Эколого-географическая классификация

При получении исходного материала необходимо стремиться создать коллекцию разнообразных форм и сортов не только с максимальным различием по морфологическим признакам, но и по эколого-географическому их происхождению. Основоположник эколого-географической систематики культурных растений Н.И. Вавилов указал на огромную значимость учета этой классификации для селекционной работы. Действительно сорта, созданные и районированные для определенной почвенно-климатической зоны, обладают целым рядом ценных признаков и свойств, позволяющих им наилучшим образом удовлетворять потребности человека. Сорта одной и той же ботанической разновидности, но относящиеся к различным эколого-географическим группам, отличаются в значительной степени по многим биологическим и хозяйственно-полезным признакам и наоборот. Каждая из этих групп обладает своими определенными свойствами по морозостойкости, зимостойкости, засухоустойчивости, длине вегетационного периода, устойчивости к болезням, вредителям и полеганию, качеству получаемой продукции.

Для яровых сортов пшеницы степной волжской группы, например, характерна засухоустойчивость (Саратовская 29), озимые сорта этой группы морозостойки (Алабосская, Альбидум 114). Озимые сорта степной южной эколого-географической группы менее зимостойки (Одесская 3, Одесская 51), яровые – среднезасухоустойчивы (Лютесценс 62, Артемовка). Озимые сорта пшеницы северорусской группы устойчивы к избыточному снежному покрову (Сандомирка, Ледовка, Мильтурум-перерод), яровые - слабозасухоустойчивы (Горьковская 20). Северная скороспелая группа яровых сортов отличается холодостойкостью, скороспелостью (Таежная 4). Яровые сорта лесной и лесостепной восточносибирских групп являются скороспелыми, влаголюбивыми (Иркутская 49, Победа, Скала).

Для сортов ржи северной русской группы характерным является высокая зимостойкость, повышенная устойчивость к грибным заболеваниям, высокостебельность, склонность к полеганию. Западносибирская и восточносибирская группы сортов отличаются морозостойкостью, засухоустойчивостью, холодостойкостью, приспособленностью к резко континентальному климату. Степная группа включает более скороспелые, рано отрастающие сорта с повышенной засухоустойчивостью и устойчивостью к полеганию, но слабо устойчивы к грибным болезням (мучнистая роса, ржавчина, снежная плесень). Западноевропейская группа сортов менее зимостойка, влаголюбива, среднестебельная с крупным неосыпающимся зерном.

Следовательно, сорта каждой эколого-географической группы имеют свои положительные и отрицательные свойства, что служит критерием при подборе исходного материала для селекционной работы в зависимости от направления и задач селекции, вытекающих из условий окружающей среды в зоне работы селекционного учреждения.

С учетом особенностей сортов различных экологических групп проводится научно обоснованный подбор пар для скрещивания отдаленных в географическом отношении сортов с целью создания новых форм через перекомбинацию имеющихся положительных свойств и отбор наиболее ценных экземпляров, удачно сочетающих как можно больше ценных признаков.

Центры происхождения и формообразования культурных растений

В учении Н.И. Вавилова об исходном материале вид растений представлен как динамическая морфобиологическая система, дифференцированная на географические и экологические типы. Этот принцип должен всегда лежать в основе изучения и использования имеющегося разнообразия растений в качестве исходного материала для селекции.

В создании исходного материала большое значение имеет закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и учение Н.И. Вавилова о центрах происхождения культурных растений. Знание закона гомологических рядов помогает селекционеру отыскивать или создавать новые формы растений с недостающими признаками, если таковыми обладают другие виды этого же рода или даже роды одного семейства.

Открытые центры происхождения культурных растений указывают, где впервые было окультурено и начато возделывание того или иного сельскохозяйственного растения, где находится его родина (генцентр). В местах первичных генцентров находится наибольшее количество разнообразных сортов, культурных и диких разновидностей и форм данного вида. Знание этих закономерностей позволяет организующимся научным экспедициям целенаправленно и наиболее эффективно осуществлять поиски нового исходного материала для обогащения национального генофонда.

Учение о центрах происхождения и формообразования культурных растений, закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и эколого-географические принципы классификации растений имеют исключительно важное значение для нахождения и изучения необходимого селекционного материала. С открытием этих положений Н.И. Вавилова стало известно, где искать растения с ценными признаками и свойствами. В центрах происхождения можно найти засухоустойчивые формы, высокопродуктивные крупноплодные и крупнозерные образцы, устойчивые к болезням и вредителям, неполегающие источники.

В результате многочисленных экспедиций, сбора разнообразных сортов, полукультурных образцов, диких сородичей культурных растений в различных частях земного шара, тщательного их изучения и систематизации Н.И. Вавилов установил 8, а в последствии П.М. Жуковский развил это учение и дополнил еще 4 центра происхождения культурных сортов. По каждому из 12 генцентров определены границы и перечислены виды растений, которые впервые введены в культуру и подверглись селекции.

1. Китайско-японский генцентр включает Восточный Китай, Корею и Японию. Он является родиной риса, проса, чумизы, гречихи, сои, овса голозерного, ячменя многорядного, пшеницы мягкой, фасоли спаржевой, редьки культурной, репы японской, чеснока китайского, баклажана китайского, яблони маньчжурской, яблони китайки, груши уссурийской, айвы, сливы китайской, абрикоса, персика, вишни, хурмы, актинидии, винограда Давида, чая китайского, рами и других культур.

2. Индонезийско-индокитайский генцентр включает Индокитай, Индонезию, Малайский архипелаг. Здесь впервые были окультурены рис посевной, хлебное дерево, лимон, сахарный тростник исполинский, банан, кокосовая пальма.

3. Австралийский генцентр является родиной девяти видов хлопчатника, 21 вида табака, орехоплодного дерева, клевера подземного.

4. Индостанский генцентр располагает ценными источниками риса с длинными зерновками, пшеницы шарозерной, сахарной пальмы, фасоли рисовой, огурца, кунжута индийского, конопли индийской, перца черного.

5. Среднеазиатский генцентр включает Афганистан, Таджикистан, Узбекистан и является родиной пшеницы мягкой, ржи афганской, гороха посевного, бобов конских, чины посевной, нута культурного, маша, сурепицы, льна-кудряша, дыни культурной, моркови, лука репчатого, чеснока, алычи, сливы, персика, вишни тяньшанской, миндаля, грецкого ореха, винограда культурного, люцерны синей.

6. Переднеазиатский генцентр охватывает Туркмению, Иран, Закавказье, Малую Азию и является весьма богатым. Здесь произрастает в природе и находится в культуре 15 видов пшеницы (мягкая, персидская, спельта, маха, тимофееви, милитина, двузернянка, однозернянка, урарту, боетикум, Вавилова, Жуковского), ржи сорно-полевой, Куприянова, горной (многолетней), ячменя, овса, гороха, чечевицы, вики, люцерны дагестанской, льна стелющегося, дыни, свеклы, моркови, многих видов груши, терна, сливы домашней, абрикоса обыкновенного, черешни, граната, инжира, лавровишни, шелковичного дерева, хлопчатника аравийского, розы.

7. Средиземноморский генцентр является древнейшим центром растениеводства, где широко распространено огромное разнообразие культурных видов и их диких сородичей. Здесь установлена родина тургидной, твердой, польской пшеницы, дикой однозернянки и двузернянки, ячменя многорядного и двурядного, овса песчаного и византийского, канареечника, гороха, нута, вики, люпина желтого, узколистного, белого, волокнистого, льна культурного и узколистного, клевера ползучего, сераделлы, укропа, брюквы, свеклы, петрушки, артишоков, маслины, винограда, дуба пробкового.

8. Африканский генцентр имеет на своей территории эфиопские подвиды твердой, тургидной и польской пшеницы, африканской ржи, ячменя, абиссинского овса, сорго, африканского риса, клещевины, хлопчатника африканского и сомалийского, арбуза столового, белосемянного льна, арабского кофе, финиковой пальмы, абиссинского банана, гладиолусов.

9. Европейско-Сибирский генцентр является родиной льна-долгунца, свеклы, клевера лугового, гибридного, ползучего, люцерны северной, желтой и синей, яблони лесной, сибирской и культурной, груши лесной, черешни дикой и культурной, грецкого ореха, винограда амурского, малины, смородины, клубники, земляники лесной, облепихи, крыжовника, хмеля, хрена, многолетних злаковых трав.

10. Среднеамериканский генцентр включает Мексику, Гватемалу, Коста-Рику, Гондурас, Панаму. Здесь впервые введены в культуру кукуруза, фасоль, картофель, тыква, кабачки, табак, махорка, перец овощной.

11. Южноамериканский генцентр также считается родиной кукурузы, многих видов картофеля, перувианского хлопчатника, арахиса, мелкосемянных видов люпина, томата, кокаинового кустарника, подсолнечника, ананаса, амаранта, многолетних видов ячменя.

12. Североамериканский генцентр имеет большое разнообразие многолетних и однолетних видов ячменя, сливу американскую, вишню песчаную, дикие яблони, смородину, крыжовник, малину, ежевику, подсолнечник, топинамбур, многолетний люпин.

В процессе интродукции различных видов растений и их окультуривания вдалеке от их родины, на других континентах образовались вторичные центры происхождения, где в процессе селекционной работы и под действием естественного отбора в новых условиях возникло множество ценных образцов и форм, обладающих принципиально отличными признаками и свойствами. В настоящее время утвердилось мнение о наличии третичных очагов формообразования культурных растений в местах крупных селекционных центров, где искусственным путем получают большое количество новых мутаций, полиплоидных форм, отдаленных гибридов, выделяют ценные спонтанные мутанты и гибриды. Вовлекая их в дальнейшие скрещивания селекционеры получают новые комбинационные формы с наиболее рациональным сочетанием возникших наследственных изменений.