10. История селекции древесных растений

Селекция лесных древесных пород выделилась сравнительно недавно. Это при всем при том, что лесные державы мира начали проводить исследования по лесной генетике и селекции еще в довоенный период и серьезно занимаются этими проблемами в настоящее время. Лесная генетика и селекция в России сделали только первые шаги, но и они уже дали немало положительного для практики.

Селекция лесных древесных растений, как практическая отрасль лесного хозяйства, представляет собой составную часть лесокультурного дела. Лесные культуры по качеству продукции и производительности должны быть лучше естественных насаждений. Большое значение в повы­шении качества лесных культур, кроме агротехнических приемов, имеют наследственные, сортовые показатели посевного и посадочного материала. Не меньшее значение придается в настоящее время селекционным прие­мам в ускорении процесса лесовыращивания, в повышении продуктивно­сти и качества естественных лесов.

Лесная селекция как наука об улучшении лесовыращивания оформи­лась только в тридцатые годы прошлого столетия. К этому времени были накоплены достаточные сведения о закономерностях изменчивости лесных древесных растений и проведены убедительные опыты по изучению влияния географического происхождения семян на рост культур сосны, ели, дуба и других пород. У отобранных в естественных лесах форм древесных растений при размножении изучено наследование хозяйственно-ценных признаков и свойств.

Искусственное разведение древесных растений уходит в глубокую древность. Однако в прошлом отдавалось предпочтение культуре древес­ных плодовых растений и селекции на качество плодов.

Великие географические открытия XVI - XVIII вв. дали мощный толчок к усилению торговых связей между отдельными государствами и активному обмену продукции сельского и лесного хозяйства. В это время из одной страны в другую начали поступать разнообразные сорта культур­ных и формы диких растений.

Параллельно с созданием плодовых садов постепенно начали выра­щивать защитные посадки вокруг поселков и огородов из местных и заве­зенных из других стран новых растений-экзотов. Переселенцы, уезжая с родины на новые земли, захватывали с собой нередко корни и семена де­ревьев и кустарников. Так началась культура древесных растений в новых районах произрастания, получившая название интродукции.

Особое внимание при интродукции иноземных пород обращалось на виды быстрорастущих древесных растений, для которых разрабатывались соответствующие методы окультуривания и селекции в новых условиях произрастания. Например, эвкалипт в Бразилии дает ежегодный прирост, до 7 метров, древесина которого отличается большой твердостью и упру­гостью. По темпам, широте и масштабам развития вне родины эвкалипту, пришельцу из Австралии, принадлежит первое место среди других древес­ных пород. Его посадки в странах Южного полушария в настоящее время занимают свыше двух миллионов гектаров. В пятидесяти странах он уже дает промышленную древесину.

В северных широтах быстротой роста и высокой продуктивностью, по сравнению с местными древесными породами, зарекомендовали себя различные виды тополя, получившие название «эвкалиптов Севера».

Впервые вопрос о необходимости организации семенного дела лес­ных древесных растений по аналогии с сельскохозяйственным семеновод­ством при искусственном лесоразведении поставил в конце XVII века рус­ский лесовод И.Т. Болотов. В 1823 - 1832 гг. Луи де Вильморен во Фран­ции провел первые опыты по выращиванию сосны обыкновенной из об­разцов семян, полученных из 30 пунктов Европы. Этот опыт показал, что семена северного и восточного происхождения дали насаждения с лучшей формой стволов, но росли они медленнее по сравнению с южными и за­падными образцами.

В 1877 - 1878 гг. профессор М.К. Турский создал в России культуру сосны обыкновенной из семян разного происхождения в лесной даче при Петровской сельскохозяйственной и лесной академий под Москвой. В это время в Австрии А. Цизляром были заложены географические культуры ели европейской и лиственницы европейской из семян различного проис­хождения.

В начале XX века, в связи с ростом лесокультурного дела и необ­ходимостью переброски семян на большие расстояния, опытные гео­графические культуры основных видов лесообразователей начали соз­даваться повсеместно по специальной программе, разработанной Сою­зом лесных обществ.

Значительный размах опытов по искусственному лесоразведению новых древесно-кустарниковых пород в России связан со степным лесо­разведением, начатым в конце XIX века и продолжающимся по настоящее время.

При создании леса в степях каждая вводимая в посадки древесная и кустарниковая порода является новой, а разведение ее представляет, по существу, интродукцию и требует разработки способов ее окультуривания и селекции в новых условиях произрастания.

Прогрессивные деятели степного лесоразведения провели огромную работу по испытанию и показали широкие возможности для использования при лесоразведении и в защитных посадках в степных условиях России акации белой, гледичии, ясеня пенсильванского и зеленого, скумпии, лист­венницы, разных видов дуба, ореха, бархата амурского и других. Однако интродукция новых древесных пород в дореволюционной России страдала из-за отсутствия плановости и преемственности в работе, а также из-за не­достаточности теоретических обоснований возможности выращивания вы­сокопродуктивных насаждений экзотов в новых условиях произрастания.

Обстоятельный обзор развития лесной селекции дал А.И. Ирошников (1967). Он отмечает, что к началу XX века в лесоводстве накопи­лось множество фактов, свидетельствующих о неоднородности дре­весных пород, а также об изменчивости продуктивности и устойчи­вости лесных культур в зависимости от происхождения семян. Не­которые крупные лесоводы России (М.М. Орлов, С.З. Курдиани, Н.С. Нестеров и др.) призывали исследовать эти факты более де­тально.

Еще в 1912 г. Н.С. Нестеров отмечал, что наследственность у лес­ных деревьев изучена очень слабо, а лесоводственная мысль в то же время сосредотачивается в основном только на оценке условий место­произрастания. Отсюда в лесоводстве проявляется односторонняя тен­денция придавать этим условиям решающее значение. Заметим, что она сохраняется у некоторых лесоводов и до наших дней. Н.С. Несте­ров считал, что наследственность и искусственный отбор должны быть краеугольным камнем выращивания лесных деревьев. На не­обходимость изучения «природы пород» указывал и Г.Ф. Морозов.

Из практических работ в области лесной селекции, проведен­ных в XIX веке и накануне первой мировой войны, следует отметить закладку географических культур сосны, лиственницы, ели и дуба; изучение геогра­фических культур сосны ; получе­ние быстрорастущих гибридов между лиственницей японской и ли­ственницей европейской; изучение насекомоустойчивых рас дуба.

Дальнейшее развитие селекции лесных древесных пород полу­чило в работах В.Н. Сукачева, Н.П. Кобранова, А.И. Колесникова и других. Большое значение для развития генетико-селекционных ра­бот в сельском, а также лесном хозяйстве имела публикация в 1923 г. перевода книги Эрвина Баура «Научные основы селекции для сель­ских хозяев, садоводов и лесоводов» под редакцией крупного рус­ского селекционера СИ. Жегалова.

Основные этапы селекции лесных древесных растений

А.И. Ирошников (1967) выделил в развитии селекции в нашей стране три периода: 1921-1932, 1933-1953 и 1954-1967 гг.

Для первого периода характерно научное обоснование селекции древесных пород как проблемы важной для лесного хозяйства, а также разработка примерной программы и приемов селекции. Прак­тические работы в эти годы сводились лишь к отдельным ориги­нальным исследованиям.

Важной вехой в организации и направлении научно-исследова­тельских работ по лесной селекции в СССР явилась Всероссийская лесная конференция 1921 г. В числе других на ней были заслушаны доклады по селекции.

Н.П. Кобранов (1925 и позже) видел в селекции лесных древес­ных пород важное средство для преодоления времени в лесовод­стве, а также для сохранения и улучшения ценных форм, которые при интенсивной эксплуатации исчезают вследствие «отрицатель­ной селекции». Это, кстати, актуально и для наших дней. Он пока­зал эволюцию лесной селекции от акклиматизации через массовый и индивидуальный отбор к созданию новых форм путем внутриви­довой и межвидовой гибридизации с использованием явления ге­терозиса.

На первом этапе он предлагал изучение формового состава лес­ных пород и их эколого-лесоводственных свойств. В дальнейшем необходимо изучение наследования этих свойств во втором-тре­тьем поколениях, для чего Н.П. Кобранов рекомендовал произво­дить искусственное самоопыление.

А.И. Колесников (1929, цит. по А.И. Ирошникову, 1967) считал необходимым организовать всестороннее исследование явлений из­менчивости и наследственности у древесных пород. В частности, он предлагал провести выявление и детальное изучение естественных, а также полученных экспериментальным путем различных форм лес­ных пород с ненаследуемыми (модификационными) и наследствен­ными особенностями. Он предлагал и ряд частных задач: изучение биологических особенностей полового размножения, изучение спо­собности древесных пород к самоопылению и перекрестному опы­лению, постановку опытов по принудительному самоопылению, изу­чение способов вегетативного размножения, проведение опытных прививок. Он же показал преимущества индивидуального отбора и придавал большое значение методу инцухта и получению искусст­венным путем полиплоидных (триплоидных и тетраплоидных) форм.

Рассмотренные работы В.Н. Сукачева, Н.П. Кобрановаи АИ. Ко­лесникова определили содержание, направление и методы исследо­ваний в области лесной селекции на длительный период. Многие их идеи не потеряли своего значения до настоящего времени.

Кроме теоретических работ, в этот период были получены и не­которые практические результаты. Это данные В.Н. Сукачева по изменчивости ели и ивы, о происхождении и гибридизации листвен­ниц; Н.П. Кобранова о поздно- и ранораспускающейся, а также мелкоплодной формах дуба; П.С. Погребняка, АС. Мачинского, П.К. Фальковского, А.И. Колесникова и Ф.Н. Харитоновича о ра­совом составе дуба и некоторых вопросах его биологии; Н.И. Куз­нецова и АП. Ильинского об ареалах лиственниц. П.Д. Троицкий показал, что у каждой древесной породы существует четыре фено­логические формы (расы). В пределах рано- и позднораспускаю­щихся форм им выделены раннеосенние и позднеосенние. Он об­ратил внимание на разную лесоводственную ценность этих форм. В.Н. Андреев уже в двадцатых годах впервые в дендрологии исполь­зовал закон гомологических рядов Н.И. Вавилова. Его вывод о том, что произрастающие у нас дубы показывают параллельную измен­чивость, указывал на перспективность использования этого закона при изучении формового разнообразия древесных пород.

В 1928-1932 гг. в Тростянце (Сумская область, Украина) по прог­рамме АИ. Колесникова Ф.Д. Белентьев, В.В. Гурский, А.Б. Жуков и П.К. Фальковский заложили наиболее представительные геогра­фические и экологические культуры сосны, ясеня и дуба. Парал­лельно изучались климатические расы в географических культурах сосны и лиственницы, заложенных В.Д. Огиевским (С.А. Самофал, С.З. Никонов).

Большое методическое значение имели первые опыты по само­опылению и скрещиванию дуба, лиственницы, сосны, липы, ивы и других пород (А.С. Мачинский, АИ. Колесников, Д.Н. Бекетовс-кий, О.В. Федорова-Саркисова, С.С. Пятницкий).

Получен ряд результатов и по вегетативному размножению. А.И. Ко­лесников выполнил удачные прививки черенков с цветочными поч­ками, взятых со старых деревьев дуба и липы. Черенки привива­лись в расщеп на 1-2-летние сеянцы. Ряд эффективных приемов прививок лесных древесных пород, в том числе способом вприк-лад, предложил Н.И. Кичунов. АИ. Колесников и Н.К. Вехов до­бились хороших результатов по зеленому черенкованию многих лиственных пород.

Второй период начался с организации специальных коллекти­вов и лабораторий, занявшихся систематическим исследованием многих вопросов лесной селекции и разработкой научных основ лесосеменного районирования европейской части страны. В 1933— 1934 гг. В.Н. Сукачев вновь возвращается к проблемным вопросам лесной селекции. Он дает оценку основных лесообразующих пород с точки зрения перспектив их селекции на быстрый рост.

На этом этапе в 30-х годах во многих научно-исследовательских учреждениях страны (Центральный НИИ лесного хозяйства, Мос­ковский НИИ лесного хозяйства, Всесоюзный НИИ агролесомели­орации, Украинский НИИ лесного хозяйства и др.) были организо­ваны отделы и лаборатории по селекции и интродукции. Внимание их научных коллективов длительное время было сосредоточено на технических (ива, бересклет, дуб пробковый, орехи) и быстрорасту­щих лиственных породах (тополь, осина).

В то же время ряд высоко­ценных видов (сосна обыкновенная и сибирская, ель, береза и дру­гие), занимающих огромные пространства и образующих коренные насаждения, оставался вне поля зрения селекционеров. Они счита­лись медленнорастущими и неперспективными для селекции. Не всегда была объективной и оценка быстроты роста и продуктивно­сти отдельных пород. Зачастую они завышались.

В 1933-1953 гг. усилия многих селекционеров были направлены на получение межвидовых гибридов, разработку при­емов вегетативного размножения древесных растений, изучение климатических рас, главным образом сосны.

Развитие теоретических исследований в рассматриваемый пери­од было весьма замедленным, особенно после августовской сессии сельскохозяйственной академии (ВАСХНИЛ) 1948 г. Директивно распространялись как «единственно научные» сомнительные идеи о происхождении видов, об адекватной изменчивости, о переделке природы организмов и другие. Кропотливые систематические ис­следования изменчивости растений, их особенностей, наследования и наследуемости признаков и свойств в эти годы часто подменялись общими рассуждениями о ведущей роли среды. Гипертрофирование внешних факторов и умаление значения генотипических свойств сказалось на содержании и методах работ. Строгие эксперименты иногда подменялись случайными наблюдениями, объектами иссле­дований часто являлись растения неизвестного происхождения, принижалось значение биометрии и т.п.

Однако, несмотря на сложные условия и одностороннее разви­тие биологической науки, в эти годы в области лесной селекции проведена сравнительно большая работа. Кроме уже упомянутых исследований следует отметить работы по гибридизации листвен­ниц, тополей, дуба, орехов, сосны (СА. Самофал), березы (А.Я. Любавская), лещины, ильма и вяза.

В начале 50-х годов внимание многих научно-исследовательс­ких учреждений было привлечено к разработке научных основ лесосеменного районирования. Одновременно с изучением геогра­фических посадок М.К. Турского, В.Д. Огиевского и А.И. Колес­никова были заложены новые географические культуры ценных лесообразующих пород.

Третий период характеризуется широкой постановкой изучения формового разнообразия лесообразующих пород, разработкой тео­рии и началом внедрения в лесное хозяйство элементов элитного семеноводства. Этот этап совпадает с постепенным возобновлени­ем генетических исследований. Для него свойственны:

• систематическое изучение формового состава наиболее цен­ных лесообразующих, плодовых и технических древесных и кустар­никовых растений практически во всех основных районах интен­сивного лесного хозяйства;

• работы по гибридизации, завершающиеся производственными испытаниями новых форм, и изучение естественной гибридизации;

• признание и применение в практике лесного хозяйства тео­ретических положений о плюсовых деревьях и создание из их кло­нов семенных прививочных плантаций;

• поиск методов оценки селекционного материала;

• возобновление работ по экспериментальной полиплоидии и мутагенезу.

На развитие селекции лесных древесных пород в последней тре­ти XX века существенным образом повлияли три события. В области высшего образования переломным моментом можно считать раз­работку и принятие новой вузовской программы по лесной селек­ции, подготовленной М.М. Вересиным в 1965-1966 гг.

Второе со­бытие в интенсификации исследований на новой методической ос­нове связано с Всесоюзным совещанием по лесной генетике, се­лекции, семеноводству и интродукции (Петрозаводск, 1967). В его организации активное участие приняли Л.Ф. Правдин, В.И. Ер­маков, М.М. Вересин и другие отечественные ученые. Третьим важнейшим событием было создание в г. Воронеже Центрального научно-исследовательского института лесной генетики и селекции (ЦНИИЛГиС): Все это способствовало активизации генетико-селекционных исследований и в других научных организациях и ву­зах страны.

По вопросам частной генетики и селекции отдельных древесных пород работала целая плеяда исследователей во всех регионах стра­ны. Можно отметить только некоторых, именно тех, кто осуще­ствил масштабные опыты по гибридизации и вывел практически значимые гибриды лесных древесных пород. Среди них М.М. Ве­ресин, В.И. Ермаков, А.Я. Любавская, Н.В. Старова, СП. Иванников, В.В. Иевлев, Ю.Н. Исаков, М.К. Улюкина, Р.П. Царева. Интересные подходы по генетико-селекционному улучшению хвойных лесов в некоторых регионах России предложены в работе Л.Ф. Семерикова, Ю.Н. Исакова и др., 1998.

Выведение сортов - это длительный и трудоемкий процесс. Даже в сельском хозяйстве на однолетних культурах этот срок составляет 10-15 лет, у лесных пород он будет значительно дольше. Следует иметь в виду, что количественные признаки, характеризующие рост и продуктивность, являются полигенными признаками с невысоким уровнем наследуемости, поэтому оказываются наиболее трудными для селекционного улучшения и при однократном отборе не могут (даже теоретически) привести к существенному увеличению продуктивности нового поколения. Необходим многократный отбор в потомствах или применение более сложных схем и методов селекции, а не только плюсовой. Однако у лесных селекционеров в настоящее время нет возможности для проведения поиска, разработки новых методов и теории лесной генетики и селекции, так как тематика госзаказа ориентирована только на проведение определенных работ, касающихся плюсовой селекции и составления нормативно-методических документов.

Предложение "повременить" с генетикой и селекцией означает остановиться в развитии этих вопросов, отстать от стран ближнего и дальнего зарубежья, забросить и обречь на потерю научной ценности многие опытные объекты, вступающие в пору наибольшей информативности, не изучать свой уникальный генофонд, который со временем будет иметь огромную коммерческую ценность как у нас в стране, так и на Западе и не использовать все его преимущества для более успешного лесовосстановления вырубаемых лесов России в будущем.