Начальные этапы селекции сельскохозяйственных культур

Создателями этих и других сортов были известные выдающиеся селекционеры Н.В. Рудницкий, П.И. Лисицин, А.Г. Лорх, П.Н. Константинов, В.Я. Юрьев. Вклад В.Я. Юрьева в развитие селекции состоит не только в создании ряда сортов, но и в том, что выпущенный им учебник по селекции и семеноводству выдержал три издания и являлся основным в странах центральной и восточной Европы, на смену которому в начале 70-х годов дважды издавался учебник академика Г.В. Гуляева и профессора Ю.Л. Гужова. В настоящее время появилась необходимость издания данного учебника с изложением селекционно-семеноводческой теории и практики применительно к условиям Республики Беларусь и сходных регионов других стран.

Прогресс селекции тесно связан с разработкой новых более эффективных методов селекционной работы. Разработка и применение французским селекционером Луи Вильмореном метода индивидуального отбора при селекции сахарной свеклы в средине XIX столетия позволило повысить в создаваемых сортах этой культуры содержание сахара до 16-18% за сравнительно короткий исторический период. Теоретическое обоснование В. Иогансеном учения о генотипе и фенотипе, наследовании признаков в популяциях и чистых линиях способствовало более широкому использованию индивидуального отбора в качестве основного метода селекции во многих селекционных учреждениях различных стран.

Многочисленные научные экспедиции в различные регионы земного шара, сбор образцов культурных и диких полезных растений позволили Н.И. Вавилову разработать учение о центрах происхождения культурных растений, сформулировать закон гомологических рядов наследственной изменчивости, создать мировую коллекцию Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства (ВИР), обосновать эколого-географическую классификацию сортов сельскохозяйственных культур. Его труды явились огромным вкладом в развитие науки и создание ценного генофонда исходного материала для селекции. В результате непосредственного использования образцов мировой коллекции выведено свыше 300 районированных сортов различных сельскохозяйственных культур.

В создании свыше 70% ныне существующих сортов принимали участие также образцы коллекции ВИР. Из нее выделены источники и доноры скороспелости, короткостебельности, засухоустойчивости, зимостойкости, холодостойкости, устойчивости к болезням и вредителям, более высокого содержания полезных питательных веществ в получаемой продукции, высоколизиновые образцы ячменя, кукурузы, безэруковые и низкоглюкозинолатные образцы рапса, ракоустойчивые и нематодоустойчивые виды картофеля, вилтоустойчивый хлопчатник, панцирные и устойчивые к белой гнили образцы подсолнечника, безалкалоидной и нерастрескивающийся люпин, неосыпающиеся и усатые (безлисточковые) формы гороха.

Разработка и успешное использование А.П. Шехурдиным и В.Н. Мамонтовой метода сложной ступенчатой гибридизации в Саратовском НИИСХ Юго-востока позволили поднять селекцию яровой пшеницы на новый уровень и создать ценные по комплексу полезных признаков сорта Альбидум 24, Стекловидная 1, Саратовская 29 и другие.

Применение этого метода академиком П.П. Лукьяненко в Краснодарском НИИСХ позволило поэтапно объединить короткостебельность японских образцов с крупноколосостью и устойчивостью к стеблевой ржавчине итальянского сорта Ардито, скороспелость, засухоустойчивость, устойчивость к листовой бурой ржавчине аргентинского сорта Кляйн 33, высокие хлебопекарные качества американского сорта Канред, зимостойкость и высокоурожайность украинского сорта Лютесценс 17 для получения весьма ценного сорта озимой пшеницы Безостая 4, из которого методом внутрисортового отбора получен знаменитый сорт Безостая 1 – шедевр мировой селекции.

Нахождение первых безалкалоидных растений желтого, узколистного, белого и многолетнего люпина Р. Зенгбушем, В.С. Федотовым, Н.Н. Ивановым, М.И. Смироновой, Н.И. Шараповым, М.И. Боженовой в конце 20-х и начале 30-х годов ХХ века явилось событием особого агрономического значения и положило начало истории становления новой высокобелковой кормовой культуры.

Открытие цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС) М. Родсом и М.И. Хаджиновым у кукурузы дало возможность разработать различные способы получения гетерозисных гибридов этой культуры без кастрации материнских растений (без обрывания метелок). В средине XX столетия были выявлены формы с ЦМС у сахарной свеклы (Ф. Оуэн, 1942), лука (А.К. Дарк, 1943), зернового сорго (Р. Голланд, 1954), найдены источники стерильности кукурузы техасского (Д. Роджерс, 1944) и молдавского (Г.С. Галеев, 1953; М.И. Хаджинов, 1954) типов, позволившие перевести селекцию этих культур на гетерозисную основу.

Выдающихся успехов в селекции подсолнечника на повышение масличности, устойчивости к заразихе, подсолнечной моли и ложной мучнистой росе достигли селекционеры Краснодарского научно-исследовательского института масличных культур имени академика В.С. Пустовойта. За полувековой период работы с помощью индивидуально-семейного отбора масличность созданных новых сортов достигла 53–54% по сравнению 28–33% у ранее возделываемых сортов. Благодаря повышению масличности, устойчивости к вредителям и болезням, использованию гетерозиса у гибридов подсолнечника сбор масла с единицы площади увеличился в 2,5–3,0 раза по сравнению с первыми сортами этого института. Селекция на скороспелость позволила создать сорта пригодные для выращивания в южной и юго-западной части Беларуси, созревающие за 85–90 дней. В последние годы для повышения жизнеспособности растений скороспелых и высокомасличных сортов основным направлением в селекции подсолнечника является создание высокоурожайных гетерозисных гибридов этой культуры. Правильность этого направления подтверждается занесением в Государственный реестр селекционных достижений России 62 гибридов из общего количества 102 культиваров (61%), а в Госреестре сортов Беларуси» весь список представлен 15 гибридами F₁ российского, украинского, немецкого происхождения. В Госсортоиспытании находится гибрид Поиск селекции Института генетики и цитологии НАН Беларуси с потенциальной урожайностью 30–35 ц/га семян, содержащих около 50% масла.

Больших успехов в селекции сахарной свеклы достигли селекционеры ВНИИ сахарной свеклы и сахара под руководством академика А.Л. Мазлумова. Созданные в этом институте сорта отличались высокой урожайностью, экологической пластичностью, сахаристостью, относительной засухоустойчивостью и малоцветушностью. Выдающимся примером сочетания таких качеств является сорт Рамонская 06, который длительное время являлся государственным стандартом и широко использовался при создании новых сортов и гибридов, в том числе и односемянных.

Исключительно важное достижение в селекции этой культуры связано с созданием односемянной свеклы украинскими селекционерами О.К. Коломиец, А.В. Поповым, М.Г. Бордонос, И.Ф. Бузановым, В.П. Зосимовичем и др., позволившей обеспечивать посев точного высева и полностью механизировать формирование необходимой густоты посева без ручного прореживания растений в рядках и букетах.

Благодаря этому в настоящее время во всем мире осуществлен переход на создание односемянных сортов и гибридов сахарной и кормовой свеклы. В селекции свеклы широко используются метод полиплоидизации, явление ЦМС и гетерозиса, в результате применения этих методов из 64 занесенных в Государственный реестр Республики Беларусь сортов и гибридов различного происхождения 32 гибрида являются односемянными триплоидами и 31 гибрид – диплоидами, Белорусско-германские гибриды Кавебел, Данибел, Белдан и Манеж имеют триплоидный набор хромосом (3n). В реестре имеется всего лишь один диплоидный сорт Белорусская односемянная 69 (2n = 18).

Использование доминантного гена R (красный гипокотиль) позволило более эффективно проводить определение истинных гибридов, комбинационной способности подобранных пар и процент гибридности получаемых семян без чрезвычайно трудоемких цитологических анализов при скрещивании тетраплоидных и диплоидных компонентов для получения триплоидов.

В наибольшей степени могущество селекции проявилось в кардинальном преобразовании наследственной информации растений с помощью методов мутагенеза, полиплоидии и отдаленной гибридизации. Благодаря проведению межвидовой гибридизации яровой твердой пшеницы с сортами озимой мягкой пшеницы академик Ф.Г. Кириченко с сотрудниками впервые в мировой практике создали сорта озимой твердой пшеницы Мичуринка, Новомичуринка, Янтарная, Одесская, Юбилейная, Парус и Коралл, которых ранее не существовало в природе.

Методом межродовой гибридизации мягкой пшеницы с пыреем, применения возвратных скрещиваний и направленного отбора академику Н.В. Цицину удалось создать первые плодовитые пшенично-пырейные гибриды озимой и яровой пшеницы и вывести сорта озимой пшеницы ППГ-186, ППГ-599 и яровые сорта ППГ-172, Восток и Грекум 114.

По озимой пшенице наиболее интенсивно стала проводиться селекционная работа в Научно-производственном центре НАН Беларуси по земледелию с начала 80-х годов под руководством доктора с.-х. наук И.К. Коптика. Первый сорт белорусской селекции Березина районирован в 1985 году и пришел на смену единственного районированного украинского сорта Мироновская 808 селекции академика В.Н. Ремесло. После Березины районированы и занесены в Государственный реестр сорта Сузорье, Капылянка, Гармония, Каравай, Былина, Легенда и Веда созданная, профессором К.В. Коледой в Гродненском ГАУ. Районированные сорта отличаются высокой потенциальной урожайностью, крупностью зерна, хорошими хлебопекарными качествами и зимостойкостью. Максимальная урожайность сорта Сузорье в 1993 году на Витебской государственной сортоиспытательной станции достигла 81,5 ц/га, содержание белка до 15,3%, клейковины до 28,5%, масса 1000 семян составляет 45–50 г, критическая температура вымерзания на уровне узла кущения –17⁰С. Средняя урожайность лучшего сорта стандарта Капылянка за 2006-2008 г.г. госиспытания на Щучинском сортоучастке составила 87,4 ц/га. Максимальная урожайность по этому сорту 105,4 ц/га получена на Гродненском ГСУ в 2005 году. Такого уровня урожайности достиг новый сорт Зарица при средней урожайности за 3 года 83,3 ц/га на этом же госсортоучастке.

Из районированных сортов яровой пшеницы в Институте земледелия и селекции НАН Беларуси под руководством В.Е. Росенковой создана Белорусская 80 (1983). В последнее десятилетие под руководством академика С.И. Гриба созданы и внесены в Госреестр новые сорта Виза (1998), Ростань, Дарья (2002) и сорт Рассвет (2004), потенциальная урожайность которого в 2004 году на Щучинском ГСУ достигла 85,6 ц/га при средней урожайности на этом сортоучастке и Мозырской СС за 2004 – 2006 г.г. составила 74,2 и 74,4 ц/га зерна соответственно.

Честь создания первого белорусского сорта озимой тритикале Дар Белоруссии методом индивидуально-семейного отбора из комбинации яровой мексиканской линии Армадилло × озимый сорт АД-206 принадлежит также В.Е. Росенковой. В настоящее время в научно-практическом центре НАН Беларуси по земледелию работает лаборатория селекции тритикале. Под руководством С.И. Гриба созданы и включены в Госреестр озимые сорта Михась, Мара, Идея, Дубрава, Рунь, Кастусь и сорт Житень Гродненского ГАУ. Новые сорта озимой тритикале характеризуются короткостебельностью, устойчивостью к полеганию, крупным хорошо выполненным колосом и зерном. Максимальная урожайность при государственном сортоиспытании у сорта Михась составила 93,2 ц/га, Мара – 87,1 ц/га. В среднем за 2004–2006 г.г. на Щучинском и Гродненском госсортоучастках урожайность по сорту стандарту Михась составила соответственно 94,5 и 93,3 ц/га, масса 1000 семян у него находится в пределах 43,5–49,0 г, содержание белка в зерне достигает 13,2%, крахмала до 70%, что обеспечивает высокое качество сырья для спиртовой и комбикормовой промышленности.

В результате селекционной работы с яровой тритикале в Госреестр включено 5 сортов, из которых Инесса и Лана являются сортами белорусской селекции. В среднем за 2004–2006 г.г. сорт Лана на Щучинском ГСУ сформировал урожайность 74,0 ц/га, а максимальная достигала 95,4 ц/га в 2005 г., что указывает на высокую потенциальную возможность и большую перспективу использования этой культуры для производства высококачественного зернофуража с содержанием белка до 13–18%.

В селекции ярового ячменя особенно больших успехов достигли белорусские селекционеры С.И. Гриб, М.А. Кадыров, И.И. Мельник, Ф.Н. Батуро, А.С. Данилов, М.А. Прыгун, и другие. На смену возделываемых в Беларуси немецких сортов Альза, Эльгина, Надя, французского Мами, шведских Ида, Ирьяр, Роланд и широко распространенного российского сорта Московский 121 (Э. Д. Неттевич, 1978), стали выходить в районирование с 1985 года сорта указанного коллектива селекционеров Научно-производственного центра НАН Беларуси по земледелию Зазерский 85, а затем Прима Белоруссии, Тутэйшы, Визит, Гостинец, Гонар, Сябра, Сталы, Бурштын, Дзивосны, Талер, Атаман, Якуб, что составляет 90% от всех районированных сортов, занимавших до 1 млн. га в Республике Беларусь и за ее пределами.

Селекция овса в Беларуси имела нерегулярный характер, поэтому, кроме сорта Надежный, выведенного на Пуховичском госсортоучастке, длительное время основные площади под этой культурой занимали сорта иностранной селекции Эрбграф, Эндспурт, Кондор. После возобновления селекции этой культуры в Беларуси группой селекционеров (Н.Г. Быстренко, С.П. Халецкий, М.С. Кадырова, и др.) создан высокопродуктивный сорт Буг, районированный по всем областям Беларуси с 1986 года, затем сорта Асилак (1992), Полонез (1996), Богач и Стралец (1998). Наибольшая урожайность за 2004–2006 г.г. получена по сорту Стралец в количестве 61,4–75,4 ц/га, а на Щучинском ГСУ максимальный показатель по этому сорту в 2005 и 2006 г.г. достиг 89,7 и 90,8 ц/га. Более 80 ц/га зерна овса получено на Каменецком ГСУ и Вилейской сортоиспытательной станции, что указывает на большие потенциальные возможности этой культуры. Успешно ведется селекция овса на голозерность. Первыми районированными голозерными сортами явились Белорусский голозерный (1997), Вандровник (1998) и Крепыш (2008). Голозерные сорта по урожайности уступают пленчатым на 25–30%, но в пересчете на голое зерно при вычете 24–30% пленок они приближаются к ним. Тем более, что новый голозерный сорт Вандровник за три года испытаний в среднем превысил Белорусский голозерный на 4,3 ц/га. Максимальная урожайность нового голозерного сорта Крепыш на Молодечненской СС в 2006 году достигла 55,2 ц/га голого зерна, что превышает Вандровник на 5,1 ц/га и указывает на имеющиеся большие возможности повышения этого главного показателя при селекции на голозерность.

Селекция гречихи проводится на двух уровнях плоидности, создаются диплоидные и тетраплоидные сорта. Основные силы селекционеров по гречихе сосредоточены в НПЦ НАН Беларуси по земледелию. Селекционная работа по этой основной крупяной культуре ведется также в отделе селекции зернобобовых и крупяных культур Гомельской государственной областной сельскохозяйственной опытной станции. В результате этой работы все 13 занесенных в Госреестр сорта созданы в этих научных учреждениях Беларуси. Докторами наук Е.Д. Гориной и Т.А. Анохиной, а также А.М. Дорофеевой, И.В. Прохорчик, Е.И. Сотниковой созданы диплоидные сорта Юбилейная 2, Черноплодная, Анита белорусская, Жняярка, Смуглянка и первые районированные тетраплоидные сорта Искра, Минчанка, Свитязянка, Илия, Лена, Александрина. Скороспелые сорта Климовка и Дождик созданы З.И. Евдокименко на Гомельской областной сельскохозяйственной опытной станции. Средняя урожайность в госиспытании перечисленных и новых диплоидных сортов гречихи находилась в пределах 11,4–16,7 ц/га, тетраплоидных сортов Илия и Александрина составила 10,4 и 18,2 ц/га. Однако, по сортоучасткам и годам испытания по всем сортам наблюдаются большие колебания в урожайности, т.е. нестабильность этого главного показателя у гречихи проявляется в значительной степени. Для устранения этого недостатка ведется работа по созданию скороспелых, гомостильных и детерминантных форм.

Гороху, как и другим высокобелковым бобовым культурам, в Беларуси уделяется большое внимание в связи с необходимостью решения проблемы увеличения производства растительного белка.

Самым долголетним сортом белорусской селекции является Устьянская пелюшка, созданная Н.Д. Мастепановым на экспериментальной базе «Устье» возделывается с 1967 года. Он обладает способностью формировать урожайность около 30 т/га зеленой массы. В 1970 году был районирован сорт посевного гороха Зазерский обычного морфотипа с потенциальной урожайностью 2,5 т/га зерна. В дальнейшем в пределах Западного селекцентра селекция гороха была передана в Литовский НИИЗ. По этой причине в районирование стали поступать российские сорта Аист, Мелкосемянный 3, украинские сорта Уладовский 6, Неосыпающийся 1, Труженик, а также Вегетативный желтый из Венгрии, ВСБ 1.132128 из Германии, Богатырь чешский из Чехии и др. Большинство этих сортов в условиях Беларуси оказались сильно полегающими, склонными к израстанию и не обеспечивающими своевременной качественной уборки на семенные цели и зерно.

Лекция №15