Вклад П.П. Вавилова в становление и развитие фитофизиологических исследований на Севере

к.б.н. В. Швецова

Физиология и биохимия растений. Эта наука сейчас представлена в нашей республике целой плеядой исследователей, работы которых широко известны не только в России, но и далеко за ее пределами. А начиналось все в годы войны, когда в Сыктывкар была переведена Кольская база Академии наук СССР. В 1941-1942 гг. на этой базе небольшим коллективом эвакуированных из Москвы сотрудников Института физиологии растений во главе с академиком А.Л. Курсановым, тогда еще кандидатом биологических наук, была организована группа по изучению растительного сырья. Задачи диктовались временем: оценка витаминного состава дикорастущих растений, пригодных для употребления в пищу, разработка рекомендаций по сохранению их питательности при заготовке и хранении, рекомендации по хранению картофеля и овощей. Несколько позднее в составе сектора "Растительные ресурсы" была организована лаборатория биохимии и физиологии растений, которую возглавил старший научный сотрудник В.И. Глазунов. Научным консультантом был назначен А.Л. Курсанов и оставался на этой должности уже после отъезда в Москву, вплоть до 1945 г. Эта лаборатория, кроме изучения химического состава растений, испытывала сорта картофеля, пшеницы и овощей на пригодность для возделывания их в условиях Севера, разрабатывала рекомендации по хранению картофеля и овощей. После ухода В.И. Глазунова в 1947 г. лаборатория распалась.

Работы по физиологии и биохимии растений возобновились почти через 10 лет, благодаря усилиям Петра Петровича Вавилова. Появилась объективная необходимость в фитофизиологических исследованиях. Интенсивное освоение минеральных ресурсов республики тянуло за собой быстрый рост населения и необходимость снабжения его продуктами питания. Маломощному сельскому хозяйству края это было не под силу. Основу быстрого роста сельскохозяйственного производства Петр Петрович видел в создании прочной кормовой базы животноводства, в организации крупномасштабного производства картофеля и овощей. Решить проблемы растениеводства без знания закономерностей жизнедеятельности растений в своеобразных условиях Севера было невозможно. Начались поиски специалистов. Приглашение выпускников ВУЗов с последующим их обучением в аспирантуре не было успешным. Из нескольких аспирантов, прикомандированных для обучения в центральных институтах, в Сыктывкар вернулась только одна.

И все-таки, исследования в конце концов были организованы. Видимо, по договоренности с К.А. Моисеевым, они начали развиваться в отделе биологии растений. Первым специалистом была Е.С. Болотова. Елена Степановна после окончания аспирантуры не захотела защищать написанную ею диссертацию по биологии томатов и их возделыванию на Севере и приступила к работе в отделе биологии. Ей под наблюдение были переданы культуры, которыми, по какой-то причине, никто не занимался. Эти культуры, поначалу, и стали объектами исследований. Так, К.А. Моисеев ей передал две посылки с семенами из Кольского филиала, в одной из которых были семена борщевика Сосновского, в другой – семена борщевика понтийского. Семена были высеяны на предоставленные участки на Выльгортской биологической станции Коми филиала. Это были самые первые посевы борщевика в республике. Их мощный габитус, красота производили впечатление на всех, кто видел эти растения. Кроме того, Елене Степановне были переданы семена кукурузы, выращиванием которой никто из более опытных сотрудников не хотел заниматься. Кукуруза была посеяна впервые в 1954 г. Этот год отличался исключительно благоприятной погодой и кукуруза удалась. Растения были до 2 м высотой. О кукурузе заговорили. Однако уже на следующий, неблагоприятный, 1955 г., высота растений едва достигала 50 см. Посевы оказались изреженными из-за неполных всходов. Скоро кукуруза стала "партийной культурой" и вошла в список для обязательного изучения. На Е.С. Болотовой лежала еще ответственность за выращивание томатов. Это была трудная работа. Загруженность чисто агрономической, агробиологической работой практически не оставляла времени на наблюдения. Е.С. Болотова высказала это на собрании отдела. Она высказалась также о необходимости изучения динамики роста и развития растений. Это было интересно и П.П Вавилову. Тем более, что Е.С. заинтересовали только что появившиеся работы А.А. Ничипоровича о продуктивной работе листьев, которая сейчас называется чистой продуктивностью фотосинтеза. В 1957 г., когда в лабораторию пришла В.М. Швецова, решили, что она будет изучать интенсивность фотосинтеза, а в период освоения методик и организации измерений на нее была возложено изучение углеводного комплекса кормовых и овощных растений. Через год, в 1958 г. были приняты на работу еще два физиолога растений. Петр Петрович постепенно подбирал коллектив. К 1961 г. в отделе биологии Коми филиала АН СССР работали уже шесть физиологов растений. Результаты поисковых работ этой группы и выполненных ранее работ по агробиологической тематике позволили сделать вывод о целесообразности ориентации растениеводства северных районов нечерноземной полосы на возделывание растений, у которых используются главным образом вегетативные органы (картофель, овощи, корнеплоды, силосные растения, одно- и многолетние травы).

Все яснее прорисовывались планы Петра Петровича о системных, комплексных исследованиях продукционного процесса растений. Постепенно создавалась и лабораторная база. К 1962 г., когда по инициативе П.П. Вавилова был организован Институт биологии, уже сложился небольшой, но дружный, работоспособный и очень инициативный коллектив фитофизиологов, который и составил костяк вновь образованной лаборатории физиологии растений. По настоянию Петра Петровича на должность заведующей, минуя должность исполняющего обязанности, президиум филиала утвердил В.М. Швецову, которой едва исполнилось 26 лет, и которая не имела еще ни одной опубликованной работы. Научное руководство лабораторией взял на себя Петр Петрович.

Предполагалось, что многостороннее изучение продуктивности растений и факторов, от которых она зависима, позволит оптимизировать технологию возделывания изучаемых культур. Во главу угла были поставлены полевые опыты. Они закладывались не только и не столько как объект исследований, но и как наглядное пособие для практиков сельского хозяйства, которые на примере опытных полей учились и культуре производства и в деталях могли ознакомиться с тем, что им предстояло внедрять на своих полях. В то время специалисты сельского хозяйства, рядовые агрономы, бригадиры, передовики полеводства, а также руководители сельского хозяйства и республики были частыми гостями на опытных участках.

С самого начала изучение основных характеристик продукционного процесса сопровождалось тщательными и детальными наблюдениями за климатическими и микроклиматическими факторами, а также за факторами почвенного питания и режима СО2 во всех вариантах опытов. Первой темой лаборатории физиологии растений была утверждена тема "Пути повышения продуктивности фотосинтеза при помощи агротехнических приемов". Петр Петрович был не просто руководителем, вдохновителем работ, но принимал в них личное участие. Несмотря на свою загруженность административной работой, он находил время для участия в полевых опытах. В дни проведения общих наблюдений, Петр Петрович занимался измерениями интенсивности освещения, скорости ветра, температуры воздуха и почвы в посевах, а также принимал участие в определении «дыхания почвы».

Каждый из сотрудников отвечал за большой и самостоятельный раздел исследований. Е.С. Болотова вместе со своими помощниками изучала динамику роста и развития, чистую продуктивность фотосинтеза в посевах. На Н.В. Чебыкиной лежала ответственность за изучение формирования корневой системы опытных растений, за агрохимические показатели и за изучение "дыхания почвы". Ей удалось выявить различия в динамике углекислоты в посевах с различной густотой стояния и в зависимости от внешних факторов. В.М. Швецова была ответственна за исследования интенсивности фотосинтеза, эффективности использования солнечной радиации посевами и изучение углеводного комплекса. Несколько позднее был введен раздел «фотосинтетические пигменты», за выполнение которого с большим энтузиазмом взялась С.В. Куренкова. Это стало делом ее жизни. Результаты исследований Светланы Владимировны недавно опубликованы в добротной монографии. За все показатели, которые относились к водному режиму, отвечала А.М. Швецова. Она была пионером исследований по ускорению развития растений с помощью химических регуляторов роста. Ее рекомендации не потеряли своего значения и в настоящее время. Л.К. Грунина взяла на себя ответственность за изучение азотсодержащих веществ. Работы Л.К. Груниной легли в основу современных исследований лаборатории по азотному обмену растений в связи с продукционными процессами. Большая часть работ требовала освоения методов работы, изобретательности в их применении, поскольку ранее почти никто не специализировался в тех исследованиях, которые предстояло проводить. Наиболее опытной среди молодых сотрудников была Р.А. Рощевская. Она пришла уже со сложившимся и актуальным для нашего коллектива кругом научных интересов, которые охватывали вопросы минерального питания и вопросы фосфорного обмена в растениях. Еще более опытным сотрудником была В.Г. Дорошенко. Она единственная в лаборатории имела степень кандидата биологических наук. Область ее научных интересов лежала в изучении морфогенеза зерновых и силосных растений. К сожалению, после ее отъезда исследования в этом интересном направление приостановились.

Наверное, трудно было удержать столь разноплановые интересы исполнителей в рамках одной темы, но Петру Петровичу это удалось. Объект исследований был общим для всего коллектива. Опыты закладывали также все вместе. Уборка и учет урожая также были общим делом. Порядок работ, время взятия проб и другие детали тщательно согласовывались и координировались. Петр Петрович своим доброжелательным, заинтересованным отношением к работе и сотрудникам, которые ее выполняли, очень способствовал сплочению коллектива и высокой его работоспособности.

Петр Петрович очень много сил прилагал для роста квалификации сотрудников. Он считал, что для успешной работы обязательна связь и хороший контакт с ведущими специалистами и делал все от него зависящее, чтобы эти контакты налаживались и поддерживались. С первых дней существования лаборатория была связана деловыми контактами с МГУ, Главным ботаническим садом, Ботаническим институтом им. В.Л. Комарова, с ВИРом, Институтом химии природных соединений и многими другими научными и учебными заведениями страны, ведущие специалисты которых становились научными руководителями наших аспирантов, консультантами по разделам наших исследований.

В Коми филиале развивались не только работы по физиологии и биохимии сельскохозяйственных растений. Уже с начала пятидесятых предпринимались попытки к организации работ по физиологии и биохимии древесных растений. Петр Петрович также всячески поддерживал эти инициативы. В частности, Т.Л. Богданова, насколько мне известно, первый кандидат биологических наук по физиологии древесных растений с благодарностью вспоминает помощь Петра Петровича в организации ее аспирантской работы и обеспечении научного руководства. Научным руководителем работы была Ю.Л. Цельникер, наверное, самый известный из физиологов лесных растений в нашей стране.

После отъезда Петр Петрович еще много лет оставался сначала научным руководителем, а потом научным консультантом лаборатории физиологии растений. Результаты исследований тех лет представлены в четырех монографиях, десятках научных статей, десятках докладных записок в директивные органы, многочисленных рекомендациях сельскому хозяйству. Сотрудники лаборатории не раз были участниками и даже медалистами ВДНХ. Самое главное, на мой взгляд, состоит в том, что все эти работы послужили фундаментом, на котором выросли все последующие исследования.

Интересы сотрудников постепенно стали выходить за рамки традиционных исследований. Так, в 1966 г. сотрудники лаборатории впервые взялись за изучение биохимических характеристик сеяных и дикорастущих трав в Воркутинской тундре. Петр Петрович сначала не очень приветствовал эти работы, считая, что они отвлекут сотрудников от решения проблем продуктивности культурных растений на Севре. Однако, просмотрев первые результаты, он согласился с целесообразностью проведения таких работ. Тогда удалось показать, что кормовая ценность северных трав не хуже, как это было принято считать, а лучше, чем у трав умеренной полосы. В них больше витаминов, легкоусвояемых углеводов, белков, но при традиционной заготовке сена во влажном и холодном климате эти вещества легче, чем на юге, теряются, и питательная ценность сена оказывается очень низкой. Этот вывод послужил основанием для внедрения более пригодных методов заготовки кормов.

Позднее исследования по интенсивности фотосинтеза и углеводного состава переросли в серию работ по экологии фотосинтеза (В.М. Швецова под руководством проф. О.В. Заленского). Результаты, полученные на дикорастущих растениях западного Таймыра, позволили не только установить закономерности фотосинтетического газообмена у арктических растений, но и выявить различия между зонами оптимальной температуры для синтеза ассимилятов и использования их на рост. Работы по экологии фотосинтетического метаболизма (С.К. Назаров под руководством академика А.Т. Мокроносова) существенно продвинули науку в понимании одного из главных механизмов адаптации растений к холодному климату. Эти работы дали толчок исследованиям продуктивности культурных растений на новой, современной методологической основе.

В свое время не удалось в достаточной мере развернуть исследования взаимосвязи продукционного процесса с минеральным питанием. Однако некоторое продолжение эти работы имеют. Показатели продуктивности растений используются в настоящее время при изучении эффективности удобрений, в частности новых видов удобрений из отходов производств, например, компостов на основе гидролизного лигнина и удобрений из местных месторождений минерального сырья (д.с-х.н Хмелинин, к.б.н В.М. Швецова).

Не все из задуманного Петром Петровичем было организовано сразу. Так, очень долгое время нам никак не удавалось приступить к изучению роли дыхания в продукционном процессе растений. Исследования удалось организовать только в 1971 г. Их начала Т.К. Головко на материале лаборатории под руководством крупнейшего в нашей стране специалиста по дыханию растений О.А. Семихатовой. Исследования Т.К. Головко были очень успешными. Ей удалось выявить не только связи дыхания с ростом, продуктивностью и адаптационными возможностями растений, но и далеко продвинуться в понимании механизма процесса и связи его со всеми другими системами жизнедеятельности и жизнеобеспечения растений. В настоящее время эти работы занимают ведущее положение в данной отрасли исследований в академической и сельскохозяйственной науке России.

Сейчас ясно, что комплексные, многосторонние исследования продукционного процесса, которые начал Петр Петрович в стенах Коми филиала АН СССР, развиваются. Появились новые перспективные направления, многие из которых выросли из фундаментальных работ, заложенных полвека тому назад Петром Петровичем Вавиловым.