Об авторе: Светлана Горкунова, руководитель цветочного направления агрохолдинга «Горкунов».
150 лет назад роза была привилегией русских усадеб. В крымском «Чаире» великая княгиня Анастасия Николаевна собрала коллекцию из двух тысяч розовых кустов. А в тамбовском Козлове (ныне Мичуринск) Иван Мичурин в 1890-х выводил морозостойкие экземпляры с сине-черной окраской, чтобы они выживали в средней полосе. Тогда все зависело от погоды и чутья селекционера, а одним из центров мирового розоводства была Франция. В XX веке цветок перебрался в теплицы, а позже в страны с дешевыми ресурсами и авиалогистикой: Кению, Эквадор, Колумбию. СССР, в свою очередь, сделал ставку на индустрию: комбинат «Крымская Роза» давал 80% всего розового масла страны, а совхозы вроде «Победы» или «Галантуса» штамповали миллионы срезанных бутонов.
Rosa centifolia foliacea. Ботаническая иллюстрация Пьера-Жозефа Редуте, 1824 год
После распада СССР отрасль пережила кризис, но сегодня она снова на подъеме. Розу теперь изучают на уровне генома, для нее программируют индивидуальный климат в теплицах, освещение регулируют, а вредителей атакуют не химией, а полезными насекомыми. Часть операций выполняют роботы, а цифровые двойники помогают прогнозировать урожайность. Сегодня технологии меняют не только способ выращивания, но и саму суть цветка, делая его доступнее, устойчивее и, возможно, даже ароматнее, чем полтора века назад.
Как селекция изменила саму розу
Современная роза — это триумф многовековой селекции, а ее путь начался с очень скромного предка. Около 30 млн лет назад первой розой была простая однолепестковая желтая разновидность с семью листочками на стебле. Яркий алый окрас и пышные махровые бутоны появились значительно позже, благодаря человеческому труду. Настоящий «цветочный ренессанс» начался в XVIII веке, когда древние китайские дикие розы стали скрещивать с европейскими сортами. Так, от одиночного желтого цветка с одним рядом лепестков селекция шаг за шагом привела к появлению более чем 35 тыс. сортов, которые известны сегодня.
Процесс этот кропотливый и долгий. Основной метод, который используют селекционеры по всему миру, это искусственная гибридизация, то есть контролируемое скрещивание двух растений с нужными характеристиками. Чтобы получить один новый сорт, проводят десятки скрещиваний, опыляя тысячи цветов. И даже после этого успех совсем не гарантирован, процент выхода новых сортов может составлять всего около 5% от всех гибридных комбинаций.
Первым селекционером роз в Российской империи стал Николай Гартвис, директор Никитского ботанического сада. За 36 лет он создал более 100 отечественных сортов садовых роз. Его дело продолжили Вера Николаевна и Зинаида Константиновна Клименко — династия, выведшая более 200 новых сортов. Зинаида Клименко к тому же стала первым в СССР селекционером миниатюрных роз. Из мировых имен стоит упомянуть Дэвида Остина, который создал «английские розы» и вывел более 190 сортов. А в 2024 году ученые сделали новый шаг вперед: исследовав геномы 233 образцов Rosa, они смогли проследить вклад разных видов в происхождение современных сортов. Исследователи также обнаружили генетические изменения, которые сделали возможным повторное цветение, повлияли на форму цветка, его более медленное старение и устойчивость к болезням.
Роза в Никитском ботаническом саду, одном из центров отечественной селекции
Особенно показателен пример аромата. В запахе розы участвуют более 500 летучих соединений. Ученые смогли связать отдельные компоненты аромата с конкретными участками генома. Получается, что характерный запах цветка складывается из сотен веществ, а селекция постепенно позволяет понимать, какие именно генетические особенности за него отвечают. И если раньше селекционеры полагались в основном на интуицию и удачу, то сегодня они могут работать с генами целенаправленно.
Для промышленной розы важна целая комбинация свойств. Это размер и форма бутона, длина стебля, устойчивость растения, урожайность, срок хранения и, конечно, внешний вид. Поэтому современная селекция фактически ищет баланс между десятками характеристик.
Английская роза Heritage селекции Дэвида Остина
Свет стал инструментом управления
До того как электричество пришло в теплицы, свет был неуправляемой стихией. Розы росли ровно настолько, насколько позволяли солнце и время года. Зимой вегетация замирала, в пасмурные дни растения чахли. Единственным способом продлить им жизнь было укрытие от холода. Розы укутывали соломой, лапником или специальными колпаками, чтобы защитить от морозов и дать хоть какой-то шанс пережить темный сезон. Первые шаги к управлению светом были сделаны в XX веке. В 1920-х американские ученые Гарнер и Аллард открыли явление фотопериодизма, то есть зависимости цветения растений от продолжительности светового дня. Это стало фундаментом для всех будущих экспериментов с досветкой.
Современное тепличное хозяйство
В СССР в 1964 году на базе Полярно-альпийского ботанического сада провели эксперимент: полиантовые розы выращивали при разной продолжительности освещения, чтобы найти оптимальный режим для роста и цветения. Опыт показал, что 16-часовой световой день дает наибольшее число цветков. Эти поиски продолжил Владимир Былов — заведующий отделом цветоводства Главного ботанического сада АН СССР. В 1970–1980-х он разработал основы светокультуры для роз, гладиолусов и ремонтантной гвоздики — систему управления освещением в закрытом грунте, которая резко повышала продуктивность растений. Так частный эксперимент на Кольском полуострове перерос в фундаментальную научную методологию, которая десятилетиями применялась в советских тепличных хозяйствах.
Сегодня свет в теплице работает как управляемый ресурс. Можно менять продолжительность освещения и его спектр, подстраивая условия под конкретную фазу развития растения. Причем свет способен влиять даже на ботанические болезни. В одном из экспериментов с розами было выявлено, что короткое воздействие красного LED-света в ночной период снизило количество спор мучнистой росы примерно на 88% по сравнению с темнотой. Исследователи установили, что для такого эффекта оказалось достаточно даже одного часа красного света в течение ночного периода.
Экономика технологии также имеет измеримый эффект. Исследование перехода с натриевых ламп высокого давления на LED показывает снижение энергозатрат на освещение примерно на 40%. В результате совокупное энергопотребление теплицы снижается примерно на 10–25%.
Можно ли спроектировать внешний вид цветка
Долгое время проектирование внешнего вида розы было делом случая и терпения. Селекционеры полагались на интуицию, удачу и годы ожидания: скрестили и смотрели, что получилось, но никаких гарантий. В СССР были интересные эксперименты с применением метода индуцированного мутагенеза. Ученые облучали растения, чтобы вызвать случайные изменения, а потом отбирали лучшие.
Полностью создать розу как цифровой объект, то есть задать все параметры до последнего лепестка, пока невозможно. Но селекционеры уже работают с отдельными характеристиками гораздо точнее, чем раньше. Генетический анализ позволяет заранее оценивать перспективность растения и быстрее отбирать нужные комбинации признаков. Сегодня ученые знают, что за число лепестков отвечает конкретный ген NP на хромосоме LG3, а махровость цветка связана с определенными молекулярными механизмами.
Красный свет для растений ускоряет наступление цветения, а при досветке в дневное время может увеличить диаметр бутона на 18% и общий урожай цветов — более чем вдвое. Синий свет, напротив, способен уменьшать длину и диаметр стеблей, делая растения более компактными — это особенно ценно для горшечных культур. Дальний красный спектр стимулирует вытягивание стеблей и укрупнение бутонов, позволяя «растягивать» розу. Подбирая комбинацию спектров, селекционер и агроном сегодня могут буквально проектировать габитус (общий вид. — «РБК Тренды») растения от высоты до размера цветка без изменения генетики.
В эксперименте с розами дополнительное освещение увеличило количество срезанных цветов с 8,3 до 9,4 цветка на растение, то есть примерно на 13%. При этом общий вес срезанных цветов вырос с 334,5 до 395,5 г — почти на 18%. Это хорошо показывает принцип современного цветоводства: технологией можно управлять уже после того, как растение получило свои генетические характеристики. Сегодня мы не просто ждем, что вырастет, — мы проектируем условия так, чтобы роза раскрыла свой максимум.
Стресс и микрозоны: как теплицы учатся «чувствовать» растение
Полвека назад агрономы знали: если рассаду слегка «закалить» — понизить температуру или сократить полив, она становится крепче. Но они делали это почти вслепую, полагаясь на опыт и чутье. Еще в 1930-х советский физиолог растений Павел Генкель разработал метод предпосевного закаливания, основанный на кратковременном подсушивании семян для повышения устойчивости растений к засухе. Он показал, что кратковременное экстремальное воздействие мобилизует защитные системы и в итоге повышает продуктивность. Сегодня этот принцип доведен до точной технологии: растению специально меняют привычные условия — температуру, влажность или водный режим. Дозировка рассчитана так, чтобы запустить защитные реакции, но не остановить рост. Современные теплицы поэтому переходят от постоянного климата к динамическому: система меняет параметры в течение суток, подстраиваясь под фазу развития культуры и под прогноз погоды за окном.
Есть и другой вызов — неоднородность внутри самой теплицы. Даже если помещение выглядит единым, растения у стен, около вентиляции и в центре живут в разных условиях. Перепад температуры между зонами может достигать 3 °C, для человека почти незаметно, но для розы это влияет на испарение и скорость развития. Раньше эту разницу просто игнорировали, усредняя режим по всей площади. Теперь одна большая теплица превращается в набор микрозон: в одной части усиливают вентиляцию, в другой корректируют полив, в третьей меняют спектр досветки. Датчики и автоматика позволяют видеть эти градиенты и управлять каждым участком индивидуально.
Как искусственный интеллект учится управлять теплицей
Следующий этап — чтобы система сама находила оптимальный режим. Датчики собирают информацию о температуре, влажности, освещении и состоянии растений, а алгоритм сопоставляет эти данные и выбирает дальнейшие действия.
В эксперименте с автономной теплицей ИИ управлял выращиванием растений и корректировал режим по мере получения новых данных. Урожайность выросла на 10,15%, а чистая прибыль на 92,7% по сравнению с управлением специалистов. Важно, что эксперимент проводился на томатах, поэтому эти показатели нельзя напрямую переносить на розы. Но сам принцип для цветочного производства безусловно интересен.
Как насекомые заменяют часть химических препаратов
У розы в теплице немало врагов. Самые опасные и распространенные — обыкновенный паутинный клещ (Tetranychus urticae), оранжерейная белокрылка (Trialeurodes vaporariorum) и трипсы (розанный, табачный и западный цветочный). Эти мелкие вредители прокалывают ткани растений и питаются клеточным соком, вызывая деформацию листьев и бутонов, нарушая физиологические процессы, а иногда и переносят вирусные заболевания. В открытом грунте к ним добавляются грызущие фитофаги — пилильщики, листовертки, хрущи и бронзовки, которые выедают листья, содержимое бутонов и прогрызают ходы внутри стеблей. Но в теплицах главная угроза — именно сосущие вредители, и борьба с ними обходится дороже всего.
Исторически арсенал был бедным и опасным. В XIX веке садоводы использовали мышьяк, никотиновые настои и медный купорос. В середине XX века к ним добавились ДДТ, малатион и другие синтетические инсектициды. К 1970-м, когда цветоводство стало крупной индустрией, химические обработки превратились в рутину: только от паутинного клеща требовалось до 30 опрыскиваний за сезон — практически каждую неделю. Это давало результат, но со временем вредители вырабатывали устойчивость к препаратам, а химия накапливалась в почве и растениях, страдали сотрудники теплиц, качество цветов было заметно ниже. Именно пагубное воздействие химических средств на продукт стало решающим фактором для перехода на биологическую защиту.
Сегодня вместо тотальных опрыскиваний в теплицы запускают армию полезных насекомых — энтомофагов. Хищный клещ Трансеус Монтдоренсис считается универсальным средством против белокрылки и трипса именно на розах, он быстро размножается и держит популяцию вредителей под контролем. Хищный клоп Ориус левигатус способен добираться до вредителя внутрь цветков, между лепестками и в пазухи листьев — туда, куда не достает ни одна опрыскивающая форсунка. Против паутинного клеща применяют хищных клещей Phytoseiulus persimilis и Amblyseius andersoni, против белокрылки — паразитоида энкарзию. Биологический метод способен заменить значительную часть химической нагрузки, а в некоторых хозяйствах и отказаться от пестицидов.
Хищный клещ Phytoseiulus persimilis, применяемый для борьбы с паутинным клещом
Почему это лучше химии? Во-первых, энтомофаги работают постоянно, а не разово: они живут в теплице и охотятся до тех пор, пока есть жертва. Во-вторых, у вредителей не вырабатывается устойчивость к хищникам — в отличие от пестицидов, которые приходится менять каждые несколько сезонов. В-третьих, это безопасно для людей и окружающей среды: сотрудники теплиц больше не дышат токсичными аэрозолями. И наконец, качество цветов растет: бутоны становятся крупнее, стебли плотнее, а количество срезанных цветов на квадратный метр увеличивается.
Какие операции уже выполняют роботы
Роботизация на производстве роз стала частью промышленных процессов в крупных тепличных хозяйствах. Роботизированные линии перемещают растения между производственными зонами, сортируют их по высоте и стадии развития, контролируют качество, упаковывают и готовят к отгрузке. Компьютерное зрение постепенно берет на себя подсчет бутонов, поиск повреждений и оценку однородности партии. В селекционных центрах автоматические камеры позволяют наблюдать за тысячами растений одновременно и быстрее находить перспективные экземпляры.
Например, на нашем тепличном комплексе «Новосибирский» автоматизирована посадка горшечной розы: машина наполняет горшки торфом, а робот-расстановщик с производительностью 2,5 тыс. горшков в час расставляет их на столах. Роботы также работают в зонах укоренения, роста и подрезки. На производстве действуют автоматические линии для сортировки и упаковки готовой продукции — до их появления каждую розу упаковывали вручную.
Внедрение роботизации позволило заменить труд примерно 30 человек, при этом производственный процесс ускорился более чем на 20%, сократилось количество брака, улучшилось укоренение растений, а время от посадки до всходов уменьшилось с 14 до 10 дней. Оборудование загружено примерно на 60% от проектной мощности, что оставляет потенциал для роста объемов. Внедрение роботов не означает полного исчезновения людей из теплиц — их функции смещаются в сторону управления техникой и контроля за автоматизированными линиями. Это общий тренд для отрасли: механизация постепенно меняет структуру занятости в цветоводстве, не отменяя человеческого участия, но меняя его характер.
От розы к цифровому двойнику
В теплице сегодня датчики, камеры, алгоритмы и автоматика управляют почти всем — от полива до спектра света. Датчики собирают данные, искусственный интеллект анализирует их, системы климат-контроля меняют условия, компьютерное зрение фиксирует результаты. Однако по-настоящему революционный сдвиг произойдет тогда, когда все эти системы сольются в единую цифровую модель — так называемый цифровой двойник растения.
Что это значит на практике? Сегодня мы реагируем на розу: увидели пожелтение листьев — добавили азота, заметили пятна — проверили на болезни. Цифровой двойник позволит действовать на опережение. Виртуальная копия каждого куста, построенная на массиве данных о генетике, освещении, питании и микроклимате, будет моделировать его состояние в реальном времени и прогнозировать, что произойдет через день, неделю или месяц. Агроном сможет «проигрывать» сценарии: что будет, если повысить температуру на градус, сократить полив или изменить спектр. Причем не на одном растении, а на тысячах одновременно.
Вместо того чтобы бороться с последствиями, система заранее увидит риск засухи, нехватки питания или вспышки вредителя. Это позволит снизить потери урожая, сократить расход удобрений и воды, а главное — получать розы стабильного качества независимо от внешних условий. Для тепличного хозяйства это переход от искусства к точной инженерии: цветок перестает быть черным ящиком, его потребности становятся измеримыми и предсказуемыми.
В конечном счете задача цифровизации в том, чтобы как можно раньше увидеть потребность растения и дать ему именно тот ресурс, который нужен в этот момент. Тогда технологии начинают работать не отдельно, а как единая система. Создание полноценного цифрового двойника теплицы и каждого растения — это не ближайшая перспектива, но вектор очевиден. И когда это случится, роза из объекта выращивания превратится в объект управления с заранее просчитанной траекторией жизни.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.