Darń na podłożach próchnicznych: reżim wodny traw darniowych w powiązaniu z ich odpornością na suszę
W strefie stepowej powodzenie uprawy trawy zależy od temperatury i warunków wodnych gleby i powietrza. W obwodzie dniepropietrowskim (obwód naddnieprzański) średnia temperatura powietrza w styczniu wynosi -5,7°C, a w lipcu +22,2°C. W niektórych latach temperatura powietrza latem wzrasta do +35–40°C, a przy powierzchni gleby do +63–65°C. Średnie opady w okresie wegetacyjnym wynoszą 240–280 mm, a roczne 400–490 mm.
W latach suchych (2020, 2024) w okresie czerwiec–sierpień wilgotność gleby na terenach suchych utrzymywała się na poziomie rezerw martwych.
W związku z tym wegetacja traw darniowych zachodzi w trudnych warunkach hydrotermalnych. W okresach intensywnych czynników meteorologicznych (lipiec–sierpień) suszy atmosferycznej w strefie stepowej zazwyczaj towarzyszy susza glebowa. Klasyczne trawy darniowe strefy umiarkowanej, w tym kostrzewa czerwona ( Festuca rubra L. ), wiechlina łąkowa ( Poa pratensis L. ), mietlica rozłogowa ( Agrostis stolonifera L. ) i kilka innych traw, są w przeważającej mierze mezofilne. Trawy te wykazują znaczną plastyczność ekologiczną i rozległe zasięgi fitocenotyczne, co otwiera drogę do przezwyciężenia nierównowagi geograficznej i ekologicznej oraz ułatwia pomyślną ekspansję tych gatunków na obszary suche.
Badania w strefie stepowej
Od kilku lat Ogród Botaniczny Dnieprowskiego Uniwersytetu Narodowego oraz nowoczesne laboratoria Agro.Bio prowadzą badania mające na celu identyfikację gatunków rodzimych i introdukowanych, obiecujących w tworzeniu długotrwałych, odpornych na suszę nawierzchni darniowych. Trawy darniowe uprawiano na zwykłym, niskopróchnicznym, mulistym i lekkim czarnoziemie o naturalnym reżimie wilgotnościowym (Ogród Botaniczny Dniepr), a także na trzecim tarasie leonardytowych odcinków Kanału Orelskiego (gospodarstwo rolne Peremoha w obwodzie dnieprowskim). Celem było prześledzenie zależności między bioekologią obiecujących traw darniowych a specyficznymi elementami reżimu wodnego.
Reakcje roślin na zmieniające się warunki środowiskowe w okresie letnim (czerwiec–sierpień) określono poprzez obserwacje terenowe i laboratoryjne badania reżimu wodnego. Pojemność wodną liści trawy trawnikowej określono standardowymi metodami specjalistycznymi. Niedobór wody obliczono jako procent całkowitej zawartości wody w liściach po ich nasyceniu.
Specjaliści z naszego laboratorium ustalili, że zawartość wody w tkankach liści traw zbożowych zależy od sezonowych warunków hydrotermalnych i od specyfiki biologicznej gatunku.
Średnie wartości bezwzględnej zawartości wody w liściach w dynamice sezonowej dla lat 2022-2023 i 2024-2025 przedstawiono w tabelach 1 i 2. Dane te pokazują, że zakres bezwzględnej zawartości wody w roślinach różnych grup ekologicznych znacząco się różni. Bezwzględna minimalna zawartość wody w liściach, wynosząca 40,7%, została zaobserwowana u kostrzewy wąskolistnej kseromorficznej w sierpniu suchego roku 2022. Zawartość wilgoci w liściach kostrzewy gwałtownie spadła w sierpniu mniej suchego roku 2023 (46,2%), co jest związane z przygotowaniem roślin do letniego okresu „półspoczynku”. Bezwzględna maksymalna zawartość wody w kostrzewie wynosi 69,8%. U mezofity i mezokserofitów bezwzględne maksimum wyniosło odpowiednio 78% (mietlica biała) i 72,1–78,3% (pszenica czubata). Absolutnie minimalna zawartość wody w mezofity wynosiła 52,8% (wiechlina preriowa), a w mezokserofitach 50,8–56,8% (pszenica czubata).
Tabela 1. Bezwzględna zawartość wody w liściach trawy trawnikowej w dynamice sezonowej
(Ogród Botaniczny w Dnieprze, 2022-2023)
| Typy | 2022 (wersja 5) | 2022 (VI) | 2022 (VII) | 2022 (VIII) | 2022 (IX) | 2023 (wersja 5) | 2023 (VI) | 2023 (VII) | 2023 (VIII) | 2023 (IX) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Biała mietlica | 75,6 | 68.1 | 64,5 | 64.2 | — | 74,5 | 62.1 | 76,9 | 67.1 | 78,0 |
| Miętlica psia | 75,0 | 69,7 | 61,6 | 60,7 | 67,8 | 68,7 | 61,4 | 66.2 | 55,6 | 61,5 |
| Pnąca trawa mietlica | 75,0 | 65.3 | 66,5 | 66,4 | 72,5 | 65,9 | 70,8 | 63,9 | 69,4 | 71.3 |
| Pszenica czubata | 72.1 | 69,7 | 62,7 | 56,8 | 63,8 | 71,0 | 68,4 | 65,4 | 62.3 | 65,8 |
| Kostrzewa | 66,0 | 57,0 | 55,7 | 40,7 | 69,8 | — | 62,0 | 65,6 | 46.2 | 54,0 |
| Kostrzewa czerwona | 66,9 | 70,6 | 64,0 | 64,0 | 63,0 | 66,0 | 71,7 | 71,7 | 65.3 | 62,9 |
| Bluegrass łąkowy | 72,0 | 71,0 | 68,5 | 62,8 | — | 68,4 | 66.1 | 66,0 | 51.3 | 66,9 |
| Życica trwała | 77,5 | 76,8 | 74,8 | 69,7 | 76,2 | — | — | — | — | — |
Tabela 2. Zawartość wody w liściach trawy trawnikowej w dynamice sezonowej
(przedsiębiorstwo rolne „Peremoga”, 2024-2025)
| Typy | Sezon wegetacyjny | 2024 (maj) | 2024 (czerwiec) | 2024 (lipiec) | 2025 (maj) | 2025 (czerwiec) | 2025 (lipiec) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kostrzewa łąkowa | I | — | 60,0 | 57,6 | 74,5 | 67,7 | 72,0 |
| II | 84,5 | 58.2 | 49,5 | 61,8 | 50,0 | 66,9 | |
| III | — | — | — | 62,6 | 50.1 | 69.3 | |
| Kostrzewa czerwona | I | — | 57.3 | 67.1 | 72,5 | 70,0 | 73,0 |
| II | 78,0 | 61,7 | 65.2 | 66,4 | 50,0 | 73,7 | |
| III | — | — | — | 51.2 | 53.1 | 78,0 | |
| Pszenica czubata | I | — | 64,7 | 65,0 | 78,3 | 60,0 | 71,9 |
| II | 61,8 | 61,5 | 50,8 | 60,6 | 55,5 | 72,5 | |
| III | — | — | — | 59,0 | 52,7 | 71.1 | |
| Stokłosa bezostna | I | — | 64.2 | 64,0 | 67.2 | 68,9 | 69.3 |
| II | 77,5 | 67,6 | 56.2 | 66,5 | 59,9 | 70,0 | |
| III | — | — | — | 61,8 | 42.1 | 76,3 |
Wraz z nadejściem okresów suszy większość traw trawnikowych doświadcza większego lub mniejszego spadku zawartości wody w liściach, a następnie, z reguły, jej ponownego wzrostu wraz ze spadkiem stresu hydrotermalnego, co zbiega się z wtórnym wznowieniem wegetacji jesienią. Jednak w latach 2023 i 2025, z powodu gwałtownego spadku stresu w lipcu (z opadami wynoszącymi odpowiednio 87 i 63 mm), spadek zawartości wody w liściach ustał, a w niektórych przypadkach nawet wzrósł.
Zawartość wody bezwzględnej w liściach roślin w pierwszym roku wegetacji jest wyższa niż w roślinach w roku drugim i trzecim (tab. 2, 4).
Utrata wody i stosowanie środków antystresowych
Spadek zawartości wody w liściach traw trawnikowych wraz z narastającą suszą ma pewne pozytywne skutki. Zwiększa siłę ssania tkanki i zmniejsza tempo transpiracji, co można uznać za sposób zapobiegania dalszemu więdnięciu i usychaniu roślin. Jak pokazują współczesne badania, stosowanie antystresowego regulatora wzrostu Amino Energy Agro.Bio (optymalna dawka: 2 l/ha) w tym okresie pozwala roślinom efektywniej zarządzać oddychaniem komórkowym, łagodząc skutki silnej suszy i utrzymując równowagę hormonalną.
Bezwzględna zawartość wody jest bezpośrednio związana z pojemnością wodną liści, która jest determinowana przez koloidalno-chemiczne właściwości protoplazmy oraz zawartość koloidów i substancji osmotycznie czynnych. Pojemność ta jest bezpośrednio zależna od ekologii środowiska wzrostu rośliny oraz od nasilonych czynników meteorologicznych w okresie wegetacji. Współcześni badacze wskazują na możliwość wykorzystania wydajności wodnej jako integralnego wskaźnika hydrofilowości roślin i pojemności wodnej plazmy liściowej danego gatunku, co jest niezbędne dla odporności roślin w niekorzystnych warunkach środowiskowych.
W różnych grupach ekologicznych można zaobserwować ogólną tendencję w zakresie wydajności wodnej: wraz ze wzrostem suszy rośliny w większym lub mniejszym stopniu ograniczają wydajność wodną.
Tempo utraty wody przez pojedyncze liście, jak również bezwzględna zawartość wody, zmieniają się wraz z wiekiem (tabele 3, 4). Liście kostrzewy czerwonej, mietlicy pospolitej, kupkówki pospolitej i lucerny sierpowatej w pierwszym roku wegetacji traciły wodę szybciej niż rośliny w drugim i trzecim roku (obserwacje prowadzono w tym samym czasie).
Tabela 3. Wydajność wody z izolowanych liści zbóż wieloletnich w różnym wieku
(czerwiec, przedsiębiorstwo rolne „Peremoga”)
| Typy | Sezon wegetacyjny | Utrata wody w % po 1 godzinie | Utrata wody w % po 2 godzinach | Utrata wody w % po 4 godzinach | Utrata wody w % po 6 godzinach | Utrata wody w % po 8 godzinach |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Kostrzewa łąkowa (2024) | I | 22,8 | 34.3 | 45,6 | 54,0 | 55,7 |
| II | 21.8 | 35.4 | 42.4 | 47,8 | 49,0 | |
| III | — | — | — | — | — | |
| Kostrzewa łąkowa (2025) | I | 12,5 | 37,5 | 39,6 | 48,0 | 66,4 |
| II | 25,0 | 37,5 | 37,5 | 37,5 | 50,0 | |
| III | 19.4 | 22.2 | 27.7 | 33.3 | 38,8 | |
| Kostrzewa czerwona (2024) | I | 9.1 | 16.1 | 19,5 | 33,7 | 49.3 |
| II | 16.1 | 22,5 | 35,8 | 47,6 | 59.3 | |
| III | — | — | — | — | — | |
| Kostrzewa czerwona (2025) | I | 12,5 | 50.2 | 59.3 | 68,4 | 69,7 |
| II | 16.6 | 33.3 | 33.3 | 33.3 | 50,0 | |
| III | 25,0 | 37,5 | 37,5 | 40,6 | 53.1 | |
| Pszenica czubata (2024) | I | 10.9 | 15.4 | 19,9 | 24.6 | 51,8 |
| II | 13.6 | 22.1 | 29.1 | 48,5 | 59,0 | |
| III | — | — | — | — | — | |
| Pszenica czubata (2025) | I | 20.8 | 35.4 | 41.6 | 48,9 | 60,0 |
| II | 12.6 | 30.9 | 34.4 | 49,9 | 49,9 | |
| III | 14.3 | 29.1 | 33.3 | 33.3 | 50,7 | |
| Ognisko bez ostów (2024) | I | 20.6 | 28,6 | 38,0 | 44,8 | 58,8 |
| II | 14.9 | 28,7 | 37.3 | 40.4 | 56.3 | |
| III | — | — | — | — | — | |
| Ognisko bez ostów (2025) | I | 29.3 | 48,9 | 58,7 | 60,7 | 68,9 |
| II | 14.9 | 33,9 | 41.4 | 42,9 | 59,9 | |
| III | 20,0 | 33.3 | 40,0 | 42,0 | 42.1 |
Tabela 4. Dzienna wydajność wody z liści izolowanych i całkowita zawartość wody w trawach trawnikowych w różnym wieku
(czerwiec 2021, Dniepr, Ogród Botaniczny)
| Typy | Sezon wegetacyjny | Utrata wody po 1 godzinie, % | Utrata wody po 2 godzinach, % | Utrata wody po 4 godzinach, % | Utrata wody po 6 godzinach, % | Utrata wody po 8 godzinach, % | Utrata wody po 24 godzinach, % | Całkowita zawartość wody, % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Kostrzewa łąkowa | I | 7.6 | 16.9 | 23.6 | 33,9 | 40.3 | 63,5 | 69,4 |
| III | 3.9 | 10.7 | 14.8 | 23,5 | 29.1 | 53.3 | 60.1 | |
| Miętlica psia | I | 24.4 | 38.3 | 46,0 | 56.1 | 68,6 | 71.1 | 75,0 |
| III | 14.9 | 19,9 | 29.4 | 37,9 | 41,9 | 47,6 | 87.1 | |
| Kupkówka | I | 10.2 | 14.6 | 23.1 | 35.1 | 45,7 | 65,7 | 74.1 |
| III | 7.1 | 8.0 | 11.3 | 17.1 | 22.6 | 60,8 | 73,9 | |
| Lucerna sierpowata | I | 8.9 | 11.6 | 15.6 | 20.8 | 26,0 | 49,0 | 76,4 |
| III | 5.2 | 10.2 | 14.8 | 19,9 | 25.1 | 46.3 | 67,3 |
Niedobór wody w liściach trawy trawnikowej
Tendencja ta jest widoczna w większym stopniu u kostrzewy czerwonej, perzu kędzierzawego i mietlicy psiej, a w mniejszym stopniu u kupkówki pospolitej i lucerny sierpowatej.
Warunki hydrotermalne podczas suszy powodują niedobór wody w aparacie asymilacyjnym traw trawnikowych. Skala niedoboru wody u roślin zależy od bioekologii gatunku, warunków klimatycznych danego obszaru, sposobu pielęgnacji i szeregu innych czynników.
Tabele 5 i 6 przedstawiają dane dotyczące określenia niedoboru wody w liściach traw gazonowych w suchych miesiącach lipiec-sierpień 2022 r. i czerwiec 2025 r. Istotny wzrost niedoboru wilgoci od czerwca do sierpnia zaobserwowano dla wszystkich traw gazonowych, niezależnie od bioekologicznej specyfiki gatunku, i wynosił on 9,6–28,47 na czarnoziemie oraz 6,8–35,0 na podłożu leonardytowym. Wzrost niedoboru od czerwca do lipca zaobserwowano dla mietlicy psiej, kostrzewy drobnolistnej, kostrzewy, wiechliny wąskolistnej, kostrzewy czerwonej, kostrzewy łąkowej, perzu czubatego i stokłosy bezostojnej. Wzrost niedoboru wilgoci u rodzimych kserofitów jest najprawdopodobniej związany ze specyfiką ich rytmu rozwoju.
Tabela 5. Niedobór wody w liściach czołowych traw gazonowych w dynamice sezonowej
(Ogród Botaniczny w Dnieprze, 2022)
| Typy | Niedobór wody (czerwiec), % | Niedobór wody (lipiec), % | Niedobór wody (sierpień), % |
|---|---|---|---|
| Biała mietlica | 12.13 | 14.06 | 20:30 |
| Miętlica psia | 19,50 | 20.42 | 25,90 |
| Pnąca trawa mietlica | 13.13 | 14.06 | 20:30 |
| Pszenica czubata | 10.23 | 14,98 | 19,60 |
| Kostrzewa | 10,93 | 21.41 | 23:30 |
| Kostrzewa łąkowa | 13,35 | 13,79 | 20.15 |
| Kostrzewa czerwona | 13,60 | 18.17 | 22,50 |
| Kostrzewa bruzdowana (kostrzewa) | 13,84 | 26.20 | 28,47 |
| Kupkówka | 18,85 | 20.20 | 26.20 |
| Bluegrass łąkowy | 14,50 | 19,54 | 28.19 |
| Poa angustifolia | 14,50 | 25.29 | 26.10 |
| Życica trwała | 9,70 | 19:45 | 28.19 |
| Rogaty lotos | 16,38 | 20,59 | 22.07 |
| Koniczyna biała | 19.36 | 21.15 | 24,25 |
Tabela 6. Niedobór wody w liściach traw zbóż trwałych w dynamice sezonowej
(gospodarstwo rolne „Peremoga”, 2025)
| Typy | Sezon wegetacyjny | Niedobór wody, % (czerwiec) | Niedobór wody, % (lipiec) | Zawartość wody, % (czerwiec) | Zawartość wody, % (lipiec) |
|---|---|---|---|---|---|
| Kostrzewa łąkowa | I | 14.2 | 20,0 | 63,0 | 72,0 |
| II | 12,0 | 30.9 | 51.4 | 66,9 | |
| III | 7.9 | 28.3 | 42.2 | 66,6 | |
| Kostrzewa czerwona | I | 13.0 | 20.8 | 63.3 | 73,0 |
| III | 7.9 | 14.2 | 51.3 | 75,0 | |
| Pszenica czubata | I | 6.8 | 20,0 | 60,4 | 71.4 |
| II | 9.0 | 32,7 | 53,7 | 72,5 | |
| III | 16.6 | 30.3 | 46,0 | 70,0 | |
| Stokłosa bezostna | I | 12.7 | 35,0 | 66.2 | 71.4 |
| II | 20,0 | 29,5 | 62,0 | 71,0 | |
| III | 25,0 | 34,9 | 51,0 | 76,3 |
Rośliny zakończyły swój cykl reprodukcyjny, a organizm zaczyna przygotowywać się na letnią depresję.
Grupy traw według odporności na suszę
Bezpośrednie obserwacje wizualne traw darniowych w uprawnych fitocenozach o różnym reżimie ekologicznym, jak również w naturalnych cenozach łąkowych w latach 2022–2025, pozwalają ocenić stopień ich odporności na suszę polową.
Oprócz przedstawicieli rodzimej flory kseromorficznej (kostrzewa, wiechlina wąskolistna, perz czubaty, stokłosa bezostojna), mezofity o różnym stopniu kserofityzacji (kostrzewa drobnolistna, kostrzewa szorstkolistna i kostrzewa czerwona) sprowadzone ze strefy lasów umiarkowanych, uznajemy za trawy o znacznej odporności na suszę. W warunkach naturalnej wilgotności rośliny te przestały rosnąć w lipcu i sierpniu; letnia depresja ustąpiła miejsca intensywnej odnowie roślinności jesienią wraz ze spadkiem stresu hydrotermalnego. Przy umiarkowanym podlewaniu wegetacja trwała przez całe lato. Turgor liści łatwo regenerował się pod wpływem wilgoci. Rośliny te są dość odporne na suszę glebową, ale gorzej znoszą suszę powietrzną.
Trawy umiarkowanie odporne na suszę są przeważnie mezomorficzne. Rośliny mezofityczne są bardziej wymagające pod względem wilgotności gleby i stosunkowo odporne na suszę powietrzną. Rośliny z tej grupy wymagają regularnego podlewania w okresie letnim (mietlica pospolita, mietlica rozłogowa, kostrzewa łąkowa, życica trwała itp.).
Do roślin o niskiej odporności na suszę należą mezofity, które źle znoszą suszę w powietrzu i glebie. Trawy te wymagają obfitego podlewania (mietlica biała, trawa psia, wiechlina, koniczyna biała).
Porównując dane dotyczące formowania pędów i biomasy dzikich traw uprawianych na zwykłym czarnoziemie i glebie leonardytowej w podobnych warunkach, zauważono nasilenie tych procesów u szeregu gatunków w tym drugim przypadku. Zastosowanie organicznego stymulatora Totem Agro.Bio (w optymalnej dawce 2 l/ha) podczas przygotowywania podłoża leonardytowego znacząco aktywowało mikroflorę i wydłużyło sezon wegetacyjny. Dokładniej, pod koniec pierwszego roku wegetacji zagęszczenie łanu kostrzewy czerwonej w glebie leonardytowej wynosiło 141 pędów/dm2 , podczas gdy na czarnoziemie wynosiło 124 pędy/dm2 . Pod koniec drugiego roku wegetacji na leonardycie utworzyło się 225 pędów/ dm2 , podczas gdy na czarnoziemie tylko 176.
Podobne wyniki uzyskano dla biomasy traw darniowych, gdzie podłoże leonardytowe stymulowało przede wszystkim rozwój bujnej darni. Kostrzewa czerwona uprawiana na leonardycie miała masę korzeniową 1,33 kg/m² pod koniec pierwszego sezonu wegetacyjnego , w porównaniu do 0,63 kg/m² na czarnoziemie ; pod koniec drugiego sezonu wegetacyjnego wartości te wynosiły odpowiednio 2,35 i 1,47 kg/m² . Podobne dane uzyskano dla szeregu innych wieloletnich traw darniowych.
Wnioski
- Stopień nasycenia wodą, wydajność wodna i deficyt wodny liści traw gazonowych zależą przede wszystkim od ich bioekologii i są związane ze środowiskiem hydrotermalnym i warunkami środowiskowymi siedliska danej fitocenozy roślinnej.
- Połączenie laboratoryjnych oznaczeń reżimu wodnego z obserwacjami terenowymi odporności traw gazonowych na suszę pozwoliło na wyodrębnienie grup roślin istotnie odpornych na suszę (kostrzewa, wiechlina wąskolistna, kostrzewa czerwona, stokłosa bezostna, perz kędzierzawy), umiarkowanie odpornych na suszę (kostrzewa łąkowa, życica trwała) i słabo odpornych na suszę (mietlica biała i psia, wiechlina sosnowa), które można polecić do okryć trawnikowych o różnym przeznaczeniu i reżimach ekologicznych w strefie stepowej.
- Najgęstszą pokrywę trawiastą, odporną na niesprzyjające czynniki meteorologiczne strefy stepowej, tworzą kostrzewa czerwona i perz kędzierzawy na podłożu leonardytowym.
W oparciu o te fundamentalne dane naukowe, Agro.Bio oferuje nowoczesne, kompleksowe rozwiązania w zakresie tworzenia odpornych trawników i fitoremediacji terenów wymagających ochrony. Zastosowanie ukraińskiego leonardytu w synergii z innowacyjnymi produktami Agro.Bio Amino Energy i Totem (2 l/ha) skutecznie łagodzi stres klimatyczny i niedobory wody. Rozwój tych biotechnologii pozwala ukraińskim rolnikom tworzyć wysokiej jakości, trwałe trawniki, nawet w trudnych warunkach suszy stepowej.