School of ecological selection of academician of the Russian academy of sciences V.F. Pivovarova

Full Text

Виктор Федорович Пивоваров – научный руководитель Федерального научного центра овощеводства, ведущий ученый в области экологии, селекции и семеноводства овощных культур, внесший значительный вклад в решение главной задачи мирового земледелия – повышения адаптивности сельскохозяйственных культур к различным экологическим факторам.

Талантливый организатор, имеющий опыт дипломатической работы, он успешно разработал и реализовал новое научное направление исследований с использованием на всех этапах селекции различных эколого-географических зон, как естественных фитотронов: тропики (Куба), сухие субтропики (Узбекистан), влажные субтропики (Азербайджан), зоны умеренного климата (Московская обл., РФ). Была проведена серия опытов по интродукции растений. [7, 10, 11]

Под руководством В.Ф. Пивоварова разработана методология адаптивной системы селекции и семеноводства овощебахчевых культур для создания высокопродуктивных сортов и гибридов устойчивых к абиотическим и биотическим стрессорам, обеспечивающих получение экологически безопасной продукции. В ее основу легли многолетние, международные крупномасштабные опыты, проведенные для наиболее распространенных овощных культур, в результате которых выявлены особенности взаимодействия «генотип-среда». Полученные результаты позволили решить ряд вопросов по организации адаптивного семеноводства, обусловленных регионами производства, что помогло выявить стабилизирующие фоны, сохраняющие генетическую структуру сортопопуляций и обеспечивающие высокое качество семян. [1, 2, 4]

Кубинский период (1975–1981 годы) особенный в формировании В.Ф. Пивоварова как ученого и руководителя. С немногочисленной группой советских и кубинских ученых ему удалось провести большой объем исследований: оценить более трех тысяч образцов овощных культур из мировой коллекции ВНИИР имени Н.И. Вавилова на продуктивность, устойчивость к болезням, адаптивность. Для условий Республики Куба было создано восемь сортов овощных культур, превосходящих коммерческие районированные сорта по урожайности, устойчивости к болезням, адаптивности. Выделено более 30 новых ценных генисточников, которые получили распространение и в странах Латинской Америки (Мексика, Аргентина). Интродуцированы на Кубу из СССР новые, невыращиваемые ранее растения. [5, 7, 10]

Научная работа наших специалистов под руководством В.Ф. Пивоварова получила высокую оценку Министерства сельского хозяйства и Академии Наук Республики Куба, лично одобрена Фиделем Кастро. [11]

Успешное развитие экологического направления в учреждении обеспечено способностью В.Ф. Пивоварова определять приоритеты в развитии науки, использовать научную информацию применительно к прикладным исследованиям, организовывать совместную работу с ведущими учеными страны. В 1982–1989 годах под руководством В.Ф. Пивоварова, научный коллектив отдела экологии во главе с Т.А. Зиминой, Е.Г. Добруцкой, В.Я. Кравчуком, совместно с коллегами из Белоруссии (Л.В. Хотылева, А.В. Кильчевский, В.В. Скорина), Узбекистана (М.Х. Арамов, Б.Т. Турдикулов, Б.Б. Бахрамов, А.Р. Хасанов), Азербайджана (С. Алиев, Т. Салаев) и ведущими специалистами Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных растений (В.А. Бакулина) продолжил исследования по оценке исходного материала и разработке новых селекционных технологий на устойчивость к био-, абиотическим и отдельным антропогенным стрессорам. Проведен отбор высокопродуктивных и экологически стабильных сортов, обеспечивающих получение экологически безопасной продукции и работа по оценке различных природно-экологических зон СССР на пригодность для селекции овощных культур, определены возможности использования стабилизирующих фонов для размещения зон товарного семеноводства, выведены сорта, внесенные в Государственный реестр России и Беларуси: чеснок озимый Зубренок, майоран ТерМос, Малахит, фасоль Магура, лук репчатый Доброгост. [2–4]

Умение Виктора Федоровича донести до аудитории научные результаты, полученные коллективом, помогли убедить научную общественность признать овощи не только пищей, но и лекарством. Коллективу ученых под руководством В.Ф. Пивоварова присуждено звание лауреатов Государственной премии и Премии Правительства РФ в области науки и техники. [6, 7]

Методы экологической селекции овощных культур служат решением многих задач: ускорение селекционного процесса; использование естественных и искусственных инфекционных фонов для селекции на устойчивость к биотическим факторам; учет экологической изменчивости при оценке полиморфизма генотипов по различным хозяйственно полезным признакам; ранняя диагностика адаптивных форм растений с применением генетико-статистических параметров; определение адаптивности на всех этапах селекции, экологической безопасности продукции – на различных средах; экологическое обоснование приемов адаптивного семеноводства с учетом взаимодействия «генотип – среда». [4]

В последнее десятилетие в связи с интенсивным развитием промышленности, энергетики и транспорта усиливается техногенная нагрузка на аграрные экосистемы,увеличивается доля сельскохозяйственных земель, загрязненных поллютантами. Овощные культуры в различной степени накапливают химические токсические вещества, тяжелые металлы и радионуклиды в зависимости от их видовых особенностей. В связи с этим, актуально формирование сортовых ресурсов овощных культур со стабильно низким накоплением поллютантов для получения экологически безопасной продукции на техногенно загрязненных территориях. [12]

Решением данных проблем в ФГБНУ ФНЦО занимается школа экологической селекции под руководством В.Ф. Пивоварова. Исследования включают: развитие экологической селекции на низкий уровень содержания радионуклидов; обоснование технологий, снижающих уровень содержания поллютантов в продукции; исключение из рациона питания человека овощной продукции, составляющей опасность повышенного потребления токсикантов. Селекция овощных культур этого направления основана на реализации собственного адаптивного потенциала растения давать продукцию с безопасным для организма человека уровнем накопления радионуклидов. [1, 9]

Под руководством В.Ф. Пивоварова начаты и продолжаются актуальные исследования по формированию сортимента овощных культур для выращивания на экологически загрязненных территориях. По теме селекции на устойчивость к накоплению экотоксикантов в товарной части овощей защитил в 2016 году докторскую диссертацию Алексей Васильевич Солдатенко (ученик Виктора Федоровича), ныне директор ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства», академик РАН.

В рамках направления исследований определены:

– степень межсортовой и экологической изменчивости накопления радионуклидов в продукции овощных культур в зависимости от условий окружающей среды, что позволяет формировать ассортимент для выращивания экологически безопасной овощной продукции на техногенно загрязненных территориях;

– специфика реакции растений овощных культур на накопление радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в продукции, более широкий диапазон уровня накопления различными сортообразцами овощных культур (капуста китайская и пекинская, морковь столовая, шпинат огородный) проявился по элементу ¹³⁷Cs, что обеспечивает большую результативность отбора ценных форм, по сравнению со ⁹⁰Sr;

– межсортовая и экологическая изменчивость для каждой овощной культуры в зависимости от генотипа и условий выращивания, выявлены варианты сочетания внешних факторов, обеспечивающих необходимый уровень дифференцирующей способности среды для отбора;

– обработка импульсным низкочастотным электрическим полем семян салата листового увеличивает продуктивность (34%), снижает уровень накопления радионуклидов ¹³⁷Cs (57%) и положительно влияет на биохимический состав продукции (сухое вещество, витамин С, уровень нитратов, калий);

– предпосевное гамма-облучение семян с использованием оптимальных экспозиций (для салата листового и лука репчатого – 0,2 кР, моркови столовой – 1,0, свеклы столовой – 0,8, капусты белокочанной – 2 кР) способствует снижению накопления радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в продукции, увеличению продуктивности (до 28,5%) и улучшает биохимические показатели (до 20% по содержанию сухого вещества);

– обработки растений салата листового стимуляторами роста (амарантин, альбит и селенат натрия) способствуют снижению уровня накопления радионуклидов (до 29%), улучшению биохимического состава продукции и продуктивности растений;

– фолиарная обработка растений шпината огородного неорганическими формами селена снижает уровень накопления радионуклидов ⁹⁰Sr (до 52%) и ¹³⁷Сs (до 88%), увеличивает показатели морфологических признаков и товарной продукции;

– выращивание чеснока озимого зубками, по сравнению с выращиванием из однозубковых луковиц, уменьшает суммарное количество ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr на 7%;

– внутреннее облучение организма человека продукцией, выращенной на загрязненных территориях, можно частично снизить исключением из рациона питания органов и частей овощных растений, наиболее накапливающих радионуклиды. [12]

Под руководством В.Ф. Пивоварова были расширены фундаментальные исследования в рамках государственных и международных конкурсных программ по разработке инновационных технологий создания принципиально новых гибридов F₁ и сортов овощных культур на основе гаплоидии in vitro, частной и молекулярной генетики, экологических методов селекции. [10]

Виктор Федорович поддерживает тесную связь с научным сообществом стран Латинской Америки, Европы, Кубы, Китая, Японии, много внимания уделяет сохранению и подготовке высококвалифицированных специалистов. В созданной им научной школе экологической селекции под его руководством подготовлены 46 кандидатов и 21 доктор наук в России и за рубежом. Выпускники школы В.Ф. Пивоварова успешно работают в крупных селекционно-семеноводческих учреждениях, государственных структурах, коммерческих фирмах. [11]

Обобщение полученного материала собственных исследований, работ коллег, аспирантов, отечественных и зарубежных ученых, дали возможность В.Ф. Пивоварову опубликовать совместно с сотрудниками отдела экологии ФГБНУ ФНЦО фундаментальные монографии: Экологическая селекция сельскохозяйственных растений (1994), Экологические основы селекции и семеноводства овощных культур (2000), Летопись Российской селекции овощных культур (2021), История овощеводства Российского (2022). [2, 4, 5, 10]

Интерес для селекционеров, семеноводов, преподавателей вузов, аспирантов представляют монографии по частной селекции овощных культур (пасленовые, тыквенные, луковые, корнеплодные, капустные, нетрадиционные), опубликованных В.Ф. Пивоваровым в 1992–2011 годах совместно с генетиками, селекционерами, семеноводами ФГБНУ ФНЦО, ВНИИР имени Н.И. Вавилова и других НИУ. [8]

Особенно широкую популярность завоевала книга Виктора Федоровича «Овощи России», предназначенная для специалистов и овощеводов-любителей, изданная несколькими тиражами на русском и английском языках. В 2007 году вышло в свет уточненное и дополненное второе издание. [6]

Научные разработки В.Ф. Пивоварова получили практическое подтверждение и применение. По результатам исследований им лично и в соавторстве опубликовано около 700 научных работ, 50 из которых вышли за рубежом на английском и испанском языках, более 40 книг, монографий и методических указаний, представляющих не только научную ценность, но и практическую значимость. Виктор Федорович – автор и соавтор более 140 сортов и гибридов овощных культур, семнадцати изобретений. [8]

В настоящее время В.Ф. Пивоваров – научный руководитель Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр овощеводства». Он обеспечивает формирование приоритетных направлений и тематики научных исследований, принимает активное участие в разработке программы развития Центра, участвует в создании направлений научной деятельности учреждения в соответствии с тенденциями развития мировой науки, научно-технического прогресса и профильных научных областей, содействует проведению кадровой политики по подготовке и привлечению к научной деятельности молодых ученых и специалистов, становлению и сохранению научных школ, курирует направление по экологической селекции.

About the authors

O. N. Pyshnaya

Federal State Budgetary Scientific Institution Federal Scientific Vegetable Center

Author for correspondence.
Email: naumenko@vniissok.ru

Grand PhD in Agricultural Sciences, Chief Researcher

Russian Federation, Moscow region

L. K. Gurkina

Federal State Budgetary Scientific Institution Federal Scientific Vegetable Center

Email: naumenko@vniissok.ru

PhD in Agricultural Sciences, Senior Researcher

Russian Federation, Moscow region

E. V. Pinchuk

Federal State Budgetary Scientific Institution Federal Scientific Vegetable Center

Email: naumenko@vniissok.ru

PhD in Agricultural Sciences, Senior Researcher

Russian Federation, Moscow region

References

Supplementary files