Путь селекционеров. Вехи развития российской отрасли селекции и семеноводства

25 ноября 2024

Селекция растений берёт своё начало в эпоху оседлого земледелия. Согласно официальной науке, люди начали одомашнивать первые сельскохозяйственные культуры примерно 9000-11000 лет назад. Изначально наши предки выбирали пищевые растения с нужными свойствами и использовали их семена для выращивания в следующих поколениях. Со временем эти свойства накапливались и усиливались. Cтремление улучшать сельхозкультуры неминуемо должно было привести к зарождению науки, которая бы отвечала чаяниям селекционеров. И в ХХ веке, когда учёные начали проводить эксперименты по преднамеренной гибридизации, такая наука появилась. Классические работы Грегора Менделя в гибридизации гороха значительно расширили научные знания и понимание этой области. В конечном итоге работа Менделя привела к появлению новой науки — генетики. 

В настоящее время селекция растений — это прикладная генетика, однако её научная база гораздо шире и включает в себя такие области, как молекулярная биология, цитология, систематика, физиология, патология, энтомология, химия и статистика (биометрия). Компании и селекционные институты создали немало прорывных технологий в рамках этих направлений. В целом же усилия учёных, направленные на развитие растениеводства, можно разделить на несколько важных этапов.

Начало пути

До прихода Советской власти семеноводство в России не было развито должным образом. Селекционные сорта, как зарубежные, так и отечественные, выведенные отдельными селекционерами и новаторами помещиками, размножались без системы, были доступны только крупным хозяйствам и представлялись достижениями народной селекции.  

Впрочем, уже в конце XIX века в России началась организованная селекционная работа: в 1877 году в Санкт-Петербурге и в 1881 году в Москве были созданы станции по контролю за качеством семян.

В 1884 году было основано Полтавское опытное поле, а в 1886 году — Немерчанская и Уладово-Люлинецкая опытные станции. В 1896 году Пётр Костычев основал в селе Шатилово (ныне это Орловская область) сельскохозяйственную опытную станцию. В 1903 году Дмитрий Рудзинский открыл селекционную станцию при Московском сельскохозяйственном институте, который сегодня носит имя К. А. Тимирязева. В период с 1909 по 1912 годы было создано множество опытных станций, на которых работали отделы селекции. Среди них были Харьковская, Саратовская, Краснокутская, Одесская и Мироновская станции. Позднее, в советский период, были созданы зональные селекционные учреждения, такие как НИИ сельского хозяйства Северо-Востока, Юго-Востока, Сибири, Центральных районов Нечернозёмной зоны, Центральных районов Чернозёмной зоны, а также институты в Белоруссии и на Украине. Кроме того, были открыты специализированные институты по следующим направлениям:

• озимая пшеница (Краснодар);
• сахарная свёкла (Киев, Воронеж);
• масличные культуры (Краснодар);
• кукуруза (Днепропетровск);
• зернобобовые и крупяные культуры (Орёл);
• рис (Узбекистан); 

Отдельно можно выделить территорию Брянщины, где действуют центры по селекции картофеля, люпина, малины, земляники, плодовых культур.

В 1921 году советское правительство осознало важность сельского хозяйства и выделило значительные средства на развитие селекции и семеноводства. Постановление Совета Народных Комиссаров «О семеноводстве», подписанное Лениным 13 июня 1921 года, определило основные организационные формы для развития этих отраслей. Перед органами управления земельными ресурсами была поставлена задача «незамедлительно приступить к организации масштабного производства и распространения высококачественных семян». Эту работу должны были выполнять немногочисленные в то время опытные станции и семеноводческие товарищества. Для этого в начале 1928 года был основан особый союз сельскохозяйственной кооперации — Семеноводсоюз. Его печатным изданием стал журнал «Селекция и семеноводство», который начал выходить в октябре 1929 года.

Светила селекции

Огромный вклад в развитие селекции растений внёс российский учёный Иван Владимирович Мичурин (1855-1935 годы), который считается одним из величайших преобразователей природы. Селекционной работе Мичурина подвергались различные плодово-ягодные культуры, такие как семечковые и косточковые. Всего им было выведено более 300 сортов культурных растений, некоторые из которых используются и по сей день в производстве. Основные принципы работы учёного — гибридизация, отбор и влияние окружающей среды. Он говорил: «Мы не можем ждать милости от природы, взять их у неё — наша задача». Впрочем, в наше время, когда сохранение окружающей среды приобрело важное значение, эта фраза, скорее, несёт негативный оттенок. Тем не менее, вклад учёного в развитие мировой науки неоценим.

Иван Мичурин был не только талантливым садоводом-любителем. Он провёл множество экспериментов и доказал, что в зависимости от условий окружающей среды, особенностей подвоя, привоя и других факторов, генотип не всегда может проявляться в фенотипе. Это явление называется эффектом смены доминирования (модификационная изменчивость). В своих исследованиях учёный применял метод ментора, который основан на различных комбинациях прививок. При этом для выведения гибридов Мичурин активно использовал эколого-географические скрещивания. С помощью такого подхода он открыл эффект гетерозиса, суть которого состоит в том, что гибрид по свойствам превосходит своих родителей, которые привезены из разных географических регионов или мест обитания. И действительно, в таких случаях эффект гетерозиса проявляется наиболее сильно. Это связано с тем, что у родителей, взятых из разных регионов, наиболее сильно различаются генотипы, сформировавшиеся в результате естественного отбора в разных условиях.

Иван Мичурин установил, что селекцию сорта следует проводить в тех условиях, в которых планируется его дальнейшее использование.

Это были годы, когда в стране происходили большие изменения — осуществлялся план по объединению мелких крестьянских хозяйств в крупные общественные производства. Перед сельским хозяйством стояла задача обеспечить население продовольствием, а растениеводство — семенным материалом. Решение проблемы могли найти только крупные колхозы и совхозы, но для этого требовалось перевести сельское хозяйство на научную основу, чтобы активнее использовать научные достижения и передовой опыт. Ведь увеличить производство сельскохозяйственной продукции можно было только за счёт использования чистосортных семян и внедрения наиболее ценных и высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур.

В период коллективизации сельского хозяйства правительство предприняло масштабные усилия по организации и воспитанию людей в сельских районах. Наряду с этим были реализованы значительные меры по улучшению организационной и хозяйственной деятельности колхозов и машинно-тракторных станций. Кроме того, в СССР постепенно развивалось селекционно-семеноводческое направление: благодаря совместной работе талантливых учёных и наследию безымянных селекционеров удалось в короткие сроки создать отечественные сорта и уже в 1929 году провести районирование зерновых и других культур в РСФСР, Украине и Казахстане.

На начальном этапе развития селекции её путь определял всемирно известный учёный Николай Иванович Вавилов. В 1920-е годы он руководил разветвлённой сетью селекционных и опытных станций по всему СССР: перед 115 отделениями и опытными станциями Всесоюзного института растениеводства стояла задача завезти из-за границы и изучить сорта различных агрокультур для разных почвенно-климатических зон СССР.

Николай Вавилов был не только выдающимся учёным, но и занимал высокие государственные посты. Он совмещал более десятка должностей: был членом ВЦИК и ЦИК СССР, президентом ВАСХНИЛ, членом Президиума АН СССР и Президиума Народного комиссариата по земледелию. Также он руководил ВИРом в Ленинграде и сетью испытательных станций по всей стране, возглавлял Институт генетики в Москве и другие научные учреждения.

Вавилов обладал огромной научно-административной властью. По своему официальному статусу он должен был реализовывать аграрную политику партии и правительства, которые его на эти должности назначили. Однако как внутренне независимый учёный, лидер в области сельскохозяйственной биологии и яркая личность, Николай Вавилов не всегда соответствовал поведению, ожидаемому от человека его статуса. Он часто любил отводить научные разработки от практического значения сельского хозяйства, установленных государственной системой. Более того, он позволял себе критиковать партийных деятелей и советский строй. Кроме того, из-за частых и длительных экспедиций учёный не мог полноценно руководить ВИРом в Ленинграде и Институтом генетики в Москве, а также исполнять обязанности президента ВАСХНИЛ. При этом он часто проявлял резкое отношение к сотрудникам, которые не выполняли его директивные указания как директора и научного руководителя, что вызывало у них недовольство. Из-за этого у Николая Вавилова появилось много недоброжелателей.

В годы политических репрессий и волны доносов, которые объясняли усилением классовой борьбы и необходимостью противостоять внутренним и внешним врагам СССР, жизнь высокопоставленного чиновника вроде него должна была сложиться трагически. Секретные материалы о так называемой контрреволюционной группировке Н. И. Вавилова легли в основу директивного письма ОГПУ, выпущенного в 1932 году. Эти материалы начали собирать ещё в 1930 году (Рокитянский и другие, 1999, стр. 142, документ №1). К этой группе отнесли многих сотрудников ВИРа и других сельскохозяйственных учреждений. Вавилова обвиняли во враждебном отношении к Коммунистической партии и советской власти, в связях с белоэмигрантами и контрреволюционерами, в том числе, с так называемой «Крестьянской трудовой партией». Также ему ставили в вину срыв работ по селекции и семеноводству за две пятилетки. В итоге в 1940 году Николай Вавилов был арестован. После ареста учёного его место занял Трофим Денисович Лысенко, который стал президентом ВАСХНИЛ СССР и директором института генетики АН СССР.

Лысенко внёс значительный вклад в разработку эффективных методов селекции и повышения урожайности агрокультур, создал теорию стадийного развития растений и разработал метод, позволяющий преобразовывать наследственные характеристики озимых сортов зерновых культур в яровые и наоборот. Кроме того, он предложил несколько агротехнических приёмов, таких как яровизация зерновых, чеканка хлопчатника и летние посадки картофеля.

Трофим Лысенко вывел такие сорта сельскохозяйственных культур, как яровая пшеница Лютенцес-1173, озимая пшеница Одесская 3, Кавказ, Аврора, Безостая-1, яровой ячмень Одесский 9 и хлопчатник Одесский 1, который стал основным сортом хлопководства в новых районах возделывания этой культуры.

Наибольшая часть теоретических положений и предложений, выдвинутые учёным, успешно зарекомендовали себя на практике и нашли широкое применение в агропроизводстве и селекции во всём мире. В частности, он выступил с теорией, что в природе не существует перенаселения внутри вида и внутривидовой борьбы и что перед общей угрозой окружающих факторов внутри вида существует кооперация, а не конфронтация. Также он открыл, что в ответ на изменения внешних условий биологические виды способны проявлять мутации, которые могут непосредственно передаваться другим поколениям и давать начало другим видам. Эти идеи сегодня нашли широкое признание в научном сообществе и до сих пор используются в классических методах селекции.

Благодаря своим успешным достижениям в области практической агротехнической науки Лысенко получил поддержку руководства страны в лице Иосифа Сталина. Это привело к тому, что любая неконструктивная критика в адрес учёного воспринималась как несогласие с линией коммунистической партии в сельском хозяйстве и трактовалась как вредительство.

Споры о том, кто из учёных — Николай Вавилов или Трофим Лысенко — шёл по верному пути и внёс наибольший вклад в науку, не утихают по сей день. Однако факт остаётся фактом: возглавление Трофимом Лысенко направления агробиологии и его влияние, подкреплённое сталинскими методами борьбы с инакомыслием, привело к ликвидации формальных и имитационных научных школ и забвению многих учёных, включая Николая Вавилова и выстраиванию агронауки на практические рельсы агропромышленности.

В июне 1941 года началась Великая Отечественная война, которая сильно повлияла на развитие селекции в стране.

В начале войны сложилась тяжёлая обстановка: из-за потери богатых сельскохозяйственных районов Украины, Северного Кавказа и Центрального Черноземья снизился валовой сбор сельскохозяйственных культур. Возникла необходимость в расширении посевных площадей и повышении урожайности в Поволжье, на Урале, в Сибири, Средней Азии и Казахстане. Для этого в этих зонах нужно было усилить работу научных учреждений по созданию сортов зерновых и других культур, а также разработать эффективные приёмы возделывания, обеспечивающие повышение урожайности.

С этой целью в годы войны в Омск из Москвы была эвакуирована Всесоюзная академия сельскохозяйственных наук им. Ленина. Учёные ВАСХНИЛ и Академии наук СССР сообща с местными исследователями выявили пригодные для земледелия площади в Поволжье, на Урале, в Сибири, Казахстане и Средней Азии, определив дополнительные ресурсы для развития земледелия и животноводства. Помимо прочего, они разрабатывали приёмы семеноводства и агротехники для получения высоких урожаев различных культур в этих регионах.

В частности, учёные ВАСХНИЛ и Сибирского НИИ зернового хозяйства вывели ценные сорта зерновых, кормовых и других культур. Также ими было выведено три новых сорта картофеля для Омской, Новосибирской областей и Алтайского края. При этом огромная роль в районировании сельскохозяйственных культур в Западной Сибири принадлежит почвоведу Константину Павловичу Горшенину.

Не меньший вклад внесли и другие именитые селекционеры. Алексей Павлович Шехурдин в годы войны создал яровые сорта пшеницы, занимавшие меньшие площади и превышавшие по урожайности другие сорта на 2-3 центнера с гектара. Авксентий Алексеевич Краснюк создал озимую рожь «Волжанку», урожайность которой на 2,7 центнера с гектара превышала урожайность районированных сортов. Также он впервые в мире получил высокопродуктивные многолетние кормовые житняково-пырейные гибриды. Пётр Иванович Лисицын и Василий Степанович Пустовойт вывели ценные сорта озимой ржи и подсолнечника, которые к концу войны заняли свыше 200 тыс. гектаров. Селекционер Василий Константинович Морозов создал новый сорт подсолнечника с большим выходом масла из семян. А директор Грибовской селекционной овощной станции Елизавета Ивановна Ушакова и селекционер Александр Васильевич Алпатьев работали над созданием новых сортов овощных культур. К слову, в 1943 году на этой станции было собрано 12290 кг элитных семян 64 сортов овощей.

Нельзя не рассказать и о работе наших выдающихся учёных: Павла Пантелеймоновича Лукьяненко, Валентина Петровича Кузьмина и Василия Николаевича Ремесло.

В 1942 году умер директор селекционной станции в Краснодаре, и его заместитель, Павел Лукьяненко взял на себя все обязанности. В тяжёлые военные годы он занимался исследованиями, севом, сбором урожая, сушкой и хранением семян. Когда враг подошёл к Краснодару, станцию эвакуировали, но Лукьяненко с коллегами и семьёй вернулись и начали восстанавливать хозяйство.

Учёный создал сорта пшеницы, устойчивые к осыпанию и полеганию — «Краснодарка» и «Новоукраинка-83». В годы войны и после неё они занимали большие площади и давали высокие урожаи. Это был весомый вклад выдающегося селекционера и его учеников в разгром врага.

С не меньшим вдохновением и отдачей в годы Великой Отечественной войны трудился и малоизвестный селекционер Валентин Кузьмин. Он начинал научную деятельность на Тулунской станции, затем работал во Всесоюзном институте растениеводства под руководством Николая Вавилова. Знания, полученные в экспедициях, оказались полезны в работе на Шортангинской станции в Северном Казахстане. Ещё в самом начале войны учёный поставил задачу — создать сорта, способные произрастать в засушливом климате. К тому времени у Кузьмина уже был опыт выведения высокоурожайных сортов пшеницы для суровых условий Северного Казахстана: до войны он создал сорт Акмолинка-1 с высокой урожайностью, который превзошёл местные сорта.

После войны ученый работал над созданием сортов, сочетающих высокую урожайность, засухоустойчивость и холодостойкость, скороспелость, устойчивость к полеганию и неосыпаемость. Кузьмин вывел высокоурожайные сорта мягкой яровой пшеницы Шортандинка и Снегурочка, твёрдой яровой пшеницы — Акмолинку-5 с отличными хлебопекарными качествами. Он также работал над созданием высокопродуктивных сортов гречихи, проса, гороха, подсолнечника и льна. Выведенный им горох Универсал обладал комплексом хозяйственно ценных свойств.

Павел Лукьяненко — селекционер-легенда

Дмитрий Хомяков, профессор кафедры общего земледелия и агроэкологии факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова

В библиографических источниках о нашем великом соотечественнике сказано следующее. Лукьяненко Павел Пантелеймонович [27.5(9.6).1901, станица Ивановская, Кубанская область, ныне Краснодарский край — 13.6.1973, Краснодар], российский учёный-селекционер, академик АН СССР (1964), академик (1948) и вице-президент (1964) Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина, дважды Герой Социалистического Труда (1957, 1971). Окончил Кубанский сельскохозяйственный институт (1926). В 1930—1956 годах старший научный сотрудник и заместитель директора по научной части (с 1941 года) Краснодарской селекционной станции. С 1956 года и до конца жизни заведовал отделом селекции Краснодарского НИИ сельского хозяйства (в 1973 году институту присвоено имя П. П. Лукьяненко).

Изучая местные сорта мягкой озимой пшеницы, наиболее урожайной на Кубани, тогда ещё молодой учёный убедился, что все они поражались ржавчиной. И только во Всесоюзном институте растениеводства в коллекции Николая Ивановича Вавилова пытливому исследователю удалось обнаружить несколько иностранных сортов, устойчивых к заболеванию. Этих «иностранцев» Павел Лукьяненко скрестил с местными сортами, хорошо приспособленными к природным условиям Кубани.

Одну из пар исходных растений составили озимая пшеница «украинка» (урожайная и с отличным зерном), и канадский сорт яровой пшеницы «маркиз», устойчивый к ржавчине и полеганию. Тщательный отбор в течение нескольких лет в их потомстве дал блестящий результат: было выведено несколько сортов, которые почти не поражались ржавчиной и давали больший урожай, чем местные сорта.

Так, используя метод внутривидовой гибридизации отдалённых форм озимой пшеницы и последующий отбор, а также ускоренные схемы селекции в теплицах и камерах, учёный создавал низкорослые неполегающие сорта озимой пшеницы. Можно сказать, что он стал проводником «зелёной революции» 70-х годов прошлого века в сельском хозяйстве в СССР.

В итоге на Госсортоиспытание были переданы 46 сортов пшеницы, выведенных Лукьяненко, а 25 из них были районированы. Одним из уникальных сортов является «Безостая 1». Нобелевский лауреат доктор Норман Борлауг (с его именем связывают «зелёную революцию») называл сорт Безостая-1 лучшим сортом пшеницы, выведенным до сих пор. Посевы Безостой-1 занимали большие площади: в конце 1960-х годов по крайней мере 13 млн га в СССР, Восточной Европе, Иране, Турции, а также в других засушливых регионах. К 1972 году Безостая-1 занимала 18 млн га.

Внедрение этого сорта в производство позволило увеличить урожаи зерна пшеницы в полтора-два раза повсеместно. Вместе с тем, он стал исключительно ценным источником для селекции и широко используется по настоящее время в селекционных программах многих стран мира. Сам же Павел Пантелеймонович был убеждён, что Безостая-1 — не предел и есть много возможностей её превзойти. В чём оказался совершенно прав.

Пожалуй, в мире не сразу найдешь другого такого селекционера, который бы подарил человечеству столько прекрасных сортов пшеницы. По самым скромным оценкам, в 1975 году сорта академика занимали около 40% посевной площади озимой пшеницы в Советском Союзе.

Это стало возможно благодаря тому, что П. П. Лукьяненко разработал научную программу селекции ржавчино-устойчивых сортов, обладающих продуктивным колосом, с высокими технологическими качествами. Учёный не только существенно усовершенствовал методику проведения отбора в гибридных популяциях, сокращающую сроки селекции нового сорта, но и одним из первых в СССР обосновал необходимость селекции низкорослых сортов озимой пшеницы, выработав морфофизиологическую модель полукарликового сорта, способного в условиях Кубани давать высокий урожай и не полегать при орошении и высоких дозах минеральных удобрений, прежде всего азотных. Предложенные селекционером принципы организации семеноводства легли в основу принятой в стране системы семеноводства зерновых культур.

Имя учёного известно по всему миру. Но особенно приятно, что память знаменитого земляка чтят в станице Ивановской Краснодарского края, где он родился. Здесь установлен его бюст, есть музей. Но лучшей памятью селекционера-легенды остаются созданные им сорта, которые могут давать высокий и устойчивый урожай в самых различных природных условиях. Основываясь на его трудах можно смело приступать к «зелёной революции» 2.0, используя отработанные и апробированные им методы и подходы.

Климент Аркадьевич Тимирязев призывал учёных увеличивать урожайность. Валентин Петрович Кузьмин в военные и послевоенные годы успешно решал эту задачу, создав множество сортов, которые до сих пор занимают огромные площади и ежегодно дают большое количество зерна и других продуктов растениеводства.

А вот работу селекционера Василия Николаевича Ремесло по селекции озимой пшеницы война прервала: он отправился на фронт, прошёл путь от Волги до Берлина и только после окончания военных действий смог вернуться на Украину и заняться своим любимым делом. Когда Ремесло уходил на фронт, созданные им к этому времени исходные наиболее ценные формы озимой пшеницы он убрал, обмолотил, а собранные семена тщательно просушил и засыпал в специальные мешочки, бережно уложив их в вещевой мешок. Взятые с собой семена учёный хранил все годы войны. И с этими семенами он потом начал работу на Мироновской селекционно-опытной станции.

Первые годы работы на станции были трудными. Страна ещё не залечила раны войны, для научных исследований порой не хватало самого необходимого, в том числе, работников. В отделе селекции их было всего двое — сам Василий Николаевич и лаборант Екатерина Николаевна Майдоник. Но горячее стремление работать умножало их силы.

Ремесло провёл настойчивую и кропотливую работу по созданию новых сортов озимой пшеницы, обладающих комплексом хозяйственно ценных свойств, путём превращения яровых пшениц в озимые. Полученные таким методом сорта, как правило, отличаются большей продуктивностью и устойчивостью к неблагоприятным условиям, чем исходные — яровые.

С годами Василий Ремесло стал всемирно известным учёным. Мироновская селекционно-опытная станция, на которой он работал, преобразована сейчас во Всесоюзный научно-исследовательский институт селекции и семеноводства пшеницы имени В. Н. Ремесло.

Не меньшую самоотверженность делу продемонстрировали и сотрудники Всесоюзного института растениеводства. В тяжёлые дни блокады сотрудники ВИР спасли уникальную мировую коллекцию семян сельскохозяйственных растений, которая насчитывала более 20 000 образцов пшеницы, риса, кукурузы, гороха и других культур. Эта коллекция осталась в целости. Также было сохранено две с половиной тонны картофеля. Профессора Вадим Степанович Лехнович, Николай Родионович Иванов и Пётр Николаевич Петров под обстрелом обеспечили посадку и сбор урожая, тем самым сберегли семенной материал для селекции.

Этими и другими учёными сельскохозяйственных и биологических наук в годы войны были созданы новые продуктивные сорта зерновых, бобовых, технических, кормовых, картофеля, овощных и других культур. Они ковали победу вместе с народом.

Илья Добренко 

Источник