Селекционное будущее России. Академик Баграт Сандухадзе об уникальных сортах пшеницы

Каждый год в период уборки урожая озимой мягкой пшеницы публикуются новости о новых рекордах российских селекционеров ФИЦ «Немчиновка». Аграрии собирают все больше центнеров зерна с гектара, стебли становятся короче, а значит, повышается и устойчивость к полеганию пшеницы, растет устойчивость к болезням. И это в центральной нечерноземной зоне России, где до второй половины ХХ в. пшеницу для хлеба не выращивали совсем.

О сортах, выведенных учеными «Немчиновки», продовольственном будущем России, приоритетах отечественной селекции корреспондент портала «Научная Россия» поговорил с академиком Багратом Исменовичем Сандухадзе ― человеком, который накормил хлебом всю среднюю полосу России. И сегодня, в 93 года, он каждый день в поле.

Что такое селекция

Селекция с точки зрения растениеводства ― это наука, занимающаяся выведением новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур.

Селекционная работа — это самый дешевый способ увеличить урожай культурных растений и его качество. Если в 1970-е гг. считалось, что влияние сорта и агротехнологий на количество урожая соотносятся 50 на 50, то в последние годы ситуация сместилась в сторону 60% влияния сорта и 40% техногенных факторов, при этом затраты на селекцию составляют 10%, а на агротехнику все 90%.

В 2023 г. мы получили урожай в 160 ц с гектара. Селекция в России развивается так, что через 20 лет мы будем производить не 130, а 300 млн т зерна в год.

Валовые сборы зерна играют решающую роль в направлении селекционной работы по любым культурам. Повышение урожайности достижимо за счет трансгрессий, которые, по моему мнению, служат перспективой нашей селекционной работы. Так, в нашей работе есть линии с массой зерна с колоса 4 г, числом зерен в колосе 90–100 штук и массой 1 тыс. зерен свыше 60 г. В сочетании с 500–600 колосьев на 1 м² реально получать урожайность 200 ц/га.

Важное направление селекции также ― высокое качество зерна. Сейчас большинство районированных немчиновских сортов озимой пшеницы, созданных в лаборатории селекции и первичного семеноводства, ― сильные или ценные по качеству зерна, что позволяет производить зерно второго и третьего классов.

Раньше считалось, что в центральной нечерноземной зоне России можно вырастить только фуражное зерно, а 100 лет назад здесь вообще не было пшеницы. 99% посевных площадей занимала рожь, которая хорошо переносит зимовку. Сегодня на рожь приходится полпроцента, а остальные площади в нашей зоне заняты озимой пшеницей. Когда я начинал заниматься селекцией продовольственной пшеницы, люди, которые меня окружали, говорили: «Баграт, это утопия. В этой зоне надо заниматься зерном для фуража, а пшеницу для хлеба мы привезем с юга». А сейчас больше не надо возить пшеницу для хлеба издалека, все рядом. Это большое достижение Немчиновки.

Селекция на устойчивость к болезням позволяет снизить пестицидную нагрузку на поля пшеницы. У нас в лаборатории имеется сорт «Немчиновская 24», иммунный к бурой ржавчине, болезни, которая в годы эпифитотий может полностью уничтожить урожай. Я отдавал этот сорт фитопатологам в Московской и Ленинградской областях, чтобы они искусственно ее заразили, но пока никому не удалось заразить этот сорт бурой ржавчиной. Гены устойчивости к заболеванию мы передали сорту «Немчиновская 17» и другим сортам.

С чего все начиналось

В начале прошлого столетия пшеница не имела широкого распространения в нечерноземной зоне России. В производстве выращивали «серые» хлеба: озимую рожь и овес. Началом научной селекции пшеницы и ряда других культурных растений можно назвать создание Шатиловской опытной станции в 1896 г., а в 1903 г. на опытном поле Московского сельскохозяйственного института (ныне Российский государственный аграрный университет ― МСХА им. К.А. Тимирязева) исследованиями профессора Д.Л. Рудзинского были заложены основы отечественной селекции полевых культур.

В 1930-х гг. в нашем институте была начата работа по созданию зимостойких, устойчивых к выпреванию и вымоканию сортов, пластичных, иммунных к мучнистой росе, ржавчине и фузариозу. Были созданы пшенично-пырейные гибриды. Из форм 42-хромосомных ППГ с пшеничным типом колоса впервые были выведены озимые сорта на основе пшенично-пырейных гибридов ППГ 599 и ППГ 186. Их урожайность составляла 30–40 ц/га на делянках.

Первый прорыв

С 1969 г. научную работу лаборатории селекции и первичного семеноводства озимой пшеницы веду я. В этот период взамен сорта «Мироновская 808» необходимо было создать сорта интенсивного типа, более технологичные, имеющие высокие показатели качества зерна, более устойчивые к полеганию и неблагоприятным условиям перезимовки, поражению грибными болезнями. Для этого требовалось преодолеть отрицательную зависимость между урожайностью и зимостойкостью, а также зимостойкостью и короткостебельностью. Лучшим донором был признан «Краснодарский карлик 1». Гибриды от скрещивания сортов «Мироновской 808» и «Краснодарский карлик 1» стабильно наследовали низкую высоту растений по годам и характеризовались повышенной зимостойкостью.

Для создания короткостебельных и зимостойких сортов интенсивного типа был применен метод прерывающихся беккроссов как способ целенаправленной селекции. В теоретическом плане такой метод селекции позволял рассчитывать на более высокую вероятность получения новых комбинаций генов в потомстве очередного беккросса, в практическом ― на более высокую эффективность всего селекционного процесса. Этим методом были созданы семь сортов («Немчиновская 52», «Немчиновская 86», «Московская низкостебельная», «Московская 70», «Инна», «Памяти Федина», «Немчиновская 25»), районированных в 12 областях и республиках РСФСР. Среди них по продуктивности сорта «Инна» и «Памяти Федина» превосходили остальные на 1,0 т/га.

Для условий центра нечерноземной зоны мною был проведен ретроспективный анализ достижений в селекции озимой пшеницы. Оптимальная фенотипическая модель сорта озимой пшеницы имеет следующие параметры: высокая зимостойкость (критическая температура на глубине узла кущения –18 °С); высокая устойчивость к полеганию (7–9 баллов); высота растений ― 90–95 см; число продуктивных стеблей на 1 м² ― 550–650 шт.; колос средней длины и плотности; облиственность средняя; комплексная устойчивость к наиболее вредоносным болезням (снежной плесени, мучнистой росе, бурой, стеблевой и желтой ржавчинам, пыльной и твердой головне, корневым гнилям, септориозу); масса 1 тыс. зерен — 42–45 г; содержание белка в зерне — 13–14%; содержание клейковины — 28–32%; вегетационный период — 325–330 дней; уборочный индекс — 0,5; потенциальная урожайность — 100–120 ц/га.

Легендарный сорт «Московская 39»

Итогом селекционной работы в ФГБНУ «ФИЦ «Немчиновка» стало создание ряда сортов пшеницы, в настоящее время суммарно занимающих более 3 млн га. С конца 90-х гг. прошлого столетия произошло эпохальное событие: были районированы ряд сортов «Московская 39» (1999), «Немчиновская 24» (2006), «Немчиновская 57» (2009), «Московская 56» (2008), «Московская 40» (2011), «Немчиновская 17» (2013), «Немчиновская 85» (2021) в более чем 35 областях РФ.

Сорт «Московская 39» получен отбором из гибридной комбинации «Обрий-Янтарная 50», он был районирован в 1999 г., но даже спустя 25 лет не потерял своей актуальности и широко возделывается в производстве. Этот сорт обладает свойством прямой транслокации азотсодержащих соединений из почвы в зерно в период его налива, усиливающих биосинтез запасных белков. Уникальность сорта «Московская 39» состоит в том, что по всем показателям качества он стабильно превосходит все сорта, районированные ранее, содержание белка в зерне выше. В «Московской 39» белка на 2% больше, чем в других сортах без увеличенного добавления аммиачной селитры. По причине своих качественных характеристик сорт «Московская 39» активно используется в скрещиваниях для создания новых сортов и линий. Благодаря этому сорту стало возможно собственное производство зерна для хлебопечения в Центральной России.

Чем старше селекционер, тем эффективнее его работа

На одном из всемирных семинаров в Турции выступал профессор из США: он изучил мировые достижения по сельскохозяйственным культурам, нашел их авторов и обобщил это в доклад «От чего сегодня зависит успех селекционной работы». На первом месте был принцип «кто ходит ― тот находит». И я сразу вспомнил наших селекционеров П.П. Лукьяненко, В.Н. Ремесло, В.С. Пустовойта: они каждый день проводили в поле шесть-семь часов.

А второй принцип успеха — это возраст селекционера. Оказывается, что до 40 лет никто из селекционеров не выводит новые сорта, если не были украдены чужие результаты. А пик работы наступает в 60–70 лет: чем старше селекционер, тем больше у него успехов.

Мой пик наступил после 90 лет: сегодня мы можем создавать и передавать пять-десять сортов в год. Я считаю, что селекционеру, сколько бы он ни проработал, всегда не хватает одного-двух лет. Мне сегодня нужно три года, чтобы завершить создание сортов и добиться того, чтобы они не полегали, были зимостойкими, давали качественное зерно и хорошие урожаи до 200 центнеров с гектара. Сорт должен иметь высоту 65–70 см, число продуктивных колосьев на 1 м² — 400–500, массу зерна с колоса — 4–5 г.

Сегодня многие предлагают новые методы селекции, появилось много литературы по биотехнологиям, молекулярной генетике и генной инженерии. За последние 40 лет 95% сортов было выведено традиционными методами ― прямым скрещиванием и отбором и только 5% — методами биотехнологии и генной инженерии.

Я постоянно провожу время в поле, а это значит, что много хожу. А движение — это основной источник здоровья каждого. Я все отдал этой науке и очень этому рад. В настоящее время в лаборатории сложился прекрасный молодой коллектив, они осваивают мои методы. Как человек я счастлив и никогда не ставил вопрос, сколько мне платят. Если ученый говорит: «Платите мне, чтобы я работал», это не ученый, я считаю. Ученый — это тот, кто живет идеями. Но многие уезжают туда, где больше платят. Меня приглашали работать в Германию, Финляндию, Чехию, я отказался.

О приоритетных задачах селекционеров

Сегодня на правительственном уровне активно поднимается вопрос здоровья населения. Это значит, что при выращивании пшеницы надо использовать меньше неорганических удобрений. Кто-то опрыскивает высокорослые сорта регуляторами роста перед колошением, но так уменьшается и урожай. Мне не нужны эти химические вещества: вместо них прекрасно работает генетическая система короткостебельности. При уменьшении техногенной нагрузки можно снизить затраты на производство зерна.

Надо вносить меньше пестицидов и фунгицидов. Для примера: сегодня в 12 областях России выращивают «Московскую 39» без высоких доз азотных удобрений. Например, после уборки гороха не надо заново пахать поле, достаточно его задисковать — и можно сеять пшеницу без дополнительной подкормки, получая 5–6 т зерна с гектара с содержанием белка 13–14%. Именно наш сорт «Московская 39» позволяет выращивать экологически чистое зерно для хлеба без использования азота. Нигде в мире нет таких сортов, и мы продолжаем заниматься созданием новых.

Необходимо стремиться к тому, чтобы как можно меньше использовать пестициды и фунгициды против болезней и полегания пшеницы. В нашей зоне в период налива зерна комфортная температура 24–25 °С, и болезни распространяются не так активно.

За селекцией будущее России

У нас есть газ и нефть, но эти ресурсы добывают и в других странах, а на рынке большая конкуренция. Россия при этом — единственная страна, которая может увеличивать площади возделывания сельскохозяйственных культур. В других странах такой земли становится все меньше, ее застраивают, а мы, если потребуется, можем дополнительно освоить 40 млн га.

Как говорил К.А. Тимирязев: «Если луч солнца падает на землю, а она не используется культурными растениями, это навсегда потерянное богатство». Население Земли увеличивается, надо больше продуктов, а основное питание — это хлеб. Сегодня мы получаем 120–130 млн т зерна, а когда начнем производить 250–300 млн т, наша страна будет производить половину всего зерна в мире. Еще 20 лет назад я не мог такого заявлять, у меня не было нынешних знаний и результатов. В нашей зоне условия для получения высоких урожаев качественного зерна — оптимальные, налив зерна происходит при температуре 24–25 °С, день на два часа длиннее, чем в южных регионах. Раньше в колосе было 30–35 зерен с массой 1–2 г, масса 1 тыс. зерен — 40–45 г. Сейчас в колосе 90–100 зерен, а масса 1 тыс. зерен ― 60–65 г.

В 2023 г. в агротехническом опыте по изучению влияния дозы азотных удобрений на продуктивность озимой пшеницы были получены значительные результаты. Уборка происходила в присутствии пяти академиков. При дозе азота 240 кг д.в. урожайность сорта «Московская 39» составила 12,67 т/га, «Московская 56» — 12,09 т/га, а нового перспективного сорта «Васильевна» — 15,80 т/га!

Интервью проведено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ