Занимательная агрономия

Скрещивание гороха, люпина, куколя и других растений

амым увлекательным в растениеводстве является получение новых растений, создание новых форм, выведение новых сортов. При этом деятельность человека поднимается до подлинного творчества новой природы, перестройки ее по своему усмотрению, для своих потребностей.

Природа в процессе эволюции[17] постоянно творит новые формы. Создание этих форм проходит в природе различными путями, которые отчасти уже подмечены человеком. То она создает внезапные — скачковые — резкие изменения формы; то дает массу вариантов, сходных по какому-либо признаку, предоставляя в дальнейшем выживать тем из них, которые окажутся наиболее приспособленными; то из всего разнообразия форм комбинирует новые путем их скрещивания (получения помесей или гибридов) и т. д.

Овладевая постепенно этими процессами, мы уже можем некоторые из них воспроизводить искусственно, преследуя свои цели и интересы. В животноводстве и в растениеводстве создано громадное количество форм, не существовавших в природе, обладающих какими-либо полезными признаками. Стоит вспомнить о том, что большинство наших культурных растений выведены из дикорастущих, но они сильно отличаются от своих предков; например, сахарная свекла содержит сахара свыше 20 %, выведена же она из дикой, имеющей сахара всего 6 %. Крупнозерные и богатые крахмалом и белком пшеницы, ячмени и многие сорта картофеля выведены для разнообразных целей, не говоря о плодоводстве и особенно о цветоводстве, где дикие сорняки превращены в красивейшие формы садовых цветов.

Правда, очень многие сорта, особенно из старых, получены из найденных в природе отдельных экземпляров, выделившихся полезными качествами, или путем постепенного отбора отдельных растений, обладающих полезным признаком. За последнее время этот путь массового отбора все больше и больше уступает другим путям — действительного создания новых форм, комбинируя в них нужные качества, так сказать, по заказу.

Одним из наиболее простых путей создания новых форм является путь скрещивания и получения промежуточных форм — гибридов, которые объединяют свойства родителей и дают совершенно новые формы.

Имея громадное разнообразие существующих форм, можно найти формы, обладающие порознь разными интересными для нас свойствами, и, скрещивая их друг с другом, получить новые формы, соединяющие в себе эти свойства. Этот путь широко используется в сортоводстве и доступен каждому любителю, вознаграждая его труд получением новых, интересных форм и сознанием того, что он участвует в перестройке природы. Семеноводы и селекционеры работают теперь этим путем. Такими методами работали у нас И. В. Мичурин и в Америке Бербанк, которые своим многолетним упорным трудом добились поразительных успехов. На этом поприще могут трудиться миллионы юных пионеров, которые способны дать неисчерпаемое разнообразие новых форм, обновить растительный состав окружающего нас растительного мира и стать новыми Мичуриными.

Техника скрещивания очень проста и доступна каждому, но достижение больших успехов, как во всяком деле, требует систематической работы, изучения законов скрещивания и совершенствования самой техники.

Изучение скрещивания и его результатов уже привело к установлению ряда законов, которые позволяют сознательно идти к созданию новых форм этим путем.

Основные законы скрещивания лучше всего изучать на простом примере. Найдите среди посевов обыкновенного гороха два растения — одно с белыми цветами, другое с красными — и попробуйте скрестить их, получить урожай, высеять его на будущий год и понаблюдать, какие получатся результаты.

Принцип скрещивания состоит в следующем: пыльцой, взятой из пыльников одного цветка, нужно опылить рыльце другого. Но так как такое опыление может произойти и без вашего участия и раньше вас (ветром, насекомыми и самоопылением), то надо оградить опыляемый цветок от такого случайного опыления или от самоопыления. Для этого у тех цветков, которые вы хотите опылить, как можно раньше (при самом начале распускания цветков) удаляют все тычинки в цветках (кастрируют их), не повреждая пестика, и затем изолируют их, то есть надевают на цветок или кисть маленький мешочек из пергамента, марли, коленкора и т. п. Не вредно также изолировать и те цветки, откуда вы будете потом брать пыльцу, чтобы на них не попала другая пыльца и не загрязнила нужную вам пыльцу; разумеется, у этих цветков не надо удалять пыльники.

Когда пыльники на цветках (изолированных) раскроются, с них берут пыльцу для опыления ранее подготовленного (с удаленными пыльниками) цветка. Для этого кисточкой переносят пыльцу с пыльников на рыльце кастрированного цветка или кладут цветок с пыльниками на цветок с обрезанными пыльниками и опять закрывают цветок мешочком. Следует сделать возможно большее количество таких опылений на каждом экземпляре и удалить все неопыленные цветки, чтобы в урожае получить только гибриды. Так как горох цветет в течение всего лета, то следует опылить несколько последовательно появляющихся цветков, а затем тщательно удалить все остальные цветки, чтобы дать хорошо развиться и вызреть опыленным плодам.

Через несколько дней после опыления изолятор следует снять, проследить за образованием завязи и дать хорошо вызреть плодам. Ввиду большого количества опыляемых цветков важно тщательно этикетировать их с обозначением свойств как материнского (опыляемого), так и отцовского (с которого взята пыльца) растения. Урожай надо собрать в отдельные пакеты, также хорошо заэтикетировать, хранить до весны и высевать отдельно друг от друга на грядках, чтобы можно было наблюдать результаты каждого скрещивания.

В первом поколении при скрещивании обычно наблюдается однообразие: в случае скрещивания гороха с белыми и красными цветками будут цветки преимущественно красной окраски.

Во втором же поколении часть растений будет иметь промежуточную форму, а часть сохранит отцовскую и материнскую формы, то есть в нашем случае часть растений будет иметь цветы розовые или пестрые, а часть — белые или красные.

Среди промежуточной и двух основных форм всегда появляются единичные экземпляры, имеющие самые разнообразные свойства, часто совершенно неожиданные, повторяющие признаки своих далеких предков. Эта способность давать в потомстве большое разнообразие форм, хотя бы в единичных и скоро вырождающихся экземплярах, является весьма ценной. Она позволяет путем гибридизации получить не только промежуточные формы, но и иные, могущие послужить материалом для дальнейшего скрещивания и закрепления нужных признаков в потомстве.

Для получения новых сортов вначале следует брать наиболее легкие и наглядные объекты, сразу дающие видимый результат. Быстрее всего такие результаты получаются с однолетними растениями, которые, будучи скрещены, в том же году, дадут урожай семян. Эти семена уже в следующем году могут дать новые формы — сорта, которые в том же году могут заново скрещиваться.

Вначале скрещивать лучше такие растения, у которых разные признаки выявляются уже во время цветения, то есть растения, имеющие разную окраску цветков. В этом случае результаты скрещивания выявятся на легко наблюдаемых частях растений — цветках — и обнаружатся гораздо раньше созревания — во время цветения. Это позволит в том же году провести скрещивание второй генерации, в результате чего выигрывается целый год. Итак, наиболее подходящими для начала работ по скрещиванию будут однолетние цветущие растения. Приобретя некоторый навык, можно начать работу для получения новых сортов и с многолетними растениями, но в этом случае требуется более продолжительное время для получения результатов скрещивания.

Среди полевых культурных и сорных растений можно указать несколько интересных растений для начала такой работы. Кроме Горохов, пример которых приведен выше, таковыми будут люпины и куколь.

Люпин возделывается на полях почти исключительно на зеленое удобрение: он дает очень большие урожаи зеленой массы, богатой азотом, который он берет не из почвы, а из воздуха. Поэтому, будучи азотособирателем, он обогащает почву органическим веществом и азотом, заменяя унаваживание почвы.

Возделываются для этой цели однолетние его формы: синий, белый и желтый. Все они цветут крупными красивыми цветками и могут быть использованы и для цветников. Каждый из этих трех видов дает разнообразные оттенки окраски цветков и вариации, которые можно использовать для выведения новых сортов в каждом из этих видов. (Между собой эти три различных вида пока еще не скрещены, что гораздо труднее сделать, чем проводить скрещивание в пределах каждого вида.) Найдя среди посевов того или другого вида люпина экземпляры, уклоняющиеся по цветкам, можно попытаться скрестить их и получить в потомстве иные оттенки цветков.

Но, кроме этих чисто внешних признаков, можно поставить и другую очень важную для сельского хозяйства задачу. Дело в том, что люпины по своей высокой урожайности и исключительному богатству белками зеленой массы и особенно семян представляли бы чрезвычайно ценное кормовое растение, если бы они не содержали горького алкалоида, делающего их совершенно несъедобными для скота и только пригодными на зеленое удобрение. Пытаются удалить из семян этот алкалоид, но было бы очень важно вывести сорт не содержащий алкалоида.

Оказывается, встречаются экземпляры растений люпина, у которых семена бедны или вовсе лишены алкалоида, и следовательно, задача вывести безалкалоидный люпин разрешима. В настоящее время уже имеется сорт безалкалоидного люпина. Правда, работа по выявлению безалкалоидных растений требует оценки новых форм растений по содержанию в семенах алкалоида. Но надо отметить, что теперь уже разработаны быстрые и легкие способы такого анализа. Таким образом, работу по выведению новых, более красивых сортов люпина можно продолжить и для разрешения указанной проблемы.

Следует отметить, что желтый люпин обладает изумительным запахом цветков, редким даже среди садовой флоры, и этот признак также может быть использован при получении новых форм цветочного люпина — нового душистого растения, из которого можно будет получать ценное эфирное масло. Крупность цветов люпина и их обилие делает и технику опыления его сравнительно легкой.

Другим интересным растением для выведения новых сортов мог бы быть широко распространенный в яровых посевах сорняк куколь. Его крупные пурпурные цветы так и просятся на цветочные гряды, и непонятно, почему он не использован, как многие другие сорняки, для получения красивых садовых форм (васильки, колокольчики, водосбор и многие другие). Среди засоренных куколем посевов, а еще лучше в специально сделанном посеве куколя на грядке можно отыскать различные разновидности по оттенкам и формам цветков и использовать их для скрещивания и получения красивых и разнообразных его сортов для цветников.

Возможно введение куколя в культуру и для других целей. Его высокая урожайность, крупность семян и богатство их крахмалом позволили использовать его семена, выделенные из урожая яровых, для винокурения. При этом ядовитые свойства их не оказали влияния на качество получаемого продукта. Весьма возможно выведение таких сортов, которые по урожайности и богатству крахмалом могли бы конкурировать с другими растениями, как сырье для винокурения. Кроме того, и здесь может быть поставлена задача выведения безалкалоидного, неядовитого куколя, который будет использован для разных целей. Наконец, сам алкалоид может найти то или иное применение или в медицине, или в промышленности.

Все это ведет к тому, что увлекательные работы по выведению из люпина и куколя новых сортов цветов могут в дальнейшем привести к разрешению важных сельскохозяйственных проблем.

Кроме указанных растений, можно найти много других, особенно среди полевых сорняков, для получения новых интересных сортов, увеличивая размеры их цветков, создавая разнообразные окраски, меняя формы цветков, усиливая их аромат и прочее. В подтверждение этого можно привести работу с дикими васильками и водосбором, в результате чего выведено много новых сортов.

Большее практическое значение имеет выведение сортов при учете качества плодов, но для этого нужно проводить исследование и оценку получаемого урожая не только по одному признаку, но и по всем его свойствам, что требует более сложной исследовательской работы, которая и ведется на селекционных станциях.

Много интересного можно получить путем скрещивания в плодоводстве, хотя на проведение этой работы требуется много времени. Длительность работы с многолетними растениями делает особенно ценным участие в ней пионеров. Если молодое поколение рано овладеет методом скрещивания в плодоводстве, то оно сможет увидеть не одно, а много поколений своих растительных питомцев и вывести из них немало ценных сортов.

Если такую работу направить по правильно организованному пути среди молодежи, то можно получить настоящую сокровищницу новых форм растений, среди которых будут найдены и полезные сорта и открыты новые закономерности.

Получение пестрозерной кукурузы

Мы уже знаем, что в громадном большинстве случаев при скрещивании различных форм растений семена, полученные от опыленного чужой пыльцой, еще не имеют изменений внешних признаков, а формируются такими, какими они были у данного растения, и только в их потомстве уже обнаруживаются эти изменения. Так, например, если скрестить цветки белозерного гороха с темнозерным, то семена, полученные от скрещивания, будут все одноцветные, и только в их потомстве, то есть в урожае следующего года, обнаружатся одноцветные и промежуточные окраски семян.

Однако бывает, хотя и редко, когда семена скрещенного цветка уже в том же году резко изменяются, становятся пестрыми. Такие случаи носят название ксений и встречаются, например, у кукурузы.

Скрещивание кукурузы легко производить, ввиду того что это растение однодомное и раздельнополое, то есть такое, у которого мужские и женские цветки различны и располагаются хотя и на одном и том же растении, но на разных его частях. Женский цветок у кукурузы образуется в форме закутанного многими оболочками початка, из которого выходят многочисленные пестики в виде густого пучка нитей; початок располагается обычно в нижней части стебля. Мужской цветок, в виде раскидистой метелки, находится на верхушке стебля. Скрещивают кукурузу следующим образом: как только образуется початок, до появления из него зеленых нитей, следует на него надеть изолятор — пергаментный мешочек; когда созреют мужские метелки и начнут пылить, их срезают и помещают под изолятор к початку.

Если скрестить таким образом белозерный сорт кукурузы с сортом с окрашенным зерном, то в початке этого скрещенного экземпляра сразу получатся зерна разных цветов и початок будет пестрозерным. Вводя под изолятор несколько мужских метелок от растений, имеющих разного цвета зерна (желтые, коричневые, темные и пр.), можно получить початок, на котором будут семена разных окрасок, то есть он будет сильно пестрым.

Поиски новых растений и улучшение сортов отбором

Пути создания новых форм, которые были только что описаны — скрещивание и образование новых промежуточных форм, — природа использует непрерывно. Таким образом, в природе существует бесконечное разнообразие форм, — надо лишь найти и выделить из них интересные для нас. Разумеется, трудно ожидать, чтобы все интересующие нас формы сохранились в природе, поэтому часто продуктивнее произвести скрещивания, сознательно направляя эту работу, чем выискивать нужные формы в природе. Но тем не менее этот путь — отыскания в природе готовых форм растений, которые могут быть или полезными, или служить материалом для дальнейшего создания новых разновидностей растений, — заслуживает большого внимания. До того, как человек овладел техникой создания новых форм, все разнообразие культурных растений было получено путем отыскания полезных растений, уже существующих в природе, и постепенным улучшением их посредством отбора.

В настоящее время наряду с выведением сортов скрещиванием ведется огромная работа по отысканию среди природы новых растений и переводу их в разряд культурных для обогащения промышленности новыми видами сырья. Кто не знает о проведенных нами всемирных экспедициях, о широко развивающейся у нас пионерской работе туристов-исследователей, которая дала такие поразительные результаты!

Не следует думать, что за новыми растениями нужно обязательно отправляться в малоисследованные страны и что окружающая нас растительность окончательно изучена и использована. Можно привести много примеров отыскания полезных растений среди окружающей нас природы. Достаточно указать на новые каучуконосы, которые найдены среди известных нам молочаев и одуванчиков. По мере развития наших потребностей и использования все новых и новых видов сырья для промышленности, медицины и других нужд, все более и более расширяется область использования дикорастущих растений, которые или собирают, или вводят в культуру.

Кроме отыскания интересных растений среди дикарей, не менее интересно вести отбор среди уже возделываемых сортов и их улучшение. При этом можно встретить или резко выделяющиеся среди посева единичные экземпляры, или большое количество экземпляров с одинаковыми признаками; среди них можно отобрать растения с наиболее резко выраженными признаками, нас интересующими. Резкая, скачковая изменчивость у растений встречается сравнительно редко, но представляет огромную ценность для выведения новых, устойчивых сортов. Такие экземпляры, обычно единичные, резко отличаются от всех остальных; часто их признаки оказываются наследственно устойчивыми. Следовательно, если признаки растения представляются полезными или интересными, то можно сразу получить новый сорт, собрав семена с такого экземпляра и размножив их. Однако сравнительная редкость их нахождения и не всегда полезное направление изменчивости у них не позволяют рассчитывать только на этот путь отыскания новых форм. В самое последнее время пытаются искусственно вызывать такие скачковые изменения под влиянием сильных воздействий на растения электричества, радия, рентгеновских лучей, химических веществ и т. п. Но пока это еще не дало практических результатов.

Легче и проще другой путь — использование пестроты всякого посева и отбор из этой пестроты выдающихся экземпляров растений по тому или иному признаку. Например, если из посева льна отобрать наиболее высокостебельные растения и их семена высеять отдельно, то в новом урожае в среднем растения будут более высокостебельными, чем первоначальный сорт. Отбирая высокостебельные растения в течение ряда лет, можно вывести новую форму — сорт, дающий более высокий и тонкий лен.

Таким путем выведены ценные старые сорта многих сельскохозяйственных культур, например сахарной свеклы. Путем многолетнего отбора на семена самых сахаристых корней было достигнуто содержание в свекле сахара до 20 процентов вместо 6 процентов в исходной дикой свекле.

Однако выведенный таким массовым отбором сорт всегда будет обладать одним недостатком — неустойчивостью своих признаков, то есть если прекратить ежегодный отбор выдающихся экземпляров, то постепенно этот усиленный признак начнет ослабевать и может упасть до исходного состояния. Поэтому все сорта, выведенные массовым отбором, требуют продолжения ежегодного отбора. У сахарной свеклы все время ведется отбор на семена самых сахаристых корней и только таким образом поддерживается ее высокая сахаристость. То же самое будет и с сортом высокостебельного льна или крупнозерной пшеницы, если этот сорт выведен массовым отбором.

Чтобы из смеси высокостебельного и низкостебельного льна выделить устойчивый высокостебельный сорт, надо найти среди них такие растения, урожай которых давал бы преобладающее число высоких и малое число низких стеблей. Для этого семена, собранные с высоких растений, надо высеять по одному зерну, затем с каждого растения собрать отдельно семена. Дальше урожай семян с каждого растения также надо высеять отдельно и отобрать то потомство с одного растения (индивидуальный отбор), у которого будут преобладать наиболее высокие стебли льна. Оно даст начало нового сорта, который и будет устойчивым по данному признаку.

Такой отбор и применяется теперь для выведения устойчивых сортов растений. Хотя он несколько кропотлив и длителен, зато дает верные результаты и устраняет необходимость дальнейшего постоянного ежегодного отбора.

Таким образом, при выведении сортов отбором он может идти двояким путем. Массовый отбор выдающихся экземпляров легко и быстро улучшает качество сорта. Эта работа доступна каждому и очень полезна во всяком хозяйстве, но сорта с устойчивыми признаками при таком методе нельзя получить. Для поддержания высоких качеств данной культуры надо постоянно вести этот отбор. Чтобы получить сорт с устойчивым признаком, нужно проделать более длительную и сложную работу по индивидуальному отбору.