Т. Д. Лысенко агробиология работы по вопросам генетики, селекции

К истории вопроса яровизации

Многие исследователи, как у нас, так и за границей, искали отличия группы озимых от группы яровых с целью выяснения причины отсутствия плодоношения у озимых сортов при весеннем посеве. Различные исследователи по-разному объясняли этот вопрос. Одни приходили к выводу, что озимые при весеннем посеве не плодоносят потому, что эти растения требуют определённого периода покоя, то есть приостановки на определённое время своего развития. Этот период покоя озимые растения при осеннем посеве находят зимой, при весеннем же посеве растения озими всё время растут, а потому, на взгляд этих исследователей, эти растения не могут плодоносить.

Ошибочность такого утверждения довольно легко доказать. Для этого достаточно высеять семена некоторых сортов озимых пшениц в таких условиях, где в продолжение полутора-двух месяцев температура будет от +5 до +10°; тогда растения всё время будут расти и без всякого периода покоя перейдут к колошению, а потом при более высокой температуре — и к созреванию (рис. 1).

Другие исследователи, исходя из способа культуры озимых в районах, имеющих морозную зиму, полагали, что для плодоношения озимых растений необходимо промораживание. Это предположение оказалось также неверным. Его можно опровергнуть хотя бы опытами с выращиванием растений озимых в таких условиях, где никакого промораживания не будет происходить, и всё же и тут растения во многих случаях будут плодоносить. Это доказывает также и практика тех районов, где зимой морозов не бывает или почти не бывает, а посевы озими на сотнях тысяч гектаров после перезимовки выколашиваются и плодоносят.

Ряд других исследователей выдвигал иные объяснения причин неколошения озимых при весеннем посеве. Наконец, немецкий проф. Гаснер в результате своей работы, которую он опубликовал в 1918 г., пришёл к выводу, что озимые сорта на первом этапе развития требуют холодного периода. Отсюда возник способ так называемого «холодного проращивания» озимых. При применении холодного проращивания необходимо семена озимых растений (пшеницы, ржи)прорастить при температуре немного выше 0° Ц. Проращивание ведётся до тех пор, пока корешки не достигнут 2, 5 — 3 см. Таким образом, проращённые растения после высадки в некоторых случаях могут давать колошение. Этот способ у нас в СССР был подвергнут проверке в физиологической лаборатории Всесоюзного института растениеводства (Ленинград) проф. Максимовым и Поярковой. Проф. Максимов и Пояркова вели свои опыты в зимний период в теплице. Эти опыты им показали, что при позднем тепличном посеве (в мае), то есть тогда, когда в Ленинграде (где велись исследования) начинают сеять в грунт яровые хлеба, растения озими не дают дружного и полного выколашивания, независимо от того, проращены они на холоде или в тепле. Только посев в теплице ранней весной, когда в поле лежит ещё снег, давал преимущество в колошении тем растениям, которые выросли из семян, проращённых в холоде.

Полученные факты привели этих исследователей к выводу, что холодное проращивание озимых не всегда даёт соответствующий эффект и приводит к колошению только при определённом сроке посева.

Таким образом, толкование проф. Гаснера о потребности озимых в холодном периоде этими опытами как будто бы опровергается.

После наших исследований можно с определённостью сказать, что факты, полученные в опытах Максимова и Поярковой, говорят лишь против метода «холодного проращивания», а не против толкования Гаснера о потребности озимых растений на первом этапе своего развития в пониженных температурах. Утверждение Гаснера о потребности на определённом этапе развития озимых растений в пониженных температурах в принципе оспаривать не приходится. Метод же холодного проращивания как таковой неверен. Этим методом в тепличных условиях не всегда, а при посеве в тёплое время в полевых условиях почти никогда нельзя заставить нормально выколашиваться озимые сорта при весеннем посеве.

Кроме вышеуказанных толкований вопроса отличия озими от яри и объяснений причин невыколашивания озими при весеннем посеве, можно было бы привести ещё ряд объяснений других исследователей. Все они, как наши, так и заграничные, не дали определённого решения вопроса о причинах невыколашивания озими при весеннем посеве. Ни один из этих исследователей не смог предложить способа, при помощи которого можно было бы любой озимый сорт при весеннем посеве заставить выколашиваться. Такой способ не был разработан не только для весеннего посева озимых в хозяйственных условиях, но даже для посева в грунт на одном квадратном метре в исследовательских учреждениях.

Основной недостаток работ большинства исследователей указанного вопроса состоял в неверной целевой установке. Основная задача, которую они перед собой ставили, заключалась не в том, как заставить выколашиваться озимь при весеннем посеве, а в том, как «объяснить» причины невыколашиваемости, причём в своих объяснениях эти исследователи исходили из того ошибочного положения, что такие культуры, как пшеница, рожь и другие, везде, в любом районе, разграничены на резко обособленные группы — озимых и яровых сортов. На самом же деле сорта этих культур, образовавшиеся в процессе развития рода и вида, по свойству озимости или яровости, во многих случаях составляют не резко обособленные группы, а непрерывный переходный ряд от более озимых к менее озимым, то есть к яровым. Кроме того, озимость или яровость эти исследователи рассматривали как свойства, принадлежащие или, что одно и то же, заложенные в наследственной основе зародыша семени, а не как свойства, получаемые в процессе онтогенетического развития растения.

Исследователи упустили из виду, что из зародыша или из наследственной основы (генотипа) в процессе развития может создаться в одних условиях свойство яровости, а в других — свойство озимости.

Термин «яровизация» появился в середине 1929 г., после того как озимая пшеница Украинка при соответствующей обработке посевного материала впервые в истории сельскохозяйственной науки при весеннем посеве в условиях практического хозяйства (Д. Н. Лысенко на Полтавщине) дала полное и дружное выколашивание. Этот весенний посев Украинки дал с гектара 24 ц урожая. Факт получения не только колошения озими при весеннем посеве, но и получения хорошего урожая с этого посева на первый взгляд показался чем-то необыкновенным, как бы противоречащим природе озимых растений. Растения весеннего посева, которые по своей природе в наших районах всегда были озимыми, а по поведению стали яровыми (дали колошение), советская общественность назвала яровизированными. Способ соответствующей обработки озимых семян для весеннего посева был назван яровизацией. Наши исследовательские работы по изучению причин длины вегетационного периода сельскохозяйственных растений, на базе которых создался способ яровизации, были также названы яровизацией сельскохозяйственных растений.

Высеяны обычными семенами 14декабря 1929 г. в теплице при температуре 5 — 10°. В конце февраля растения ржи выколосились. В середине апреля после повышения температуры в теплице дали выколашивание и пшеницы.

Термин «яровизация» хотя и появился только в 1929 г., но исследовательские работы по изучению причин длины вегетационного периода сельскохозяйственных растений мной были начаты на Кировабадской (Ганджинской) селекционной станции(Азербайджан) ещё в 1926 г. Эти работы и послужили началом наших исследований по яровизации озимых и яровых сортов различных культур.

В конце 1925 г. на вновь организованной в Кировабаде селекционно-опытной станции мне была поручена работа по селекции сидерационных и фуражных бобовых растений. В низменной части Азербайджанской ССР для культуры сельскохозяйственных растений требуется искусственное орошение. В летний период оросительная вода являлась одной из причин, лимитирующих введение южных бобовых растений (маш, вигна и др. ) в культуру для сидерации полей. Так как эти растения требуют для своей вегетации наличия высокой температуры, то их можно культивировать только в летний период. Но как раз летом основная культура этих мест — хлопчатник — нуждается в поливе и поглощает имеющиеся водные запасы.

Начиная с сентября и до начала апреля потребность в оросительной воде значительно уменьшается. Мы решили сделать попытку подобрать из семейства бобовых растений такие роды и виды, которые могли бы развиваться и давать необходимую для хозяйства зелёную массу в осенне-зимний и ранневесенний период, то есть тогда, когда в наличии имеется свободная оросительная вода. Это казалось нам тем более возможным, что многие районы Азербайджана имеют продолжительную осень и сравнительно тёплую зиму. Заморозки хотя и доходят до минус 6 — 12°. но таких дней со средней температурой ниже 0°здесь в течение года бывает не больше десяти.

Осенью 1925 г. был высеян набор сортов различных бобовых растений. Выбирали мы для посева бобовые, требующие для своей вегетации относительно невысокой температуры и могущие переносить заморозки. Были в основном взяты такие культуры, как горох, вика, конские бобы, чечевица. Больше всего надежд мы возлагали на ранние сорта, а не на позднеспелые и среднеспелые. Результат получился неплохой. Культура гороха и вики в общем удалась хорошо. Наши предположения были оправданы. Теперь необходимо было только отобрать и улучшить необходимые для этой цели сорта, но при этих посевах мы обратили внимание на одно, показавшееся нам в то время необычным, явление. Некоторые сорта гороха, которые при обычном весеннем посеве, например в Белой Церкви (УССР), были наиболее раннеспелые, при осенне-зимней их культуре в Кировабаде вели себя как наиболее позднеспелые. Сорт Виктория (среднеспелый в нормальных условиях культуры) оказался здесь наиболее раннеспелым. Сорт этот рано приступил к цветению и дал зелёную массу, пригодную для укоса или запашки. Описанные факты и толкнули нас на путь исследования длины вегетационного периода сельскохозяйственных растений. Разрешение этого вопроса было необходимо для работы по отбору и созданию сорта гороха, пригодного для культуры в осенне-зимний сезон.

В результате изучения длины вегетационного периода сельскохозяйственных растений экспериментально было доказано, что вегетационный период растений зависит как от сорта, так и от условий внешней среды, при которых растения этого сорта выращиваются. Многократно было подтверждено, что некоторые сорта при одних условиях выращивания были раннеспелыми, в других условиях выращивания — позднеспелыми, и, наоборот, некоторые позднеспелые сорта при изменении условий выращивания становились ранними.

Нам стало ясно, что различные сорта одной и той же культуры для своего роста и развития могут требовать различных внешних условий. Чем меньше соответствуют условия внешней среды природе развития растений данного сорта, тем дольше эти растения будут проходить своё развитие, продолжительнее будет период от посева семян до созревания новых семян. Если внешние условия вовсе не соответствуют природе развития растений данного сорта, то в этих условиях растения не смогут закончить своего развития к не приступят к цветению и плодоношению. В практике же растения таких культур (пшеница, рожь, ячмень, вика, рапс и др. ), которые при весеннем посеве дают всходы, развивают листья, но до самой осени не приступают к образованию органов плодоношения, называются озимыми.

Таким образом, мы пришли к заключению, что вопрос яровости или озимости растений есть часть общего вопроса длины вегетационного периода растений.

После этого в наши исследования причин длины вегетационного периода сельскохозяйственных растений неизбежно был включён вопрос озимости и яровости растений.

В процессе экспериментальной работы нам удалось доказать, что растения любого сорта пшеницы, в зависимости от условий выращивания, по своему поведению могут быть яровыми раннеспелыми, позднеспелыми и даже озимыми, то есть такими, которые всё время образуют одну лишь листву, в стрелку же (в солому) не переходят и не приступают к колошению.

В наших опытах мы наблюдали, что растения одного и того же сорта при различных условиях выращивания в зависимости от этих условий могут быть озимыми, яровыми раннеспелыми и яровыми позднеспелыми и что поведение растений различных сортов при одних и тех же определённых условиях выращивания может быть различным. Одни сорта пшеницы могут себя вести как озимые, другие сорта — как яровые позднеспелые, третьи — как яровые раннеспелые. Из всего этого материала, полученного в наших опытах в 1927 г., мы пришли к выводу, что продолжительность вегетационного периода растений от посева семян и до созревания новых семян зависит от взаимодействия растительного организма с условиями внешней среды. Изменяя внешние условия, можно изменить поведение растений одного и того же сорта. Позднеспелые сорта могут становиться раннеспелыми, озимые — яровыми, яровые — озимыми.

Ещё до 1929 г. в наших опытах наблюдалось, что определённые группы сортов могут быть озимыми или яровыми только при посеве в определённых условиях внешней среды. Так, например, полевые опыты со сроками посевов различных сортов злаков(ржи, пшеницы, ячменя), высевавшихся через каждые 10 дней, начиная с 24августа 1926 г. по 27 августа 1927 г. и с 1 октября 1927 г. по 1 июня1928 г., показали, что в условиях Кировабада (Азербайджан) нет определённого срока посева, после которого все сорта, являющиеся в других районах по поведению озимыми, начали бы проявлять себя как озимые, то есть переставали бы стеблиться, а яровые, наоборот, всё время продолжали бы образовывать стебли.

Из большого ассортимента злаков, которые высевались в наших опытах в различные сроки от зимы к лету, можно было составить наглядный ряд последовательного перехода яровых форм в озимые. В таком ряду вне определённого срока посева нельзя разграничить, где кончаются одни формы (озимые) и начинаются другие (яровые), так как в зависимости от срока посева одни и те же сорта могут быть яровыми или озимыми.

Отсюда вытекает, что существующие в природе сорта пшеницы, а также ржи и ячменя не разграничены на резко обособленные группы: одну озимую и другую яровую. Они связаны переходными рядами от более озимых к менее озимым, то есть яровым. Озимые формы, будучи представлены соответственно подобранным рядом сортов, постепенно переходят в яровые и, наоборот, яровые — в озимые. Определённые группы сортов могут быть озимыми или яровыми при посеве только в определённых условиях. Нельзя говорить о том или ином сорте, что он озимый или яровой, не увязав свойств природы этого сорта с конкретными климатическими условиями района (правильнее — с условиями послепосевного периода), в которых будут выращиваться растения данного сорта. Теперь, когда мы ввели в исследование по яровизации до 7 000 сортов, собранных ВИР (Всесоюзный институт растениеводства) почти из всех стран земного шара, легко можно указать тысячи сортов, которые при весеннем посеве в одних районах СССР ведут себя как яровые сорта (то есть выколашиваются). Те же сорта при посеве в том же году в других районах ведут себя как озимые (не колосятся). Так, из 1 427 образцов азербайджанских пшениц, которые были высеяны нами весною 1932 г. в Казахстане, 79, 9% дали выколашивание (без предпосевной яровизации), то есть в условиях этого района 79, 9% из всех высеянных азербайджанских пшениц показали себя яровыми и только20, 1% оказались озимыми. На Северном Кавказе в совхозе «Гигант» в том же 1932 г. этот же набор образцов пшениц дал иную картину: яровыми оказались только 4, 8% (вместо 79, 9%), остальные 95, 2% (вместо 20, 1%) образцов оказались озимыми.

То же самое и в вопросе раннеспелости и позднеспелости сортов. Поведение определённой группы сортов в одних районах может быть таким, что эти сорта в практике данного района будут раннеспелыми, то есть будут вызревать раньше, чем другие. Те же самые сорта в других районах могут быть яровыми позднеспелыми. Например, в таблице 2 приведён ряд сортов пшеницы происхождением из Финляндии и Индии, поведение которых, в смысле раннеспелости и позднеспелости, в зависимости от пункта посева, довольно резко меняется. Как правило, индийские пшеницы в районе Кировабада выколашиваются на 11 — 19 дней раньше, чем финляндские, в районе Одессы — всего на 2 — 11 дней. При посеве же в Хибинах большинство финляндских пшениц выколашивается уже одновременно или даже раньше, до5 дней, чем индийские.

Исходя из всего этого, легко придти к выводу, что нельзя разграничить все сорта пшениц (или других растений) на группу озимых и группу яровых, на группу раннеспелых и группу позднеспелых, отрывая это разграничение от конкретных условий района, где эти сорта будут выращиваться.

Все свойства, качества и признаки, в том числе, конечно, и озимость, яровость, раннеспелость, позднеспелость и др., как уже указывалось, есть конкретный результат взаимодействия растительного организма с условиями внешней среды. То, что нельзя разграничивать сорта на озимые и яровые, раннеспелые и позднеспелые без увязки этого деления с конкретными условиями района (то есть с условиями выращивания), ни в какой мере не говорит за то, что все сорта по своей природе одинаково раннеспелы или позднеспелы или одинаково озимые и яровые. Различные сорта (например, пшеницы) по своей природе различны. Условия выращивания в различных районах тоже различны. Озимость же и яровость, раннеспелость и позднеспелость есть результата взаимодействия природы растения с условиями внешней среды. Поэтому для определённых условий выращивания (для определённых районов) все сорта не только можно, но и нужно делить на озимые и яровые, ранние и поздние и т. д.

Для того чтобы знать, будет ли сорт в том или ином районе озимым или яровым, необходимо экспериментально изучить природу этого сорта. Эта работа для большинства сортов хлебных злаков нами уже проделана.

Изучение причин длины вегетационного периода сельскохозяйственных растений, куда, естественно, входит вопрос озимости и яровости, раннеспелости и позднеспелости сорта, было направлено в сторону нахождения способа обработки посевного материала для изменения поведения растений — позднеспелых сортов на раннеспелые, сорта с озимым поведением на яровое.

Посев 15 апреля в Гяндже в1929 г. ; число дней предпосевной яровизации для нормального выколашивания 20, при меньшем числе дней яровизации или не даёт вовсе выколашивания или выколашивается с запозданием.

Сообщение о наших исследованиях причин неколошения озими при весеннем посеве и о связи этого вопроса с длиной вегетационного периода ничего определённого и нового в представление участников съезда не внесло. Причин неколошения озимых при весеннем посеве, как выше указывалось, до этого времени выставлялось довольно много, и наше сообщение в лучшем случае закончилось тем, что было внесено в науку ещё одно объяснение. Какое же из этих объяснений верно, аудитории трудно было разобраться. Одним из главных возражений против выдвинутых нами положений выставлялось то, что наши выводы, полученные на селекционной станции в Азербайджане, в других районах могут быть иными, по аналогии с тем, что получилось с методом «холодного проращивания», который в опытах проф. Максимова дал эффект (относительно выколашивания) только при определённых сроках посева.

Посев 15 апреля в Гандже; предпосевная яровизация длится 36 дней, после чего пшеница нормально выколашивается.

В 1935 г. опытно-хозяйственные яровизированные посевы одних только яровых зерновых хлебов проводили свыше 40 тыс колхозов и совхозов на площади в 2 100 тыс. га. Практика показала, что колхозно-совхозные опыты по вопросу яровизации при соответствующей увязке их с работами исследовательского учреждения дают такие результаты как с теоретической, так и с практической стороны, которых нельзя было бы ожидать в работе только исследовательских учреждений.

Посев 15 апреля в Гандже; предпосевная яровизация длится 51 день, после чего пшеница выколашивается.

Колхозные и совхозные опыты1930 г. наглядно показали, что все озимые растения пшеницы, ржи, рапса, вики и др. не только можно заставить плодоносить в условиях практического хозяйства при весеннем посеве, но во многих случаях получать с таких посевов довольно хороший урожай. В опытах с посевом озимых весной 1930г в бывшем Мариупольском округе, в коммуне «Ильич», Украинка весеннего посева дала с 1, 1 га 29, 5 ц (27, 3 ц с гектара). В артели «Батрак Украины» с 1, 5 га посева яровизированной Украинки получено 32, 6 ц(21, 4 ц с гектара) В коммуне «Первое мая» с 0, 4 га получено 6, 9 и(17, 2 ц с гектара). В бывшем Сталинском округе, в совхозе имени Октябрьской революции весенний посев Украинки дал с гектара 13, 3 ц. Можно было бы привести ряд других примеров из опытов 1930 г. в колхозах и совхозах, проводивших весенний посев озимых пшениц и получивших хорошие урожаи. Однако необходимо подчеркнуть, что все эти примеры ни в коем случае не говорят за то, что любой сорт озими в любом районе можно сеять в яровизированном виде и получать хорошие урожаи. Не всякий озимый сорт и не в каждом районе даст хороший урожай. Тот или иной урожай будет зависеть как от сорта, взятого для яровизации, так и от условий выращивания этого сорта.

Вышеприведёнными примерами урожаев весеннего посева яровизированной озимой пшеницы Украинки мы только подчёркиваем, что довольно важный принципиальный в науке вопрос о причинах неколошения озимых при весеннем посеве советской наукой был окончательно разрешён на колхозных и совхозных полях, то есть в производственных условиях. В процессе проведения яровизации посевного материала в производственных условиях была создана техника подготовки посевного материала озимых сортов на яровые. Эту технику можно уже применять для практических целей Способ яровизации озимых, который впервые был применён (Д. Н. Лысенко) в 1929 г. (слабо проращённые семена набирали в мешки и закапывали в снег) и который был предложен в1930 г., теперь уже сильно изменён. Теперь яровизация посевного материала проходит не в мешках и не в снегу, а в обычных сараях, амбарах и под навесами⁸.

Яровизированные растения дали цветение, неяровизированные к цветению не приступили.

Благодаря массовым совхозным и колхозным опытам была разработана не только техника яровизации озимых и яровых хлебов, но значительно подвинулась вперёд также и теория управления вегетационным периодом различных сельскохозяйственных растений.

Теперь уже многим известно, что яровизировать можно не только озимые сорта ржи, пшеницы, ячменя, вики, рапса и других культур, но и яровые сорта этих же культур. Кроме того, яровизировать можно такие растения, как просо, хлопчатник и ряд других, которые в практике никогда озимыми не называются. Способом соответствующей обработки посевного материала (яровизации) можно многие растения, называемые холодолюбивыми, выращивать при посеве в условиях жаркой весны, некоторые теплолюбивые растения выращивать в районах, где для них нехватает высоких температур, растения короткого дня выращивать в условиях длинного дня. Всё это стало возможным только благодаря творческой инициативе колхозников-опытников, соединённой с работами исследовательского учреждения по изучению развития растительного организма (от посева семян до вызревания семян).

Таким образом, наша исследовательская работа по яровизации сельскохозяйственных растений ведёт своё начало не с 1929 г. (год появления термина «яровизация»). Она органически связана с более ранними (1926 — 1927 гг.) нашими работами по переделке в полевых условиях поведения позднеспелых сортов различных культур на раннеспелые.

Посев яровизированной Украинки в полевых условиях у Д. И. Лысенко в 1929 г. явился ценным подтверждением наших трёхлетних работ на селекционной станции в Азербайджане в области изучения вопроса длины вегетационного периода.



Рис. 6. Эспарцет. Весенний посев в Гандже в 1929 г.

Слева — посев обычными семенами, цветения не дал; справа — посев яровизированными семенами, нормально зацвёл.