До Т. Д. Лысенко многие исследователи выдвигали различные гипотезы, стараясь понять, в чем принципиальная разница между яровыми и озимыми формами. Одни полагали, что озимые требуют длительной стадии покоя — приостановки развития — и что зима предоставляет растению такую возможность, другие — что зрелые семена требуют промораживания. Однако эксперименты показали, что это не так: в условиях теплицы при исходной низкой положительной температуре почвы растения пшеницы могли непрерывно расти без приостановки и затем выколашиваться. В 1918 г. немецкий учёный Густав Гасснер пришел к заключению, что именно холод на раннем этапе развития растения является существенным фактором развития и колошения озимых зерновых культур. Оставалось сделать еще один, но решающий шаг: разгадать секрет озимых и получить в руки инструмент управления развитием растения. Этот шаг сделал Т. Д. Лысенко.

^{Книга Т. Д. Лысенко «Стадийное развитие растений»}

К концу 1920-х Т. Д. Лысенко показал полевыми экспериментами, что для успешного развития озимого растения требуется не покой и не промораживание зерна, и даже не холод проростку или молодому растению, как полагал Г. Гасснер. Для развития необходим холод с момента прорастания, а затем медленный рост проростка при низкой положительной температуре в течение определенного времени. Воздействие холода именно на проросток — вот что требуется для запуска нормального развития озимых растений. Более того, оказалось, что всходы ряда яровых культур также могут нуждаться в пониженной температуре в начале своего роста, но потребность в этом у них гораздо меньшая и потому ранний весенний посев вполне обеспечивает её. Что касается особенностей влияния на растение светового режима, то эту сторону стадийного развития (фотопериодизм у растений) детально исследовал коллега Т. Д. Лысенко по Гандже Н. А. Максимов.

Итак, согласно теории Т. Д. Лысенко, в своём развитии растение проходит несколько стадий, первыми и основными из которых являются стадия яровизации и световая стадия. Для успешного прохождения каждой из стадий требуются свои, особые условия среды. Характер прохождения стадий обусловливает все особенности развития, цветения и урожайности конкретного растения. Различные требования различных культур к яровизационным температурам и характеру освещённости (например, необходимость более массированного воздействия холодом на озимые культуры, чьи всходы находятся под снегом) объяснялось дарвиновским принципом естественного отбора. Это открытие Т. Д. Лысенко было не только огромной теоретической важности — открывалась возможность его практического использования, поскольку оно прямо указывало, в какой момент развития надо воздействовать на растение температурой или светом. Оказалось, что растения наиболее чувствительны и отзывчивы на перемену условий при переходе от одной стадии к другой — когда меняются потребности организма. Поэтому помещение прорастающих семян в определенные температурные условия, а молодых проростков — в определенные условия освещения, является, согласно теории Т. Д. Лысенко, способом управления развитием растения. Чтобы изменить развитие растения в желательном направлении, надо воздействовать на него в начале соответствующей стадии в согласии с требуемыми этой стадией внешними условиями.

Теория стадийности явилась в свое время настоящим прорывом в биологии растений: она показала важность факторов среды в запуске процессов развития растения. Она же привела Т. Д. Лысенко к новым научным открытиям.

Понятия развития и роста. Т. Д. Лысенко ясно сформулировал различие между понятиями развития и роста растения (Уайт 1949). По Лысенко, развитие — это качественное изменение растения от одной стадии к другой, приводящее, в конечном счете, к формированию генеративных побегов и размножению. Рост — это накопление массы, точнее — накопление сухого вещества, и/или увеличение размера растения.

В связи с этим Т. Д. Лысенко предложил отличать физиологический (стадийный) возраст от календарного возраста растения, выражаемого в числе дней, прошедших с того момента как зерно тронулось в рост. Растение может длительное время продолжать вегетативный рост, не переходя к плодоношению, если оно не прошло через все необходимые стадии развития и через определяющие эти стадии условия внешней среды.

Ведущими факторами развития растения являются температура и свет, в то время как рост во многом определяется наличием питательных веществ и влаги, наличием или отсутствием вредителей и сорняков, и др., хотя, несомненно, разделение перечисленных факторов по характеру их воздействия на растение не абсолютно: каждый из этих факторов в определенной степени воздействует и на развитие, и на рост организма.

^{Книга Т. Д. Лысенко «Агробиология»}

Агробиология. Т. Д. Лысенко основал науку «агробиология», предметом которой являлось всестороннее изучение комплекса «растение-среда», а целью — исследование того, как организм отзывается на температуру, свет, влажность, вносимые удобрения, соседство других растений и иные факторы среды. Её прикладное значение состояло в знании того, на какой стадии развития надо применить к растению температурное, световое или иное воздействие с целью направить формирование признаков этого растения в нужном направлении.

Т. Д. Лысенко нередко обращался к задачам, которые помимо прикладных интересов имели и большое теоретическое значение. В частности, исследуя проблему гибридизации растительных форм, произрастающих в различных условиях среды, он, на основе своей теории стадийного развития, предложил правило, которое позволяло прогнозировать какие признаки родителей будут доминировать, то есть проявляться у потомка. А именно, он пришел к выводу, что при развитии гибрида в условиях, оптимальных лишь для одной из родительских форм, доминируют те признаки, которые характерны для этой формы (Лысенко 1949, стр. 85-106). Спустя полвека эколого-генетические эксперименты привели В. А. Драгавцева (1994) к сходному заключению. На основе своей теории Т. Д. Лысенко предсказал, что признак «яровость» должен доминировать над «озимостью», и лишь много лет спустя это было подтверждено генетическими данными (Klaimi and Qualset 1974, Стельмах 1983).

Это были серьёзные научные продвижения отечественной науки в то время.

Практические разработки Т. Д. Лысенко

Метод яровизации. Работая над проблемой озимости/яровости и теорией стадийного развития, Т. Д. Лысенко сделал вывод большой практической важности. Он понял: для того чтобы заставить растение развиваться в определённые сроки, надо постараться помочь ему пройти холодовую стадию. А для этого следует вывести семя из покоя и затем подвергнуть его искусственному температурному воздействию. Так он пришел к разработке агротехнического приема, названного им яровизацией семян — по названию стадии развития. Этот практический прием заключается в том, что перед посевом семена замачиваются, отчего они трогаются в рост, а затем выдерживаются определённое время при пониженной температуре. Каждая культура, форма (яровая или озимая) и даже сорт требуют своей температуры и длительности яровизации (скажем, для яровой пшеницы — от одной до двух недель при 5-10 °C, в то время как озимые сорта яровизуют четыре-семь недель при более низких температурах). Яровизация обеспечивает более быстрое развитие и более раннее цветение растений и нередко повышенную урожайность. Сейчас известно, что яровизация семян может изменить уровень метилирования ДНК, а значит — активность соответствующих генов, что и ведёт к изменению темпов развития и роста растения (напр., Burn et al. 1993). Сам термин «яровизация» был введен Т. Д. Лысенко в 1929 г.