на главную библиотека
ВАСИЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ РЕМЕСЛО
АНАТОЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ КОЛОМАЦКИЙ
Династия мироновских пшениц
Никто и никогда, очевидно, не узнает имени первого земледельца, который бросил
в землю зерно. История культивирования хлебных злаков прячется в глубине
веков. С древних времен начал человек выращивать зерновые культуры.
За это время земледелец приручил много растений. Ныне удельный вес различных видов злаков в мировом производстве в процентном отношении выглядит следующим образом: пшеница— 35, рис —27, кукуруза —21, ячмень — 11, просо — 8, рожь — 3. Теперь можно сказать: пшеница — основной хлеб планеты. Ежегодно земледельцы отводят под пшеницу свыше 230 млн. га. В 1977 г. мировое пшеничное поле дало 388,1 млн. т зерна, накопив в среднем на каждом гектаре по 16,6 ц.
Ученые еще и сегодня спорят, откуда пришел на ниву этот злак, но все же сходятся во мнений, что прародиной его следует считать Переднюю Азию, Закавказье и примыкающие к ним области Средней Азии и Ирана. Из достоверных источников мы знаем, что в древнем мире славилась своей пшеницей Скифия. Уже в IV в. до н. э. только в Афины ежегодно вывозилось из Северного Причерноземья около 16,7 тыс. т зерна, что составляло почти половину его потребления в Элладе. Об этом пишет Демосфен.
Сегодня главный производитель этого злака — Советский Союз. Основные наши
пшеничные регионы — Северный Казахстан, Украина, Поволжье, Западная Сибирь. За
последнее шестидесятилетие посевы этой культуры в нашей стране почти
удвоились. Если в 1913 г. ею в России было занято 33 млн. га, то в 1977 г. —
64 млн. га.
Общий объем сельскохозяйственной продукции за годы Советской власти возрос
более чем в 4,4 раза. В СССР создана материально-техническая база, которая
гарантирует стабильный рост
сельскохозяйственного производства. В решениях июльского (1978 г.) Пленума ЦК
КПСС намечено довести уже в следующей пятилетке производство зерна до 238—243
млн. т, а к 1990 г. выращивать не менее 1 т на человека.
Селекция — важный путь
к облагораживанию пшеницы
Давно известно, что растения на ниве испытывают влияние различных факторов внешней среды — содержания углекислого газа, энергии солнца, температуры воздуха, атмосферных осадков, относительной влажности воздуха, скорости ветра, болезней и вредителей, конкуренции растений и сортов в посевах и конкуренции сорняков, структуры и реакции почвы и т. д.
Эти и другие факторы действуют на растения, как правило, в различных сочетаниях — одни способствуют проявлению продуктивности растений, другие угнетают ее. Земледельцы уже давно пришли к выводу, что наиболее эффективно использовать первые факторы и нейтрализовать вторые можно, создавая определенные формы культурных растений в сочетании с необходимой агротехникой. Такой подход позволяет оптимально регулировать взаимоотношения между растениями и внешними факторами.
Практика мирового земледелия говорит о том, что сорт становится основным инструментом в деле интенсификации растениеводства. Об этом красноречиво говорит пример советского сельскохозяйственного производства. Внедрение интенсивных сортов пшеницы в важнейших зонах страны при улучшении технологии ее выращивания позволило в короткое время в 2—3 раза увеличить производство зерна. Такая картина наблюдается и в ряде зарубежных стран, в первую очередь в Мексике, Индии, Пакистане и других странах. [105]
Особый взрыв в урожайности озимой пшеницы в СССР и в странах — членах СЭВ принесли выдающиеся сорта — Безостая 1 и Мироновская 808, которые отличаются исключительной пластичностью. Они вобрали в себя целый «букет» достоинств, которые выгодно выделяют их среди многочисленных сортов.
Они стали в руках ученых-селекционеров также надежным строительным материалом при создании новых интересных сортов. С помощью Безостой 1 и Мироновской 808 в нашей стране и за рубежом создано уже около 150 новых сортов озимой и яровой пшеницы. Успехи в селекции переплетены крепкими узами международных связей, и ученые внимательно следят за работами своих коллег, стараясь как можно быстрее заполучить от них все интересные новинки, которые создаются в лабораториях.
Остановимся на истории селекции пшеницы, посмотрим, как в руках человека этот злак становился все полнозерней и продуктивней.
Принято считать, что в средне- и верхнетретичный периоды кайнозойской эры появился прародитель дикой пшеницы — однозернянка. Человек в то далекое время собирал не созревшие, мягкие зерна, отделяя от них чешую. Он заметил, что зерна этого растения, когда их хорошо просушить, могут долго храниться, не теряя своих достоинств.
Поэтому человек стал культивировать его возле своих жилищ, отбирая лучшие растения. Это и было начало селекции хлебных злаков. Ведь селекция — по-гречески значит отбор. Именно так и был получен первый вид культурного хлебного злака — улучшенная однозернянка. Она отличалась от своих родителей рядом достоинств: зерна были у нее покрупнее, их больше накапливалось в колосе, да и основа, на которой он держался, была у нее понадежней, менее ломкой, способной противостоять прихотям природы.
Кстати, культурные однозернянки исчезли из природной флоры, но их любовно сохраняют в научных коллекциях не только как исторические экспонаты, но и как селекционный материал, несущий стойкость к неблагоприятным условиям. Несколько сотен таких растительных предков пшеничного злака имеет и наш всемирный аккумулятор разнообразного растительного сырья — Всесоюзный институт растениеводства.
Эволюционный путь пшеничного злака — древнейшей нашей культуры — также уходит
в глубь тысячелетий.
Облагораживание этого растения начала сама природа. Осуществив естественное
скрещивание с другими видами и родами, она создала растение, которое сыграло
важную роль в становлении человеческого общества. Природа отобрала наиболее
продуктивные формы этого злака, как бы указав тем самым путь к селекции.
Человек, как
уже сказано, стал улучшать это растение на заре своей сознательной
деятельности и затратил на его селекцию тысячелетия.
С ростом своего интеллекта человек совершенствовал и селекцию, которая усложнялась, так как всегда оставалась цель получить как можно больше пищи, затратив на это как можно меньше усилий. Одними из первых в культуру были введены злаки, так как их зерна хорошо сохранялись, легко транспортировались, а главное — были весьма питательными. Те знания, которые накапливались в результате этого процесса, систематизировались и передавались из поколения в поколение.
Так закладывались основы народной селекции. И сегодня селекционерам хорошо известны отечественные народные сорта яровой пшеницы — такие, как Черноузка, Полтавка, Зерновка и многие другие, которые отличались высокой засухоустойчивостью, а также озимые пшеницы — например, Сандомирка и Крымка, которые хорошо переносили невзгоды природы, наливая колос с высококачественным зерном. Накапливаемые знания в области ботаники, систематики и других биологических наук способствовали в дальнейшем расширению и углублению работ по созданию высокопродуктивных сортов. Все чаще растениеводы проводили искусственные скрещивания, то есть гибридизацию, что значительно расширяло возможности селекционной науки.
Труды таких выдающихся биологов, как Ч. Дарвин, Г. Мендель, В. Иоганнсен, И. В. Мичурин, Л. Бербанк, Н. И. Вавилов, способствовали формированию научной селекционной мысли, заложив основы науки о наследственности и изменчивости организмов, открыв возможность управлять формообразованием нужных для человека признаков и свойств у растений.
В нашей стране до революции селекционная наука развивалась только усилиями энтузиастов-одиночек, но после Великого Октября, когда в 1921 г. был принят декрет «О семеноводстве», подписанный В. И. Лениным, она получила широкие возможности для своего развития. В последующие годы в стране была создана стройная система селекционно-семеноводческой службы, которая включала в себя селекционные учреждения, семеноводческие хозяйства, службу по сортоиспытанию.
Этот период характеризовался тем, что в основном селекционеры вели аналитическую селекцию, т. е. отбирали лучшие формы из местных сортов и популяций. Таким образом создавались новые сорта, которые получали признание у земледельцев. Так, к примеру, были созданы сорта озимой пшеницы — Московская 2453 и Московская 2411. Но вскоре потребовалось в одном растении сочетать признаки нескольких [106] форм, чтобы создать синтетические культуры.
А этого можно было достигнуть путем гибридизации, скрещивая различные формы растений. Гибридизация как прием селекции со временем усложнялась, и теперь наиболее ее действенный метод — это последовательная, или ступенчатая, селекция. Метод основан на том, что в процессе селекции растению «прививают» от других форм недостающие положительные свойства.
Этот метод был впервые разработан в нашей стране выдающимся творцом пшеничных колосьев — саратовским селекционером А. П. Шехурдиным, создававшим таким путем уникальный сорт яровой пшеницы Саратовская 29, который и до настоящего времени занимает в стране почти 20 млн. га.
Этапы рождения нового сорта отражают процесс постепенного насыщения культурных растений отдельными признаками, взятыми нередко у злаков, рожденных за тридевять земель. Однако, несмотря на то, что селекционеры в настоящее время обеспечены разнообразным растительным сырьем по каждой культуре, им все же не хватает сортов и форм, которые обладали бы повышенной зимостойкостью, засухоустойчивостью, иммунитетом к болезням и вредителям, способностью сполна наливать зерно белковыми компонентами.
Сейчас род пшеницы насчитывает 21 вид, но доминирующее значение в мировом земледелии имеет мягкая пшеница, на которую падает 90—95% посевной площади. Хотя многие виды пшеницы не имеют заметного производственного значения, они обладают значительным резервом полезных свойств и признаков и рассматриваются по праву как стратегический материал в селекционном деле.
Когда вели селекцию путем отбора лучших форм среди местных пшениц, то созданные таким образом новые сорта не намного превосходили старые по продуктивности. К тому же извечные бичи пшеницы — ржавчина и твердая головня — «съедали» с таким трудом добытую прибавку.
И тут селекционеры отыскали ту тропку, которая в конечном счете привела к взрыву урожайности у этого злака. Они начали путем гибридизации прививать местным, легко поражаемым пшеницам, стойкость к болезням, свойственную иностранным сортам. Так начался новый этап в селекции пшениц, который в конечном счете ознаменовался выходом на поля целого ряда выдающихся пшеничных сортов, которые на новую ступень подняли урожайность пшеничной нивы.
Однако создание иммунных сортов поставило новые задачи перед селекционерами.
Потребовалось сменить весь облик древнейшего злака, так как высокая соломина
не в силах была удержать тучный колос. Здесь действовал элементарный
закон механики, и чтобы полнозерный колос не ложился наземь, соломину
требовалось укоротить, сделать более устойчивой для поддержания колоса. И
селекция смело взялась за это дело. Сначала укорачивание шло очень медленно.
Пшеница как бы нехотя уменьшала свой рост, по своей природе она была готова
всегда повыше поднять свое главное богатство — колос, всегда старалась
выбраться из окружающих ее сорняков, чтобы выжить и дать возможность вызреть
налитым зернам.
Да и земледельцы в свое время поощряли ее в этом, так как солома служила и кормом для скотины, и топливом, и крышей для жилья.
Но наступившая бурная интенсификация сельскохозяйственного производства требовала того, чтобы соки земли шли главным образом на образование зерна. Остро стал вопрос — сделать пшеничное растение пониже, но с тучным колосом. Следовало спешить: культура полей росла, все чаще ложился наземь пшеничный колос, вес которого не соответствовал опоре. Старые методы медленного изменения природы этих злаков уже не годились. Нужны были новые пути. Первым в нашей стране их нашел великий преобразователь пшеничного колоса академик П. П. Лукьяненко на Кубани. Ему удалось скрестить американскую, озимую пшеницу Канред-Фулькастер 266278 с аргентинским сортом яровой пшеницы Клейн 36. Так зародилась династия новых сортов-скороспелок — 01, 2, 3, 36. У них была относительно короткая соломина, но они не были приспособлены к невзгодам зимы, нередко вымерзали, да и зерно у них было низкого качества. Тогда селекционер скрестил их с известным украинским сортом Лютесценс 17 и получил пшеницу нового типа. Это была Безостая 4, которая пришла на поля в середине 50-х годов. Ученый сумел на ее основе создать знаменитую Безостую 1, которая по праву вошла в мировое селекционное дело как феномен второй половины двадцатого века.
О том, что дало Кубани это великое детище П. П. Лукьяненко, говорят цифры роста урожайности этой культуры. Уже в 1966 г., когда Безостая 1 становилась главной хозяйкой местных нив, урожайность этого злака достигла 29,5 ц/га, а потом, в 1970 г., — 36,6 ц/га. Если же заглянуть в историю полеводства на Кубани, то в наиболее благоприятном для земледелия году — 1913 — пшеница дала по 13,1 ц/га. Следовательно, за какое-то 50-летие урожайность этой главной хлебной житницы России возросла в 3 раза.
Сегодня стратегия селекции озимой пшеницы определяется высокими требованиями интенсивного зернового производства и сводится к следующему: создание зимостойких высокопродуктивных сортов с урожайностью 100—120 ц/га, устойчивых к природным капризам, способных не [107] полегать на высоких фонах туков и органики и при орошении, иммунных к недугам и вредителям, с повышенным содержанием белковых компонентов в зерне, в том числе и ценных аминокислот. Многолетняя практика отечественного и зарубежного селекционного дела показывает, что синтез в одном сорте всего комплекса хозяйственно-ценных признаков — очень трудная задача. Так, в практике выдающегося селекционера по культуре пшеницы — лауреата Нобелевской премии Нормана Борлауга, который работает в Международном селекционном центре в Мексике, только сотая часть из гибридного материала дает линии, которые выходят в производство в качестве сортов. Такую же примерно картину можно наблюдать и в практике работы советских селекционеров.
Чтобы сорт пшеницы занял достойное место на ниве, он во всех случаях обязан отвечать таким главным требованиям: иметь высокую постоянную продуктивность и проявлять ее в условиях производства; максимально использовать благоприятные условия среды; быть способным к противоборству с неблагоприятными факторами внешней среды. По сегодняшним меркам растение должно обладать следующими достоинствами: иметь разветвленную корневую систему, которая обладала бы мощной рабочей поверхностью и высокой поглотительной способностью; надежно работающий фотосинтетический аппарат; активно действующие проводящие системы и надежный аппарат метаболизма; оптимальные темпы роста; развитые полезные органы (зерновки), которые имели бы надежную емкость для накопления поступающих органических веществ.
Если проследить результативность селекционной работы с культурой пшеницы в мировом плане, то практика показывает, что особый успех приходит к тем ученым, которые используют и применяют богатый, генетически разнообразный исходный материал и научно обоснованные прогрессивные методы работы.
Питательная ценность пшеницы характеризуется многими показателями, но главный из них, повторим, — белок. Сегодня проблема производства белка в мире стоит очень остро. Основной производитель здесь — хлебные злаки, которые дают его в 3 раза больше, чем продукты животноводства. Поэтому повышение содержания белка в злаках, в том числе в пшенице, рассматривается как основная задача селекционной науки.
Но здесь ученые сталкиваются с задачей, которую не так просто решить. Продуктивность колоса, как правило, отрицательно сказывается на содержании в зерне белковых элементов. Известно также, что процент белка в зернах злаков подвержен сильным колебаниям под влиянием условий среды. Важно также в белковых компонентах иметь, как уже сказано, нужный набор аминокислот, поскольку дефицит незаменимых кислот приводит к перерасходу в животноводстве огромного количества кормов. Однако селекционеры, ведущие работы с пшеницами, обладают ограниченным растительным арсеналом, отличающимся нужным набором аминокислот. Приходится поэтому проводить сотни тысяч анализов, чтобы найти формы, которые сочетали бы в себе нужные количества и качественные показатели. Правда, сегодня к нам в этом сложном деле пришли надежные помощники — автоматические аминокислотные анализаторы, которые позволяют поставить этот процесс на поток.
И все же мы в конечном счете пока еще не в силах поднять на нужный уровень белковость нашего главного злака. Данные показывают, что за последние годы во многих озимосеющих регионах наблюдается падение содержания белка в зерне. Вот почему сейчас селекционеры ищут доноров белковости, которые могли бы стабильно передавать нужный признак при скрещивании новым создаваемым колосьям.
Если рассматривать главную проблему, с которой сталкиваются селекционеры при создании сортов озимой пшеницы, то это в первую очередь устойчивость растений к вымерзанию, к выпреванию, вымоканию, ледяной корке и выпиранию, что обычно именуется признаком «зимостойкость». Но объединить в одном генотипе комплексную устойчивость ко всем этим неблагоприятным факторам — исключительно сложная задача.
Обширное Нечерноземье России долгое время было нивой ржи, овса и гречихи. Только эти три культуры на выщелоченных подзолах могли давать сносный урожай, который, как правило, подчинялся формуле — «сам два» или «сам три», то есть получали зерна в 2—3 раза больше, чем клали в землю. Худосочные колосья этих злаков веками господствовали в громадном земледельческом регионе. На примере создания зимостойкого сорта озимой пшеницы Мироновская 808 мы бы хотели показать, как с помощью селекции произошло фактически обновление зернового хозяйства этого обширного края.
До последнего времени озимая пшеница имела здесь «островной» характер и занимала площадь в несколько десятков тысяч гектаров, причем нередко весной ее посевы погибали, не выдержав испытания холодом. Урожайность была невысокой.
В 1976 г. земледельцы Московской области на площади свыше 200 тыс. га собрали
урожай Мироновской 808 по 32,3 ц/га. В последние годы сюда пожаловали и наши
новые озимые сорта — Мироновская юбилейная и Ильичевка, которые еще более
надежно укрепили местные позиции озимой пшеницы. Обладая широкой экологической
пластичностью, стойкостью к зимним температурным факторам, перенося лучше других
[108] повышенную кислотность здешних почв, наши «мироновки» сумели стабильно
поднять зерновой баланс этого края.
Мироновские пшеницы
В украинской Степи, за Мироновкой — небольшим районным городком, что расположен на хлебосольной Киевщине, приютился современный поселок, окруженный зеленью парковых насаждений. Рядом раскинулись до самого горизонта колхозные поля. Справа при въезде — пятиэтажное белокаменное здание с вывеской «Мироновский ордена Ленина научно-исследовательский институт селекции и семеноводства пшеницы». Институт имеет разветвленную сеть опытных станций, раскинувшихся от Нечерноземья до Алтая.
Сегодня почти каждый десятый гектар озимого пшеничного клина планеты земледельцы отводят под сорта, созданные коллективом этого селекционного учреждения. Пшеничная нива, где возделывают сегодня «мироновки», раскинулась от Балтийского моря до Иртыша, от нечерноземной Вологды до знойного Поволжья, от Дуная до Вислы. Около полутора миллионов гектаров ежегодно занимают мироновские пшеницы в братских странах социалистического содружества — ГДР, Чехословакии, Польше, Венгрии, одаривая ежегодно местных земледельцев полновесными колосьями.
Начиная с 1960 г. мироновские пшеницы только в СССР занимали площадь около 100
млн. га, и страна получила от их выращивания дополнительно свыше 300 млн. ц
зерна. И такую могучую добавку дали только четыре озимых сорта «мироновок» —
Мироновская 264, Мироновская 808, Мироновская юбилейная, Ильичевка.
В Д971 г. на Пржевальском госсортоучастке Киргизской ССР Мироновская юбилейная
дала по 100,3 ц/га зерна, а в 1973 г. сорт Ильичевка— по 105,6 ц/га.
Урожайная сила мироновских пшениц проявилась и на полях колхозов и совхозов. Так, в совхозе «Заря коммунизма» Домодедовского района Московской области в 1970 г. Мироновской 808 собрали по 71 ц/га, и это в Нечерноземье — зоне извечных серых хлебов — ржи, овса, ячменя. Колхоз «Рассвет» Михайловского района Волгоградской области в 1976 г. с площади 100 га получил по 80,3 ц/га Мироновской юбилейной. В 1977 г. Ильичевка в Масловском совхозе-техникуме Киевской области на каждом из 319 га дала по 78,8 ц/га.
Высокими урожаями порадовали мироновские пшеницы и хлеборобов братских социалистических стран. Так, в районе Новый Замок ЧССР в хозяйстве «Липово» в 1974 г. Мироновской 808 получили по 109 ц/га, Мироновской юбилейной в том же году в кооперативе «Остров» — по 106,0 ц/га, а в хозяйстве «Щурице» — 111,9 ц/га.
В тридцатые—сороковые годы основным сортом озимой пшеницы стала Украинка, созданная в 1924 г. на Мироновской селекционной станции, в лесостепной части Украины. Этот сорт давал значительную прибавку в урожае зерна по сравнению с местными сортами и быстро был внедрен в производство. Зерно этой сильной пшеницы явилось мировым стандартом по высокому содержанию белка и клейковины.
Этот сорт быстро внедрился в производство, и его посевные площади к 1940 г.
составляли свыше 7 млн. га.
Но длинностебельность растения (140 см) вызывала раннее полегание и оттого
щуплость зерна, что значительно снижало урожайность. Украинка, полученная
путем отбора из венгерского местного сорта Банатки, давала 150 пудов с
гектара, и это было ее потенциальным пределом. Производство же требовало от
ученых новых сортов, отвечающих возросшему уровню культуры земледелия.
Созданные за это время сорта Одесская 3, Одесская 12, Лютесценс 17 и Белоцерковская 198 подняли урожайность и увеличили валовой сбор зерна, но страна нуждалась в большем хлебе, и проблема создания более урожайных сортов сохранялась; она была основной и для Мироновской селекционной станции. Росли объемы скрещиваний лучших сортов и форм мировой коллекции, участились отборы лучших форм в гибридных питомниках, и в конкурсном сортоиспытании испытывалось свыше 100 номеров, но выделить сорт, который имел бы более высокую зимостойкость, устойчивость к полеганию, менее бы поражался ржавчиной и давал большую прибавку урожая по сравнению с высеваемыми сортами, не удавалось.
Надо было искать новые пути и методы в селекции, требовался исходный материал, богатый и хорошо приспособленный к местным природным условиям.
С 1949 г. на Мироновской селекционной станции приступили к созданию исходного
материала путем расшатывания наследственности — превращения яровых форм
пшеницы в озимые. Этот метод получения исходного материала не был изучен, и
потребовались многие годы, чтобы отыскать пути такой переделки. В первые годы
было высеяно несколько сортов яровой пщеницы в разные осенние сроки. На третий
год пересева сохранившихся растений после перезимовки мы установили появление
новых форм, которые имели укороченный стебель, колос, свободный от поражения
ржавчиной, и давали крупное зерно. Среди сохранившихся растений производили
отборы лучших экземпляров по хозяйственно-ценным признакам и прежде всего по
устойчивости к полеганию и поражению болезнями, по продуктивности колоса.[109]
Династия мироновских пшениц. В верхнем ряду первая слева — Мироновская 808,
четвертая — Ильичевка
[111]
Здесь создаются фотомутанты пшеницы
Измененные формы, которые были подвержены в дальнейшем расщеплению, брались для повторных отборов по комплексу тех же признаков. С третьего поколения проводился анализ индивидуально отобранных растений для посева в селекционном питомнике по содержанию белка и клейковины в зерне. Широко изучались закономерности наследования хозяйственно-ценных признаков — морозостойкости, продуктивности и форм и линий, полученных путем перевода ярового типа растений в озимый. Такой метод селекции в сочетании с направленным отбором позволил создать качественно новый сорт озимой пшеницы интенсивного типа — Мироновская 264.
Этот сорт, как более урожайный (на 4—6 ц/га) по сравнению с районированным сортом Белоцерковская 198, быстро распространился в производстве и уже в 1963 г. был районирован во многих областях Украины, Молдавии, Ростовской и других областях РСФСР. Площади его посева в 1965 г. составляли в СССР 1,9 млн. га, в том числе на Украине — 1,7 млн. га. Дальнейшее распространение сорта приостановилось с внедрением в производство другого сорта мироновской селекции — Мироновская 808, значительно превосходящего Мироновскую 264 по урожайности, зимостойкости, отзывчивости на высокий агрофон.
Мироновская 808 — шедевр советской и мировой селекции. Он весьма пластичен, о чем свидетельствует его широкое распространение в самых различных природных зонах СССР и зарубежных странах. Достаточно отметить, что Мироновская 808 районирована более чем в 80 областях и краях страны и одно время занимала в СССР площадь 8 млн. га. Затем посевные площади под сортом Мироновская 808 начали несколько сокращаться в связи с районированием других новых сортов, в том числе мироновской селекции — Юбилейной и Ильичевки.
Быстрый и широкий выход Мироновской 808 на колхозные и совхозные поля был обусловлен высокой ее урожайностью, достигающей на государственных сортоучастках 70—80 Ц/га, а в условиях производства 40—50 ц/га и более. Внедрение этого сорта позволило значительно повысить урожайность пшеницы на Украине, в центрально-черноземных областях, нечерноземной зоне РСФСР, в Белоруссии и в ряде других районов страны. В некоторые годы девятой пятилетки многие области Украины собирали в среднем по 35—36 ц/га зерна.
Сорт Мироновская 808 благодаря своей высокой зимостойкости продвинулся далеко в восточные районы страны (Северный Казахстан, Западная Сибирь, Алтайский край). В ряде хозяйств Кустанайской области при специальной агротехнике (посев по чистому кулисному пару) получают урожай зерна— 25—30 ц/га, а в отдельных хозяйствах — 48 ц/га.
Успешно используя в практике селекционной работы метод превращения яровой пшеницы в озимую, обеспечивающий получение высокопродуктивных форм с повышенной зимостойкостью, мы применяли гибридизацию полученных линий с лучшими высокопродуктивными сортами отечественной и зарубежной селекции. Это дало еще более урожайные высококачественные сорта озимой пшеницы, среди которых особого внимания заслуживает Мироновская юбилейная.
Сорт Мироновская юбилейная выведен методом индивидуального отбора короткостебельных форм из гибридной популяции, которая образовалась при скрещивании линии Лютесценс 106 (полученной из яровой пшеницы) с сортом Безостая 4. Отличительная особенность Мироновской юбилейной — ее сравнительная короткостебельность. Высота соломины составляет 80—95 см, что обеспечивает достаточно высокую устойчивость к полеганию.
Мироновская юбилейная относится к интенсивному типу, обладает достаточно высокими потенциальными возможностями в формировании высокого урожая зерна при отличном его качестве. По трехлетним данным государственного сортоиспытания сорт был взят для районирования, превышая по урожайности Безостую 1 и Мироновскую 808 на 4,3—10,5 ц/га.
Сорт Мироновская юбилейная районирован во многих областях Украины, Северного Кавказа, нечерноземной зоны, Молдавской и Киргизской ССР. Площадь его посева в 1978 г. в нашей стране составляла около миллиона гектаров. В последние годы Мироновская юбилейная получила высокую оценку в ряде социалистических стран и уже занимает, как было сказано, значительные площади в ГДР, Чехословакии, Венгрии.
Используя метод гибридизации, при котором за материнский сорт были взяты
линии, полученные изменением яровых в озимые, а за отцовский — лучший
константный сорт, мы добились большой гибридной силы, которая не даст снижения
в потомстве. [112]
В результате скрещивания сортов Безостая 4 и Мироновская 808, а также
последующего направленного отбора был выведен новый сорт озимой пшеницы,
названный в ознаменование 100-летия со дня рождения В. И. Ленина Ильичевкой.
Благодаря своей высокой продуктивности и отличному качеству зерна сорт Ильичевка получает быстрое распространение в производстве. Площади его посева на Украине и в ряде других районов страны расширились и сейчас занимают около 1 млн. га.
Как уже говорилось, одним из главных направлений современного селекционного процесса становится создание короткостебельных форм. Дальнейший рост потенциала продуктивности сортов озимой пшеницы невозможен без создания нового сортотипа пшеницы на основе короткостебельности. При этом требования к сочетанию большой зимостойкости с высокими качествами зерна ни в коей мере не снижаются.
Однако создание короткостебельных сортов пшеницы — не самоцель. Создание сортрв озимой пшеницы да и прочих зерновых культур с более высокими показателями урожайности и другими свойствами и признаками требует четкой постановки поисковых исследований и обобщения накопленного опыта.
Каждый из селекционеров хорошо знает, что создать сам по себе высокоустойчивый к полеганию сорт — не такая уж трудная задача. Самое трудное — сочетать комплекс свойств и признаков, особенно если базой должна служить высокая устойчивость к полеганию, определенная заданной высотой растения.
Многочисленные опыты в нашем институте показали, что оптимальная высота стебля новых сортов озимой пшеницы, обеспечивающая весьма удачное сочетание свойств и признаков, — 80—90 см. Мы исходим как из длительных опытов по направленному изменению яровых форм в озимые, так и из экспериментов, проводимых по различным схемам гибридизации — парным, возвратным, тройным и сложным.
Создание исходного материала на «базовой высоте» растений (80—90 см)
обеспечивает получение высоких урожаев новых сортов и линий как в годы с
ранней и продолжительной весной, так и с более нормальным ходом погоды.
Высокие дозы удобрений и ранняя продолжительная весна, как известно, весьма
благоприятны для закладки высокой озерненности, удлинения междоузлий.
Установлено, что, как только высота растений становится выше оптимальной и в
сплошном посеве достигает 110—118 см (при фактической урожайности 80—88 ц/га),
наблюдается довольно сильное полегание. Особенно усиливается полегание
растений с такими стеблями при выпадении осадков ливневого характера (40—50 мм
в течение 2—4 ч).
Какие методы применяются для создания короткостебельных, высокоурожайных сортов?
Прежде всего — усовершенствованный и качественно дополненный метод направленной переделки яровых форм пшеницы в озимые. При обычном методе— посеве исходных яровых сортообразцов в осенние сроки— длительное время нам не удавалось создать короткостебельные сорта. Мы применили другой метод изменения яровых форм в озимые — двухэтапный. На первом этапе исходные яровые сорта предварительно проращиваются — яровизируются (подчеркиваем: яровизируются) в течение 6(У—90 дней и высеваются весной. Второе поколение от весеннего посева в тот же год высеваем осенью в оптимальные сроки посева озимой пшеницы. При этом получаем 80—90% озимых форм, которые хорошо перезимовывают, превращаясь в типично озимые.
За сравнительно короткий период с начала проведения опытов по предварительной
яровизации исходных яровых сортов и перевода их в озимые было установлено:
1. Различие в выколашивании между вариантами по-разному яровизированных сортов достигает 6—8 дней.
2. В первом поколении появляются формы
растений, резко отличающиеся по морфологическим и биологическим признакам от исходного
сорта. У сорта Сете Церрос 66, например, выщепляется разновидность Ферругинеум (до 35%),
разновидность Эритроспермум (9,7%) и Лютесценс (до 16,1%)* в зависимости от вариантов яровизации.
3. Высота растений исходных короткостебельных форм по вариантам яровизации в пер
вом поколении колеблется от 79 до 100 см при
высоте в весеннем посеве исходных сортов
75—80 см.
4. Особенно существенны различия в первом
и втором поколениях по весу зерна с одного растения. Вес зерен достигает 45,5 и даже 73,4 г
(при весе зерен растения-стандарта— сорта
Ильичевка — 60,6 г).
Во втором и третьем поколениях удается выделить константные семьи, превышающие по урожайности стандартный сорт на 115—151%, с высотой растений 100—106 см. Изучение измененных потомств в третьем поколении позволило выделить морфологически выравненные семьи с высотой растений 85—100 см, равные или превышающие по зимостойкости районированные сорта Мироновская 808 и Ильичевка.
Применяя предварительную яровизацию, можно получить константные формы уже в третьем поколении (вместо пятого—седьмого, как это наблюдалось при посеве исходных яровых сортов без предварительной яровизации в осенние сроки).
Второй путь создания кероткостебельных, высокопродуктивных [113] сортов — это внутривидовая гибридизация с использованием в
качестве источников короткостебельности лучших образцов мировой коллекции,
сосредоточенной во Всесоюзном институте растениеводства. Лучшие компоненты для
этого — сорта озимой пшеницы Мироновская 808, Мироновская юбилейная, Ильичевка, Кавказ, наиболее удачные линии яровых пшениц из Кении и Индии,
измененные в озимые. Они дали нам такие сорта, как Мироновская 10, Мироновская
низкорослая, Лютесценс 3298, Лютесценс 3329 (сестринские линии сорта
Мироновская 10), Эритроспермум 3018, Эритроспермум 3006 и другие.
Часто мы используем тройные скрещивания по такой, например, схеме: парный
гибрид, полученный путем скрещивания сорта мироновской селекции с сортом
краснодарской и одесской селекции, подвергается последующему скрещиванию с
сортом также мироновской селекции.
Очень важен вопрос о масштабах работы в питомниках. Как и в ряде других
учреждений, мы проводим циклы скрещивания, то есть подбор пар для скрещивания
по определенному признаку (урожайность, зимостойкость, короткостебельность и
т. д.). Например, при селекции на короткостебельность ежегодно проводим не
менее 40—60 комбинаций. Во втором гибридном поколении по каждой комбинации
изучается 25—80 семей. В зависимости от ценности потомства количество
изучаемых семей в селекционном питомнике доводим до 100—150 и более.
В конечном счете, когда созданный в течение 5—6 лет селекционный материал
проходит конкурсное испытание, оказывается, что не так уж много сортов
участвовало в скрещивании. Известно, что вопросы сортообразующей способности
изучены еще недостаточно. Главное в создании исходного материала — удержать в
стабильном состоянии его экономическую приспособленность.
Почему мы в Мироновке последовательно включаем в гибридизацию на разных этапах работы лучшие линии и сорта, полученные путем изменения яровых форм в озимые? Как показали многолетние опыты, от такого скрещивания мы получили и получаем экологически приспособленные формы с хорошо выраженной зимостойкостью, продуктивностью и высоким качеством зерна. На каждом последующем этапе целенаправленно «наращиваем» и усиливаем те признаки, которые в конечном счете и характеризуют сорт как богатую биотипами популяцию, призванную быть средством создания нового сорта.
Современная селекция, отдавая большое предпочтение продуктивности, мало внимания уделяла и уделяет повышению белковости зерна. Это привело к тому, что современные сорта, формируя высокий урожай, уступают по содержанию белка и клейковины старым сортам — Украинке, Кооператорке и другим.
Для ведения целенаправленной селекции на качество зерна необходимо знать закономерности наследования качественных признаков, влияние происхождения родительских форм на их наследование, комбинационную ценность скрещиваемых сортов и на этой основе подбирать родительские пары для скрещивания.
В нашем институте проведено изучение наследуемости основных признаков качества зерна в различных комбинациях при скрещивании сортов Мироновская 808, Ильичевка, Аврора, Кавказ. Установлено, что такие показатели качества, как масса 1000 зерен, седиментация (оседание), стойкость теста на фаринографе, смесительная способность муки, объемный выход хлеба, его расплывчатость имеют довольно высокие показатели наследуемости, и отбор по этим признакам может быть довольно эффективным. Содержание же белка и клейковины в зерне, «сила» муки, водопоглотительная способность ее наследственно обусловлены в меньшей степени.
Следовательно, при привлечении в гибридизацию этих сортов для гарантированного получения гибридов с хорошими показателями по слабо наследуемым признакам объем скрещиваний должен быть увеличен, и отбор необходимо вести на основании многолетних данных. Стекловидность зерна сильно подвержена изменениям под влиянием условий выращивания, и отбор по этому показателю вообще малоэффективен.
Установлено, что как при изменении, так и при гибридизации качество зерна
получаемых номеров во многом зависит от качества исходных форм. Так, при
изменении сортов Западной Европы, отличающихся невысоким качеством зерна,
получаются формы с так называемой удельной работой деформации теста, равной
180—250 е. а. (единиц альвеографа) и объемом (объемным выходом) хлеба 500—550
см3 Привлечение для этой цели высококачественных сортов из Мексики, Чили, США
позволило получить номера с «силой» [114] муки 380—429 е. а., объемом хлеба 600—750 см3.
Аналогичная картина получается и при гибридизации. При скрещивании
высококачественных озимых и яровых пшениц обычно создаются гибриды с хорошим
качеством зерна. Так, при скрещивании сортов Безостая 1, Мироновская 264,
Мироновская 808, Мироновская юбилейная, Ильичевка, Одесская 51с
высококачественными яровыми пшеницами— Саратовская 29, Тетчер, коллекционными
номерами из Индии, Кении (формы яровых, измененные в озимые) — ни один гибрид
не был отнесен к плохим по показателям качества. «Сила» муки у этих гибридов
находится в пределах 280—380 е. а., объем хлеба—640—700 см3.
Иная картина наблюдается при привлечении в скрещивание сортов западноевропейского экотипа из Франции, Италии, Югославии, Чехословакии или ржано-пшеничных гибридов. Здесь гибриды наследуют, как правило, низкое качество зерна. «Сила» муки у них снижается до 100—200 е. а., а объем хлеба — до 400—550 см3. В этих случаях необходимо очень тщательно контролировать качество зерна данных гибридов, вести жесткий отбор по данным показателям, а часто заранее предусматривать улучшение этих признаков последующими насыщающими скрещиваниями с высококачественными сортами.
Изучение комбинационной ценности сортов по качеству зерна позволило установить, какой сорт лучше всего передает тот или другой признак потомству. Так, для повышения крупности зерна у гибридов в скрещивание следует привлекать сорта Безостая 1, Кавказ, Ильичевка; для повышения белковости — Украинку 246, Ильичевку. Высокую «силу» муки и объемный выход хлеба хорошо передают потомству Мироновская юбилейная, измененные в озимые формы линии сортов яровой пшеницы Саратовская 29, а также сортов из Индии, Кении, Мексики и США.
Селекция высокозимостойких пшениц всегда была одним из главных направлений работы селекционных учреждений страны. Выведенные ранее сорта Алабасская, Гостианум 237, Лютесценс 329, Ферругинеум 1239, Ульяновка, Одесская 16 и Лютесценс 230 и в настоящее время являются эталоном по морозостойкости. Однако уровень их продуктивности резко уступает современным районированным сортам.
Для озимой пшеницы, как уже говорилось, важные признаки— устойчивость растений к вымерзанию, выпреванию, вымоканию, ледяной корке и выпиранию. Объединение в одном генотипе комплексной устойчивости ко всем этим неблагоприятным факторам представляет исключительно сложную задачу. Селекционеры каждой зоны стремятся к тому, чтобы создаваемый сорт был приспособлен прежде всего к местным условиям, то есть надежно противостоял главным неблагоприятным условиям перезимовки конкретного района. Этим определяется и особенность подбора исходного материала для селекции.
Главный признак любого сорта— высокая семенная продуктивность— у озимой пшеницы обычно сопряжен с пониженной зимостойкостью. Наиболее зимостойкие сорта имеют сравнительно низкую урожайность, относятся к сортам экстенсивного типа и получены преимущественно индивидуальным отбором из местных сортовых популяций. Наибольшее число зимостойких сортов приходится на Украину, Поволжье и Сибирь, где условия среды позволяют формировать растения пшеницы зимостойкого типа.
Интенсивная селекция сортов пшеницы в Западной Европе привела к созданию высокоурожайного, с крупным колосом и зерном, но слабозимостойкого типа пшеницы. В ряде случаев эти сорта имеют также низкие или средние хлебопекарные качества.
Данные, полученные мироновскими селекционерами и другими исследователями по изменению цикла развития яровых форм, служат подтверждением гипотезы об усилении морозостойкости пшеницы по мере ее расселения из первичного центра происхождения с теплым климатом в более холодные районы земного шара. В самом деле, в результате лишь нескольких пересевов теплолюбивых яровых сортов осенью в более суровых условиях удается получить озимые формы с ценными для селекции признаками. В этой связи можно сделать предположение о возможности повысить зимостойкость слабозимостойких форм пшеницы путем отбора в суровых условиях, используя методику многократных пересевов в районах с холодными зимами. Это подтверждается тем фактом, что из среднеазиатских сортов Сандомирка, Тейская и других в условиях Поволжья и Северного Кавказа отобраны мировые рекордсмены по морозостойкости Лютесценс 329, Ульяновка и Алабасская. Ценный по зимостойкости сорт пшеницы Альбидум 114 отобран из гибридной комбинации в суровых условиях Поволжья.
Из изложенного выше можно сделать важный для селекции вывод: в сортовых и гибридных популяциях мягкой пшеницы вполне возможно появление таких форм, генотипы которых обеспечивают при определенных условиях среды благоприятный фон для действия мутантных генов высокой зимостойкости.
В селекции интенсивных сортов для условий лесостепи Украины мы придаем особое значение вопросам морозо- и зимостойкости. Применяя метод изменения яровых форм в озимые, в Мироновском институте создали новые высокоморозостойкие сорта, равные районированному сорту Мироновская 808. Очень важно, разумеется, добиться превышения морозостойкости стандарта. [115] Используя предварительную яровизацию исходных яровых сортов при изменении их в озимый тип, нам удалось в ряде сортов получить переходные формы с уровнем морозостойкости более высоким, чем при обычном методе изменения. Полученные формы изучаются в контрольном питомнике.
В целях усовершенствования способа перевода яровых в озимые как наиболее действенного метода создания высокозимостойких и сравнительно короткостебельных форм пшеницы в институте разработано и успешно применяется фототермическое воздействие на растения яровых при осеннем посеве. Применение этого метода дало возможность значительно увеличить процент удачной перезимовки первого и последующих Поколений в полевых условиях, увеличив его с 1—2 до 60—85%.
Использование различных источников искусственного света (от ламп накаливания доновых) дало возможность разработать технологическую схему выращивания яровых в сортовом разрезе, что позволило ежегодно получать нужное количество изменяемых форм от каждого исходного сорта. Полученные таким путем озимые формы проходят испытание в различных звеньях селекционного процесса.
В настоящее время весь процесс изменения яровых в озимые проводится в камерах искусственного климата, и предварительные результаты этих исследований дают нам основание говорить о том, что почти из всех изучающихся яровых сортов можно получить озимые формы в искусственных условиях. Мы видим реальную ценность такого метода создания исходного материала для дальнейшей селекции и будем его всемерно разрабатывать дальше и глубже.
Ныне перед Мироновским научно-исследовательским институтом селекции и семеноводства пшеницы поставлена задача государственной важности— создание в нашей стране новых сортов озимой пшеницы с урожайностью 70-^-90 ц/га и выше.
Важное место в хлебном балансе страны занимает яровая пшеница, посевные
площади которой в 2 раза с лишним больше, чем озимой. Трудно даже подсчитать,
какой громадный резерв роста валовых сборов зерна в стране заключен в решении
главного вопроса селекции яровой пшеницы— повышении ее урожайности до уровня
40—45 ц/га.
В последние годы усилия селекционеров по яровой пшенице, их неустанный поиск
принесли свои плоды. Районирована при нашем участии целая плеяда сортов —
Саратовская 42, Саратовская 46, Московская 35, Ленинградка, Мироновская
яровая, Новосибирская 67, Шортандин-ская 25, Сибирячка 4, Уральская 52 и
другие. Государственное сортоиспытание пополнилось такими сортами, как
Саратовская 47, Саратовская 48, Саратовская 49, Омская 6, Омская 9,
Тулунчанка, Мироновская ранняя, Дружба и другие.
Можно с уверенностью сказать, что результаты государственного сортоиспытания свидетельствуют о качественно новом этапе в создании интенсивных сортов яровой пшеницы. Весьма ощутима результативность работы научно-исследовательских институтов и опытных станций по этой культуре во всех зонах нашей страны.
По селекции яровой пшеницы наш институт развернул работу недавно (1968 г.). На первом этапе работы параллельно с внутривидовой гибридизацией применялся и прежний метод расшатывания наследственности — перевод озимых форм в яровые. За сравнительно короткий период уже в 1974 г. в государственное сортоиспытание был передан сорт Мироновская яровая. Сорт выведен путем изменения озимого сорта Мироновская 808 в яровую форму. Испытание нового сорта показало, что он обеспечивает получение урожая 40—65 ц/га.
В течение 1975—1978 гг. Мироновская яровая наряду с государственным испытанием во многих областях страны проходила и производственное испытание в колхозах Киевской, Черкасской и Винницкой областей Украины. Так, в колхозе имени Федоренко Каневского района Черкасской области ее урожай составил 63 ц/га, в совхозе «Верхнячский» Христиновского района — 54 ц/га. Этот сорт районирован в 1978 г. по Киевской области и признан перспективным для ряда других областей.
Методом изменения озимых форм в яровые за последние годы в институте создан качественно новый исходный материал из таких сортов, как Мироновская 808, Мироновская юбилейная, Безостая 1, Ильичевка, Кавказ, Ранняя 12. Получены линии, равные и превышающие по урожаю сорт Мироновская яровая.
Новый этап в селекционной работе отмечен совершенствованием методики изменения озимых форм в яровые. Для этого применили дву- и трехкратную яровизацию исходных озимых сортов — 90-60 и 30 дней. Такая методика позволила резко расширить изменчивость материала. В результате проработки селекционного материала удалось из сортов Ранняя 12, Аврора, Безостая 1, Ильичевка, Мироновская 808, Мироновская юбилейная, Велютинум 27 и другие выделить линии, урожайность которых в контрольном питомнике достигала 62—77 ц/га.
Интересно отметить, что методом направленного изменения озимых форм в яровые получены линии, которые по урожаю зерна превышали стандарт (сорт Мироновская яровая) на 2,7—11,5 ц/га.
Большой интерес представляет яровая линия сорта Ранняя 12 — Мироновская ранняя, которая при высоте растений 85 см превысила по уро-[116]жайности сорт Мироновская яровая на 9,2 ц/га. Таким образом, воздействием условий внешней среды можно изменять природу многих хозяйственно-ценных признаков.
Широко привлекаются для создания нового исходного материала путем гибридизации с короткостебельными яровыми сортами районированные и перспективные сорта озимой пшеницы. Особенно выделяются по комплексу свойств и признаков гибриды таких комбинаций, как Сете-Церрос 66 и линии яровых форм, измененные в озимые сортов Лютесценс 2891, Лютешенс 3067, а также комбинации Ред Ривер 68 и Мироновская 808, Верлд Сидз 1877 и Ильичевка и др.
В результате опытов по изменению озимых форм в яровые и гибридизации яровых сортов с озимыми в институте создан новый исходный материал, позволяющий успешно осуществлять программу выведения в ближайшие годы сортов яровой пшеницы с урожайностью 60—70 ц/га.
Известно, что каждому сорту присущи свои определенные биологические
свойства, и в первую очередь — реакция на условия произрастания. Поэтому
лучшие результаты при выращивании озимой и яровой пшеницы можно получить
только при применении комплексных мероприятий сортовой агротехники,
обеспечивающих максимальное использование потенциальных возможностей сорта.
Таким образом, величина, стабильность урожаев пшеницы находится в прямой
зависимости от целой системы агротехнических приемов: системы обработки почвы,
норм и сроков внесения минеральных удобрений, сроков, качества и норм высева
семян, предшественника и т. п. Особенность мироновских сортов — относительно
высокая их урожайность и отзывчивость на повышенные нормы внесения туков.
Используя современные методы, мироновские селекционеры работают над созданием
сортов озимой пшеницы с многозерным колосом, способной давать урожай зерна при
современной агротехнике в 100 и больше центнеров с гектара.
Источник: Наука и человечество : Доступно и точно о главном в мировой науке: Международный ежегодник / [Всесоюз. о-во "Знание", АН СССР]. 1980. [Отв. ред. Е. Б. Этингоф]. - М.: Знание, 1980. - с. 105-117.
