物的长势。
    在根瘤菌固氮作用的加持下，西瓜实现增产是肯定的。
    先搞定了这件事，陈诚还得研究下一个问题。那就是如何快速地实现土壤改良。
    这就是当时陈诚没有直接告诉曾老他的技术方桉的原因。
    如果仅仅是增强西瓜根茎，再融合根瘤菌的话，只是解决了一半问题，另一半问题是，如何尽快改良沙漠土壤。
    布里达说过，他们是靠着让植物的枯枝落叶腐败后来改良土壤的结构，增加沙漠土壤粘性，从而增加其含水性。
    所以陈诚把眼光放在了如何让枯枝落叶尽快腐败这个方向。
    众所周知，在温润的环境中，植物细胞腐败得更快一些。相比之下，沙漠里虽然气温高，但是湿润程度太低，不利于腐败微生物的繁殖发育。
    其实微生物是自然界中力量最大的生物。
    它们存在于世界上的任何位置，人体、动物体内，体表皮肤、空气中和水中。
    同时，它们几乎能对任何东西进行降解。
    微生物降解是指微生物把有机物质转化成为简单无机物的现象。自然界中各种生物的排泄物及死体经微生物的分解作用转化为简单无机物。微生物还可降解人工合成有机化合物。
    当然，大部分的植物死亡后，都是由微生物降解，让其重新变成营养物质，回归到土壤里面，增加土壤有机质，改善土壤质量。
    秸秆的主要组成成分中，纤维素含量占30%～35%，半纤维素含量占25%～30%，木质素含量占20%～25%，这些成分都可以依靠微生物来进行降解。
    植物被降解后可以增加土壤有机质，提高土壤肥力。
    陈诚要做的就是研究这些降解微生物的特性，争取培育出能够在沙漠环境下生存的，加快植物降解的微生物。
    超级计算机里的资料显示，降解植物的主要微生物是白腐真菌、黑曲霉、绿色木霉等。
    它们对植物的降解过程，就是在适宜的营养(特别是氮素)、温度、湿度、通气量和 pH 值条件下，通过这些微生物的繁衍，使植物分解，把碳、氮、磷、钾和硫等分解矿化或形成为简单的有机物和腐殖质的过程。