Лидеры научных школ по растениеводству Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук им. В.И. Ленина
Автор: Савченко И.В.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Статья в выпуске: 3 т.39, 2004 года.
Бесплатный доступ
Отражен вклад основоположников и крупнейших деятелей отечественной растениеводческой науки в развитие сельского хозяйства и стратегию природопользования. Описаны достижения по селекции различных культур, позволившие повысить генетический потенциал сортов, качество продукции, устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды, болезням и др. Рассматриваются новые направления исследований, возникшие на основе теоретических фундаментальных разработок по различным отраслям растениеводства.
Короткий адрес: https://sciup.org/142132984
IDR: 142132984
Текст обзорной статьи Лидеры научных школ по растениеводству Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук им. В.И. Ленина
Становление отечественной науки по растениеводству связано с именами А.Т. Болотова, Н.И. Вавилова, Д.Л. Рудзинского, П.Н. Константинова, Н.В. Рудницкого, В.И. Эдельштейна, А.Г. Лорха, А.П. Шехурдина, П.И. Лисицина, В.С. Пусто-войта, П.П. Лукьяненко, И.Г. Калиненко, Л.Г. Раменского, А.Л. Мазлумова, И.В. Мичурина, Р.И. Шредера и др.
Трудно найти раздел сельскохозяйственной науки, в который А н д р е й Т и м о ф е е в и ч Б о л о т о в не внес бы вклад первооткрывателя. Он первый выступил с критикой «водной» теории питания растений, теоретически обосновал основные приемы удобрения полей, борьбы с сорной растительностью, научного садоводства, отметил значение перекрестного опыления растений и др. Его перу принадлежит первое на русском языке печатное руководство по морфологии и систематике растений. В статьях за 1781 год описано строение всех органов растений, рассматривается связь флоры с почвенно-климатическими условиями, а также одних групп растений с другими. В этих работах отчетливо видны зачатки самостоятельной науки — экологии растений. В серии биологических исследований А.Т. Болотова особое место занимают работы по выявлению корреляций между морфологическими признаками растений, на основании которых он разработал методы ранней диагностики количественных признаков и отбора сеянцев яблони для выращивания без прививки.
Много внимания Андрей Тимофеевич уделял переустройству сельского хозяйства. Еще в 1786 году в работе «Примечания о хлебопашестве вообще» он проанализировал элементы структуры урожая главной тогда культуры — озимой ржи, отметив потенциальные возможности растений последней и высказал соображения, почему эти возможности не реализуются. А.Т. Болотов резко критиковал тех помещиков, которые считали главным резервом увеличения производства продукции экстенсивные факторы. Благодаря А.Т. Болотову в корне изменилась практика посева зерновых культур: семена начали сеять по вспаханному полю, а заделывали боронованием, что обеспечивало повышение полевой всхожести и уменьшение нормы высева (ранее семена рассевали по непаханому полю и заделывали сохой). В решении всех задач Андрей Тимофеевич руководствовался экономическим подходом, поэтому считал явной нелепостью перенос на российскую землю иностранных видов и сортов растений, чужеземную практику возделывания полевых культур без учета местных экологических условий.
Д и о н и с и й Л е о п о л ь д о в и ч Р у д з и н с к и й, выступая в 1900 году на I Всероссийском съезде по опытному делу, предложил создать селекционные станции в разных природных зонах страны. Однако это предложение не нашло поддержки, так как в то время мало кто понимал, что использование сортовых семян позволяет получать прибавку урожая без дополнительных затрат. В 1903 году он опубликовал статью «Нужны ли для нас селекционные семенные станции?», а затем на участке 450 м2 осуществил первый в России селекционный посев (с этого времени ведется отсчет возраста научной селекции в нашей стране).
П е т р Н и к и ф о р о в и ч К о н с т а н т и н о в обогатил теорию опытного дела, усовершенствовав методы математической обработки экспериментальных 26
данных. Эти работы не потеряли своего значения до настоящего времени и по достоинству оценены исследователями. П.Н. Константинов предложил оригинальный и во многих случаях высокоточный метод парного сравнения вариантов опыта, позволяющий ускорить анализ экспериментальных данных и упростить их математическую обработку. Методические вопросы опытного дела изложены в его работе «Методика полевых опытов (с элементами теории ошибок)», изданной в 1939 году.
Крупнейшим деятелем мировой науки является наш соотечественник — генетик, ботаник, географ, агроном, первый президент Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук академик Н и к о л а й И в а н о- в и ч В а в и л о в, которого называют гордостью и совестью нации. Неоценим основополагающий вклад Н.И. Вавилова в изучение мировых растительных ресурсов, а также разработку ботаникогеографических и эколого-генетических основ селекции и земледелия. Сочетая методы анализа и синтеза, Н.И. Вавилов находил оригинальные подходы и решения, открывая новые биологические законы и закономерности. Так, открытие закона гомологических рядов в наследственной изменчивости (1920) значительно расширило прогнозирующие возможности растениеводческой науки. В классическом труде «Центры происхождения культурных растений» (1926) совершенно по-новому трактуются закономерности географического распространения культурных форм. Мировое признание получили работы Н.И. Вавилова в области фитоиммунологии.
Конечно, за истекшие годы знания ученых, например о возможностях использования генофонда растений для нужд сельского хозяйства, значительно расширились. Однако учения Н.И. Вавилова о линнеевском виде как системе иерархически соподчиненных единиц, центрах происхождения культурных растений, закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, эволюционно-генетическая концепция иммунитета растений, теория интродукции семенных «сокровищ» не только сохранили свою общебиологическую познавательную ценность, но и остаются важнейшим руководством по сбору, оценке и использованию мирового разнообразия культурных растений и их диких сородичей во всех генетических и селекционных центрах мира, а также оказывают решающее влияние на выбор приоритетов сельскохозяйственной науки и практики. Именно наличие или отсутствие генетического полиморфизма по селектируемым признакам растений той или иной культуры в решающей степени определяет выбор методов селекции растений. Открытые Н.И. Вавиловым центры происхождения и разнообразия культурных растений легли в основу долговременных программ по сбору растительных гендоноров и предопределили наступление «новой эры» в селекции растений. В современных условиях чувство «эволюционной» ответственности за судьбы генетического разнообразия должно быть определяющим в стратегии сельскохозяйственного природопользования.
Большую роль в «осеверении растениеводства» сыграл Н и к о л а й В а с и л ь е в и ч Р у д н и ц к и й. Методами индивидуального и массового отбора им были созданы выдающиеся сорта озимой ржи — Вятка и Вятка 2, ячменя — Винер, вошедшие в золотой фонд отечественной селекции. В конце 30-х годов прошлого столетия площадь посева сорта Вятка составляла более 7 млн га, а созданный на его основе сорт Вятка 2 и в настоящее время является одним из основных в северных регионах России, успешно конкурируя с короткостебельными сортами нового поколения.
А л е к с е й П а в л о в и ч Ш е х у р д и н первым в России разработал и широко применил в селекции зерновых культур методы межвидовой, межродовой и сложной ступенчатой гибридизации. Им и его сотрудниками созданы десятки сортов мягкой и твердой яровой пшеницы, 20 из которых в разное время было районировано. В процессе селекции А.П. Шехурдин разработал методику и технику искусственного скрещивания растений пшеницы применительно к засушливым условиям Юго-Востока, а также методики определения осыпаемости различных сортов пшеницы, оценки устойчивости растений к пыльной и твердой головне на инфекционном фоне при искусственном заражении в полевых условиях, выращивания двух поколений гибридов яровой пшеницы в теплице в осенне-зимний период.
Огромный вклад в золотой фонд российской и мировой сельскохозяйственной науки внес П а в е л П а н т е л е й м о н о в и ч Л у к ь- я н е н к о, разработавший теоретические основы и методы селекции озимой пшеницы, использование которых открыло совершенно иной путь в создании сортов. Внутривидовая гибридизация экологически и географически отдаленных форм в сочетании с направленным индивидуальным отбором позволила вывести качественно новые высокоурожайные сорта пшеницы. Был вскрыт ряд важнейших закономерностей формирования гибридов при внутривидовой гибридизации, рассчитаны коэффициенты корреляции между урожаем, биологическими признаками и показателями структуры урожая, предложены высокоэффективные методы селекции пшеницы на иммунитет, зимостойкость и качество зерна, а также использование химического мутагенеза для получения ценного исходного материала и новых сортов с повышенным содержанием белка. П.П. Лукьяненко предложил совершенно новую модель полукарликового сорта озимой пшеницы для условий орошения и влагообеспеченных районов Северного Кавказа и добился высоких практических результатов. Им создано 43 сорта озимой пшеницы, из них 25 были районированы и получили широкое распространение по всей стране. Мировым достижением ученого явилось создание уникального сорта озимой мягкой пшеницы Безостая 1, которую возделывали на больших площадях в СССР и Европе. Благодаря этому сорту за сравнительно короткий срок удалось повысить генетический потенциал продуктивности сортов озимой пшеницы кубанской селекции с 2,5 до 6,5 т/га.
Академиком И в а н о м Г р и г о р ь е в и ч е м К а л и н е н - к о и его школой в результате многолетней работы по отдаленной гибридизации впервые в мировой селекции были получены оригинальные сорта озимой тургидной и твердой пшеницы, характеризующиеся высокими крупяными и макаронными качествами зерна, с потенциальной урожайностью 6,0-7,0 т/га. Это — короткостебельные зимо- и жаростойкие сорта, устойчивые к полеганию, бурой и желтой ржавчинам, с хорошим и отличным качеством зерна.
В селекции озимой пшеницы особое место занимают работы академика Н и к о л а я В а с и л ь е в и ч а Ц и ц и н а. В Главном ботаническом саду РАН он со своими учениками на основе отдаленной гибридизации различных видов пырея и пшеницы создал богатейший селекционный материал, обладающий уникальными качествами: высокая продуктивность колоса, обусловленная большим количеством колосков в колосе; многоцветковость и многозерность колосков; высокая устойчивость к полеганию; иммунитет к ряду патогенов (ржавчина, мучнистая роса и др.). Впервые в мире Н.В. Цицин получил пшенично-пырейные, пшенично-элимусные и другие гибриды, характеризующиеся высокими зимостойкостью, продуктивностью и устойчивостью к болезням.
Всемирно известным ученым селекционером по подсолнечнику является В а с и л и й С т е п а н о в и ч П у с т о в о й т, разработавший эффективный метод селекции, основанный на массовом многократном индивидуальном отборе с оценкой отобранных растений по потомству и последующим направленным переопылением лучших семей при свободном цветении. Уже в 1926 году В.С. Пустовойтом был выведен сорт подсолнечника Круглик А-41, масличность которого достигла 36 %, что доказало перспективность селекции этой культуры на высокое содержание масла в семенах. Затем были созданы сорта Круглик 1975, Круглик 1826 и ВНИИМК 3519, масличность семян которых составляла соответственно 38, 39 и 44 %. В последующие годы масличность семян районированных сортов подсолнечника достигла 50-53 % (на абсолютно сухие семена), то есть повысилась почти в 1,5 раза. Многолетняя работа В.С. Пустовойта над сложнейшей проблемой создания заразихоустойчивых сортов подсолнечника увенчалась успехом — были выделены следующие сорта: ВНИИМК 1646, ВНИИМК 6540, Армавирский 3497, ВНИИМК 8883, Передовик, Смена, ВНИИМК 8931 и др., характеризующиеся также высокой продуктивностью. Методом межвидовой гибридизации были созданы сорта Юбилейный 60, Березанский и др., обладающие групповым иммунитетом к заразихе, ложной мучнистой росе, вертициллезу, подсолнечной моли, ржавчине.
Другим крупным научным достижением является разработанный В.С. Пус-товойтом метод улучшающего семеноводства и основанная на нем система ежегодного сортообновления подсолнечника, внедренная в стране в 1956 году. Благодаря этому методу многие районированные сорта (Передовик, Смена, ВНИИМК 1646, ВНИ-ИМК 8931, ВНИИМК 8883 и др.) в процессе семеноводства были настолько улучшены, что признаны как новые и на них в 1973 году были выданы авторские свидетельства. При Василии Степановиче были начаты работы по селекции межлинейных гибридов подсолнечника, а работы по мутагенезу увенчались созданием первого высокоолеино-вого сорта Первенец, что положило начало селекции на качество масла. Таким образом, под руководством В.С. Пустовойта был заложен базис новых направлений исследований с подсолнечником, которые определяют в настоящее время селекцию этой культуры во всем мире.
Основоположником научных основ селекции и семеноводства овощных культур в России является С е р г е й И в а н о в и ч Ж е г а л о в, который придавал большое значение сбору и оценке исходного материала, разработке методов учета и наследования хозяйственно ценных признаков растений. С.И. Жегаловым и его учениками впервые были созданы сорта, которые явились основой отечественного сортимента овощных культур.
Начало биологической школы в овощеводстве положили работы В и т а л и я И в а н о в и ч а Э д е л ь ш т е й н а и его учеников, которые исследовали закономерности формирования ассимиляционного аппарата, корневых систем и урожайности основных овощных культур в зависимости от условий и методов выращивания, площади питания на почвах разного плодородия. Эти фундаментальные исследования являются сегодня основой промышленных технологий производства овощей. Следует отметить значительный вклад ученого в разработку агрономических основ производства рассады и овощей промышленными методами, развитие овощеводства защищенного грунта.
Зачинателем и организатором исследований по картофелю, создателем научной школы был выдающийся ученый-картофелевод А л е к с а н д р Г е о р г и е в и ч Л о р х, работы которого по динамике накопления массы клубней картофеля послужили фундаментом для обоснования приемов получения программированных урожаев. Он является автором первых отечественных сортов картофеля — Лорх и Кореневский (на сорт Лорх было выдано авторское свидетельство ¹ 1). По инициативе и при непосредственном участии А.Г. Лорха были разработаны и заложены основы организации Государственного сортоиспытания и системы семеноводства картофеля в стране.
Глубокое знание теории и практики семеноводства помогло П е т р у И в а н о в и ч у Л и с и ц ы н у разработать систему, имеющую ряд новых принципиальных положений, которые позволяли производить сортовые семена в зависимости от площади посева того или иного сорта. 13 июня 1921 года вышел декрет о семеноводстве, подписанный В.И. Лениным. В сентябре того же года П.И. Лисицына пригласили в Москву для доклада проекта «Положение о Госсемкультуре». В.И. Ленин заинтересовался проектом и поручил его осуществление А.Д. Цурюпе. Вскоре проект был утвержден, а П.И. Лисицын назначен директором Шатиловской Госсемкультуры. В составе этого учреждения было 11 совхозов, посевные площади которых составляли 10789 га, в том числе 9000 га пашни на территории Новосильского и Чернского уездов Тульской губернии. Уже в 1922 году, когда был получен первый урожай овса, возникла необходимость организовать дальнейшее размножение семян третьей репродукции. С этой целью было создано объединение крестьянских товариществ (хозяйств) — Шатсемсоюз. В 1923 году было произведено и сдано государству 2,5 тыс. т сортового овса, 1,3 тыс. т озимой ржи, 50 т клевера, большое количество семян гороха и гречихи. Для очистки семян был построен небольшой семеноводческий завод и высокопроизводительная зерноочистительная фабрика. В результате организационных мер была создана стройная система семеноводства. На опытной станции выра- щивали элитные семена и семена первой репродукции, на полях объединений Гос-семкультура и Шатсемсоюз — семена соответственно второй и третьей репродукции. П.И. Лисицын был одним из инициаторов издания журнала «Семеноводство», в работе которого принимал самое активное участие.
Основными направлениями деятельности И в а н а В л а д и м и- р о в и ч а М и ч у р и н а — основоположника научной селекции плодовых и ягодных культур — были сбор и использование в селекции мирового генофонда растений, разработка и широкое применение в селекционной практике межсортовой и отдаленной гибридизации (скрещивание географически и систематически отдаленных форм), подбор родительских пар, ускорение селекционного процесса и повышение наследственной изменчивости посредством воздействия физическими и химическими факторами, клоновая селекция, повторные скрещивания гибридов с лучшими сортами. Ученики и последователи И.В. Мичурина продолжили работу по селекции груши и абрикоса (П.Н. Яковлев), яблони (С.Ф. Черненко), винограда (Я.И. Потапенко, А.Я. Кузьмин) и др.
Л е о н т и й Г р и г о р ь е в и ч Р а м е н с к и й — одна из наиболее ярких и интересных фигур в истории отечественной и мировой фитоценологии. Он сформулировал принципиально новые положения о непрерывности растительного покрова и экологической индивидуальности видов растений, которые нашли отражение в работе «Основные закономерности растительного покрова и их изучение», справедливо относящейся к числу наиболее выдающихся публикаций в мировой литературе по теоретической фитоценологии. Впервые учение о растительных сообществах получило определение «фитоценология». В этой работе был сформулирован следующий принцип: «Растительный покров представляет собою многими факторами обусловленную текучую непрерывность, сложно отзывающуюся на смену условий в пространстве и во времени. В этих сменах обнаруживается экологическое и биологическое своеобразие видов, слагающих растительность (их различное отношение к среде, друг к другу, их подвижность или косность). Роль каждого растения в ценозе своеобразна». Выводы о непрерывности, изменчивости растительного покрова созвучны таковым В.В. Докучаева о почвах.
При решении методических вопросов были сформулированы следующие правила соответствия растительности местным условиям среды: количественности («обилия растений в установившемся равновесном ценозе строго закономерны»); экологической индивидуальности растительных видов («экологическое своеобразие видов проявляется не только в различиях их количественного участия в ценозах по градиенту условий, но и в различиях их реакции на изменения условий произрастания от года к году»); непрерывности и многомерности растительного покрова, которые широко используются в настоящее время как в селекции кормовых растений, так и в луговодстве. Л.Г. Раменский теоретически обосновал возможность создания «стандартных экологических шкал» и разработал приемы их составления, пользуясь которыми, по геоботаническим описаниям можно определять в условных единицах влагообеспеченность, плодородие, засоление, аллювиальность почв, пастбищную дегрессию и высотность как экологические условия местообитания растений. В настоящее время экологические шкалы имеются для всех растений сенокосов и пастбищ России, Средней Азии и Карпат.
Л.Г. Раменский внес большой вклад в разработку теории фитоценоза: обосновал положение о флористической полночленности и неполночленности фитоценозов; заложил основы учения о консорциях; выделил три основных фитоценотипа жизненной стратегии растений (виоленты, патиенты, эксплеренты); определил площадь выявления признаков фитоценозов и др. Представление о консорциях позволяет детально изучать и анализировать структурные единицы биоценозов, объединяемые в две большие группы — автотрофы и гетеротрофы. Согласно современным представлениям, экологическая, биологическая и средообразующая индивидуальность видов автотрофных растений, а также конкурентная способность в значительной сте- пени определяются составом и активностью их консортов. В работах Л.Г. Раменского содержится много ценнейших мыслей, научных идей и богатейший фактический материал, которые использовали в своих работах академики ВАСХНИЛ И.В. Ларин, Н.Г. Андреев (при создании культурных пастбищ и сенокосов) и И.А. Цаценкин (для геоботанического обследования природных кормовых угодий). Значение и актуальность научного наследия Л.Г. Раменского особенно возрастают в условиях современной стратегии адаптивной интенсификации сельского хозяйства.
Основные вопросы биологии луговых трав и растительности, а также полевого кормопроизводства изучали В.Р. Вильямс, А.М. Дмитриев, С.П. Смелов, Т.А. Работнов, М.И. Тарковский, С.С. Шаин, М.П. Елсуков и др. Особое внимание уделялось вопросам вегетативного возобновления, жизненного цикла многолетних трав, продуктивному долголетию фитоценозов, научно обоснованному размещению многолетних трав, зернофуражных, пропашных, масличных и других кормовых культур в полевых, кормовых, почвозащитных севооборотах по зонам страны. Значительное место в этих исследованиях отводилось изучению биологии основных и нетрадиционных кормовых культур, интродукции люцерны и козлятника в новые районы, разработке интенсивных и ресурсосберегающих технологий возделывания многолетних и однолетних бобовых и злаковых трав в одновидовых и смешанных посевах, механизированным технологиям выращивания силосных культур и кормовых корнеплодов, созданию бесперебойного зеленого и сырьевого конвейеров на базе разнопоспе-вающих видов и сортов многолетних бобовых и злаковых трав, использованию кормовых культур на сидерат с целью повышения плодородия почвы и воспроизводства в ней гумуса и др.
В становление и формирование научной школы по селекции и семеноводству кормовых культур внесли большой вклад П.И. Лисицын, A.M. Константинова, И.С. Травин, П.А. Вощинин, A.M. Суслов, Б.П. Михайличенко и др. Учеными-селекционерами разработаны теоретические основы и эффективные методы фитоце-нотической, эдафической, симбиотической, экотипической селекции кормовых культур. Создано более 100 географически и экологически дифференцированных сортов многолетних бобовых (клевер луговой и гибридный, лядвенец рогатый, люцерна изменчивая, вика), злаковых (кострец безостый, тимофеевка луговая, овсяница луговая и тростниковая, ежа сборная, райграс пастбищный, мятлик луговой) трав и аридных кормовых растений. Значительно продвинулась на север зона семеноводства кормовых трав.
Работы по консервированию кормов впервые в России были начаты в Институте кормов в 1930 году А.А. Зубрилиным, который является автором теории силосования кормовых культур (учение о сахарном минимуме). A.M. Михин разработал метод силосования растений с пониженной влажностью (сенаж), С.Я. Зафрен — приемы консервирования влажного фуражного зерна и повышения питательной ценности соломы.
Таким образом, воззрения, идеи, достижения российских ученых были двигателем мирового прогресса и способствовали возникновению новых направлений научных исследований. Благодаря выдающимся деятелям аграрной науки (А.Т. Болотов, Н.И. Вавилов, Л.Г. Раменский, П.П. Лукьяненко, В.С. Пустовойт и др.) в России имеются современные научные школы. На основе созданного уникального генофонда культурных растений и их диких сородичей (322,4 тыс. образцов), сохраняемого и изучаемого во Всероссийском НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова, получено и внесено в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, более 8 тыс. сортов и гибридов сельскохозяйственных растений, адаптированных к различным экологическим условиям. В настоящее время разрабатывается стратегия адаптивной интенсификации растениеводства, ориентирующая эту отрасль на устойчивую продуктивность, ресурсоэнергоэкономичность и приро-доохранность.
Л И Т Е Р А Т У Р А