Под знаменами Зеленой революции

«Аграрный сектор» №4 (46) декабрь 2020 - январь 2021

В московском метро, на станции «Белорусская» постройки 1952 года, есть мозаичное панно, на котором колхозница, Герой Труда, с гордостью демонстрирует выращенную пшеницу с длинным стеблем. Именно с такой пшеницей в те годы ассоциировался урожай.  Пока весь мир укорачивал высоту пшеницы и повышал интенсивность производства, мы увеличивали площади посева в стране, осваивая новые территории. Известный журналист Ю. Д. Черниченко в своей книге «Хлеб» (1988) задал ученым вопрос: почему отечественные селекционеры «проспали» эту Зеленую революцию и на десятилетия отстали в создании сортов интенсивного типа? Попробуем и мы заглянуть в историю селекции и узнать, как же создавалась пшеница с коротким и прочным стеблем. Наш собеседник — селекционер Вадим Ганеев, который много лет ведет селекцию пшеницы на севере Казахстана.

– Вадим Анварович, прежде чем начнем разговор, хотелось бы узнать, чем порадовала погода в этом високосном году поля вашей фирмы «Фитон»?

– И снова в Костанайской области была засуха, причем в Карабалыкском районе на уровне экстремального 2012 года. Хотя осадки, выпавшие в восточной части области, помогли сформировать в некоторых хозяйствах высокие урожаи. Так, в КХ «Магнат» Карасуского района урожайность Любавы 5 достигла 52 ц/га, а в КХ «Тимотина» в Мендыкаринском районе — 42 ц/га. Любава 25 в АО «Заря» и Экада 247 в ТОО «Родник kst» дали по 32 ц/га. Но это было только там, где удачно прошли летние осадки и соблюдались особенности сортовой технологии.

Зима оказалась теплой и малоснежной. После ранней весны многие поля были покрыты зимующими сорняками — яруткой, пастушьей сумкой и, что необычно, на переуплотненных полях массово появилась хориспора нежная. Поэтому высокую эффективность в этом году имела промежуточная обработка почвы. Важную роль сыграл и выбор сроков посева. Очень сильно пострадали от засухи ранние сроки. А у тех, кто ушел с посевом пшеницы в июнь, возникли проблемы с получением дружных всходов. Как итог — поздние «довсходы» и сложности с уборкой.

Последствия засухи — череззерница

Засуха была комплексная — почвенная и атмосферная, суховеи и запал. В середине лета установилась аномальная, «африканская» жара, причем не в переносном смысле. Температурный режим в июле был выше средних многолетних значений на 4,5 градуса. На фоне отсутствия эффективных осадков — это много.

Минувшим летом мы столкнулись с череззерницей, особенно у длинноколосых сортов. Стерильность отдельных цветков и усыхание верхней части колоса вызваны большей реакцией на температурный стресс. Это оказало сильное влияние на продуктивность колоса и баланс структуры урожая. В среднем по Карабалыкскому району была получена урожайность 10,4 ц/га. Для нас это явно не самый высокий урожай.

Уборка в районе прошла относительно спокойно и даже позволила провести полноценную основную обработку полей, чего не скажешь о северо-востоке области, где были проблемы с прорастанием зерна и активностью альфа-амилазы в процессе его дозревания.

Температура воздуха в Карабалыке 18 июля 2020 года

– Какие новости у вашей селекционной фирмы?

– По итогам 2020 года на государственное испытание в РФ объединением «Экада» передаются четыре новых сорта — Наставник, а также целая серия сорта Экада с номерами 253, 265 и 282. Отрадно, что исходные селекционные линии первых трех из них получены в нашей фирме. Сорта разноплановые, но всем им свойственна высокая экологическая пластичность и комплексная устойчивость кбурой и стеблевой ржавчине. Как один из авторов этих сортов, могу утверждать, что они хорошо подходят для севера Казахстана.

Мы продолжаем развертывать полномасштабное семеноводство Любавы 25 и Экады 247, проходящих испытание в Казахстане. В условиях острозасушливого года они получили достаточно высокую оценку в производстве. Надеюсь, что наши новинки будут представлять интерес для фермеров. К тому же Госкомиссией по сортоиспытанию РК Любава 25 уже предложена к районированию по Северо-Казахстанской области с 2021 года. Получен и патент на это селекционное достижение.

– Вы как-то говорили о селекционной работе с межвидовыми гибридами. Этот процесс продолжается?

– В период совместной работы с СИММИТ (Международный центр по селекции пшеницы и кукурузы) по программе «челночной селекции» мы создали сорт Фитон С-54, который проходил в 2013–2014 годах изучение в КАСИБ (Казахстанско-Сибирском питомнике). Это межвидовой гибрид из комбинации с участием сортов мягкой пшеницы и Aegilops tauschii. Этот вид дикого злака считается одним из предков мягкой пшеницы. Для перевода его на платформу Любавы 5 мы провели серию дополнительных скрещиваний. Такое совмещение генотипов, на наш взгляд, повысило качество зерна и устойчивость к стеблевой ржавчине. Сегодня у нас в конкурсном испытании 13 сортов, созданных с участием эгилопса, и мы уже приступили к размножению одного из них, который назвали Синтетик Uno.

– Вы считаете, что, создавая отдаленные гибриды, можно достичь нового уровня в селекции пшеницы?

– В традиционной селекции мы приходим к сбалансированности признаков, и сортимент начинает сближаться, выходя на оптимум. Одним из вариантов разнообразия может оказаться использование уникальных свойств других видов. Успешных примеров таких исследований много. И это один из вариантов совместной работы с биотехнологами. Видовое разнообразие рода Triticum не останавливается на мягкой или твердой пшенице. Интерес для селекционеров представляет высокобелковость Tr. dicoccoides (полба дикорастущая), компактность зерна Tr. sphaerococcum (пшеница шарозерная), иммунитет Tr. timopheevii (пшеница Тимофеева), потенциал продуктивности Tr. polonicum (пшеница полоникум). Почему бы не использовать в селекции генетические основы таких культур, как элимус, многолетний пшенично-пырейный гибрид (трититригия) или амфидиплоид пшеницы и ячменя (тритордеум)? А может быть, передать суперзасухоустойчивость от эфимера — мортука пшеничного?

Есть у революции начало, нет у революции конца

– В истории сельского хозяйства был яркий пример глобального обновления селекции, который впоследствии был назван Зеленой революцией.

– Об этой, скорее всего, селекционной революции было много написано. Но я хочу обратить ваше внимание на сам феномен этого этапа прогресса в селекции. Должна была сложиться своеобразная последовательность событий, чтобы эта революция свершилась. Вот наиболее значимые события, которые к ней привели. Фонд Рокфеллера профинансировал работы Бюро специальных исследований в Мексике, в котором селекционную программу возглавил талантливый селекционер и фитопатолог Норман Борлоуг. На основе этого учреждения в 1960-х годах был создан международный селекционный центр — СИММИТ, который до сих пор объединяет селекционеров по всему миру. Параллельно шли подобные работы и в мексиканском ИНИА (Национальный институт агрономических исследований), и в сети его опытных станций. Благодаря СИММИТу, Мексика не только подняла свою селекцию на самый высокий уровень, но и смогла стать «мировым элитсемхозом». В отдельные годы страна экспортировала свыше полумиллиона тонн семян короткостебельных сортов! Произошло бурное развитие селекции и генетики, особенно в тех странах, которые меньше пострадали от мировых войн и непродуманных ограничений отдельных научных направлений.

Но главное, что хотелось особенно выделить, — в середине прошлого века назрела острая необходимость в увеличении производства зерна в регионах с достаточным увлажнением. А основными проблемами там были, конечно же, устойчивость пшеницы к полеганию и болезням. Ученые к этому времени уже обосновали принципиальный подход к изменению архитектоники пшеничного растения. Нужно было создать формы с прочным укороченным стеблем, используя гены короткостебельности, и уже на него поместить высокопродуктивный колос. Интенсификацией производства воспользовались многие государства: Индия, Пакистан, страны Южной Америки, Азии, Африки и даже Австралия. В некоторых из них произошло практически удвоение валовых сборов зерна. Можно сказать, что короткостебельные сорта пшеницы в период так называемой Зеленой революции завоевали весь мир.

Выдающийся селекционер Норман Эрнест Борлоуг (фото из открытых источников)

– Где лежат истоки создания короткостебельных сортов, составивших основу Зеленой революции?

– Работа над сортами с коротким стеблем длилась практически с начала прошлого века. Одной из отправных точек, как мне кажется, стал японский сорт Daruma. Кстати, это название в переводе означает что-то вроде «Ванька-встанька». На основе его скрещивания с американскими сортами Fultz (1917), а затем и с Turkey Red (1924) японский ученый Гонджиро Иназука создал линию Kokei 1895-8-2-6-4, которую и зарегистрировал в национальном каталоге в 1935 году как сорт Norin 10. После войны он попал в проработку к американским ученым, и селекционер Вашингтонского университета Орвилл Фогель создал удачную комбинацию этого донора короткого стебля с сортом Brevor. В 1952 году уже она была завезена в Мексику. Очень небольшое количество семян, всего от пяти растений гибридов второго поколения. Вот так гермоплазма нескольких колосьев стала истоком этой революции. Ну а далее? Ускоренная «челночная селекция», которой руководил Н. Борлоуг, позволила к началу 60-х годов создать большую серию короткостебельных сортов, таких как Penjamo 62, Pitic 62, Sanora 64, Lerma Rojo 64, Siete Cerros 66 и многих других. Кстати, будучи студентом Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева, я изучал эти сорта (1976–1977 гг.) в своей дипломной работе, выполненной на Карабалыкской СХОС, и хорошо знаю их плюсы и минусы в условиях Северного Казахстана.

Конечно, были и другие источники, несущие идентифицированные гены короткостебельности. Например, трехгенный карлик Olesen Dwarf из Зимбабве и найденный французской экспедицией в Тибете «мальчик с пальчик» — Tom Pouse. Был и рекордсмен продуктивности своего времени – сорт Gaines*, созданный О. Фогелем. А знаменитый японский сорт китайского происхождения Akakomugi входит в родословные многих выдающихся сортов: Ardito селекции Н. Стрампелли (Италия), Sava, созданного С. Бороевичем (Югославия), и серии сортов аргентинской селекционной фирмы Э. Кляйна. Ценность в селекции представляли и низкостебельные формы, полученные индуцированным мутагенезом. Так, мутант сорта Безостая 1 — Краснодарский карлик 1 – был использован при создании ряда отечественных сортов озимой пшеницы. Но самым знаменитым по сортообразующей способности оказался все-таки Norin 10. Кстати, название сорта NORIN обозначает аббревиатуру Министерства сельского и лесного хозяйства Японии.

*Прим. ред. В 1965 году сорт Gaines в штате Вашингтон показал рекордную урожайность — 142,1 центнера на площади в 1 га.  В 2020 году в «Книгу рекордов Гиннесса» занесен новый максимальный урожай, полученный в производстве, — 173,98 ц/га. Его вырастил Эрик Уотсон в Новой Зеландии, посеяв английский сорт озимой пшеницы Kerrin).

– Какую роль в развитии идей Зеленой революции оказала челночная селекция?

– Много селекционеров вели селекцию устойчивых к полеганию сортов задолго до работ Нормана Борлоуга. Но он оказался лидером, способным сформировать оригинальную схему селекции короткостебельных сортов, которую назвали «челночная селекция» (shuttle breeding). В чем ее отличие от других? Обычно селекционные исследования проводятся стационарно, с привязкой к конкретному месту возделывания. В разработанной челночной модели предусмотрена возможность перемещения материала по различным точкам. В данном случае эффективно использовано различие вертикальной зональности (+2640м). В расположенном на мексиканской равнине Обрегоне (штат Сонора) приоритет был отдан в работе с засухоустойчивостью и пригодностью к возделыванию при орошении, а в высокогорной Толуке (штат Мехико) стабильно проводились отборы на устойчивость к болезням.

Еще одним нюансом явилось внедрение в пшеницу генов, отвечающих за ослабленную чувствительность к изменениям длины светового дня. Это позволило ускорить селекцию, выращивая два урожая в год, и успешно проводить совместные исследования в странах, расположенных даже на других континентах. Научная работа Н. Борлоуга и его организаторские способности явились катализатором процесса интенсификации сельского хозяйства по всему миру.

Казахстан и Сибирь тоже не остались в стороне от этого глобального процесса. Работы, организованные представительством СИММИТ в РК (А. И. Моргунов, Ю. И. Зеленский, М. К. Карабаев) были весьма перспективными даже в начале XXI века. И наша фирма «Фитон» участвовала в программе «челночной селекции», адаптированной к нашим условиям.

Доктор С. Раджарам (в центре) и селекционеры из Сибири и Казахстана

Многие селекционеры и ученые бывают с ознакомительными экскурсиями и на стажировках в СИММИТе. Мне тоже посчастливилось двенадцать лет назад посетить этот научный центр в составе небольшой группы селекционеров из Казахстана и Сибири. Впечатления от увиденного остались до сих пор. Прикоснуться к истории мировой селекции, побывать в том месте, где разворачивалась Зеленая революция, где трудился и создавал свои шедевры выдающийся ученый Норман Борлоуг, познакомиться с селекционерами – продолжателями его дела Санджая Раджарамом, Рави Сигхом, Хансом Брауном и другими — это дорогого стоит. Действительно СИММИТ – эффективно действующий центр глобальной селекции, в котором работает много ученых, профессионалов в своих направлениях исследований. И это не только селекционеры, но и генетики, фитопатологи, технологи качества, молекулярные биологи, специалисты по физиологии растений и агротехнологиям.

Конечно, наука не стоит на месте, и создание короткостебельных пшениц для всех уголков мира уже не столь актуально. Сегодня на повестке дня проблемы повышения иммунитета, адаптивности и экологической пластичности интенсивных сортов. Но именно в СИММИТе задаешься философскими вопросами: что происходит в современной науке и каким направлением вести свою селекцию дальше?

Николай Латышев

(Полную версию статьи читайте в журнале «Аграрный сектор» №4 (46) декабрь 2020 - январь 2021).

Свежий номер журнала можно приобрести в редакции по адресу: г. Нур-Султан, ул. Бейбитшилик, 18, офис 201, тел. раб. +7-7172-23-84-36, сот. 8-701-342-3046, а также на сельскохозяйственных выставках, о которых мы сообщим дополнительно.

В Костанае журнал реализуется в киосках газеты «Твой шанс».

Заявки на подписку принимаются по тел.  +7-7172-23-84-36, сот. 8-701-342-3046.

Подписку можно оформить в редакции и на сайте журнала www.agrosektor.kz, в разделе «Подписка».

Российским читателям обращаться по подписке в представительство в г. Краснодаре к менеджеру по России и странам Восточной Европы Наталье Махниной. Тел. моб. 8-905-404-25-28, e-mail: agrokurgan@yandex.ru.