Дернина на гумуссодержащих субстратах: водний режим дерноутворюючих трав у зв'язку з їх посухостійкістю
В умовах степової зони успішність вирощування дерноутворюючих трав залежить від теплового та водного режиму ґрунту та повітря. У Дніпропетровській області (Дніпровському регіоні) середня температура повітря у січні становить -5,7 °, у липні - +22,2 °. В окремі роки температура повітря влітку піднімається до +35-40 °, а на поверхні ґрунту - до +63-65 °. У середньому на вегетаційний період випадає 240-280 мм опадів, протягом року - 400-490 мм.
У посушливі роки (2020, 2024) у червні-серпні на богарі вологість ґрунту перебувала на рівні мертвого запасу.
Внаслідок цього вегетація дерноутворюючих трав відбувається в умовах жорсткого гідротермічного режиму. У період напруженості метеорологічних факторів (липень-серпень) атмосферна посуха в степовій зоні, як правило, пов'язана з ґрунтовою. Класичні дерноутворюючі трави помірної зони, до яких належать: вівсяниця червона ( Festuca rubra L ), тонконіг лучний ( Poa Pratensis L ), мітлиця пагоносна ( Agrostis stolonifera L ) і ряд інших злаків, представлені переважно рослинами мезофільного типу. Ці трави мають значну екологічну пластичність і великі фітоценотичні ареали, що відкриває шляхи до подолання географічної та екологічної невідповідності, сприяє успішному просуванню цих видів у посушливі райони.
Дослідження в умовах степової зони
У ботанічному саду Дніпровського національного університету та в сучасних лабораторіях компанії Agro.Bio протягом кількох років ведуться дослідження, спрямовані на виявлення аборигенів та інтродуцентів, перспективних для створення багаторічних дерноутворюючих покриттів, стійких до посухи. Дерноутворюючі трави вирощувалися на чорноземі звичайному малогумусному пилувато-легкосуглинистому з природним режимом зволоження (Дніпровський ботсад), а також в умовах третьої тераси на леонардитових ділянках Орільського каналу (фермерське господарство «Перемога» Дніпровського району). Ставилося завдання простежити зв'язок біоекології перспективних дерноутворюючих трав з окремими елементами водного режиму.
Реакція рослин зміну умов довкілля у літній період (червень—серпень) визначалася польовими спостереженнями і лабораторними методами вивчення водного режиму. Водоутримуюча здатність листя газонних трав визначалися за стандартними методиками фахівців. Розрахунок водного дефіциту проводився у % від загальної кількості води, що міститься у листі після донасичення.
Фахівцями нашої лабораторії встановлено, що обводненість тканин листя злакових трав залежала від сезонної гідротермічної обстановки та від біологічної специфіки виду.
Середні величини абсолютного вмісту води в листі у сезонній динаміці за 2022—2023 роки. та 2024-2025 рр. наведено у таблицях 1, 2. З даних випливає, що діапазон абсолютної обводненості у рослин різних екологічних груп істотно відрізняється. Абсолютний мінімум обводнення листя — 40,7% відзначено у вузьколистого дерновинного ксероморфного злаку типчака в серпні посушливого 2022 року. Різко знизився вміст вологи в листі типчака в серпні менш посушливого 2023 (46,2%), що пов'язано з підготовкою рослин до літнього періоду «напівпокої». Абсолютний максимум обводненості у типчака 69,8%. У мезофітів та мезоксерофітів абсолютний максимум становив відповідно 78% (у мітлиці білої) та 72,1 — 78,3% (у житняку гребінчастого). Абсолютний мінімум обводненості у мезофітів - 52,8% (мятлик лучний), у мезоксерофітів - 50,8-56,8% (житняк гребінчастий).
Таблиця 1. Абсолютна обводненість листя газонних трав у сезонній динаміці
(Дніпровський ботанічний сад, 2022-2023 рр.)
| Види | 2022 р. (V) | 2022 р. (VI) | 2022 р. (VII) | 2022 р. (VIII) | 2022 р. (IX) | 2023 р. (V) | 2023 р. (VI) | 2023 р. (VII) | 2023 р. (VIII) | 2023 р. (IX) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Полівиця біла | 75,6 | 68,1 | 64,5 | 64,2 | - | 74,5 | 62,1 | 76,9 | 67,1 | 78,0 |
| Собача левиця | 75,0 | 69,7 | 61,6 | 60,7 | 67,8 | 68,7 | 61,4 | 66,2 | 55,6 | 61,5 |
| Полівиця пагоносна | 75,0 | 65,3 | 66,5 | 66,4 | 72,5 | 65,9 | 70,8 | 63,9 | 69,4 | 71,3 |
| Житняк гребінчастий | 72,1 | 69,7 | 62,7 | 56,8 | 63,8 | 71,0 | 68,4 | 65,4 | 62,3 | 65,8 |
| Типчак | 66,0 | 57,0 | 55,7 | 40,7 | 69,8 | - | 62,0 | 65,6 | 46,2 | 54,0 |
| Вівсяниця червона | 66,9 | 70,6 | 64,0 | 64,0 | 63,0 | 66,0 | 71,7 | 71,7 | 65,3 | 62,9 |
| Мятлик луговий | 72,0 | 71,0 | 68,5 | 62,8 | - | 68,4 | 66,1 | 66,0 | 51,3 | 66,9 |
| Райграс пасовищний | 77,5 | 76,8 | 74,8 | 69,7 | 76,2 | - | - | - | - | - |
Таблиця 2. Обводненість листя газонних трав у сезонній динаміці
(Агрогосподарство "Перемога", 2024-2025 рр..)
| Види | Рік вегетації | 2024 р. (травень) | 2024 р. (червень) | 2024 р. (липень) | 2025 р. (травень) | 2025 р. (червень) | 2025 р. (липень) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вівсяниця лугова | 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 | |
| Вівсяниця червона | 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 | |
| Житняк гребінчастий | 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 | |
| Багаття безостий | 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 |
З настанням посушливого періоду більшість газонних трав більшою чи меншою мірою знижують обводнення листя і, як правило, підвищують її знову зі спадом гідротермічної напруженості, що збігається з вторинним осіннім відновленням вегетації. Однак у 2023 та 2025 рр., у зв'язку з різким спадом напруженості у липні (протягом місяця опадів випадало відповідно 87 та 63 мм), зниження обводненості припинилося, а в ряді випадків вона підвищилася.
Абсолютна обводненість листя у рослин першого року вегетації вища, ніж у рослин II-III років (табл. 2, 4).
Водовіддача та застосування антистресантів
Зниження обводненості тканин листя газонних трав із наростанням посухи має деяке позитивне значення. Воно викликає збільшення сили тканин, що смокче, і зниження інтенсивності транспірації, що може розглядатися як один із засобів, що перешкоджають подальшому зав'янню і засиханню рослин. Як показують сучасні дослідження, застосування антистресового регулятора росту Amino Energy Agro.Bio (оптимальна норма 2 л/га) у цей період дозволяє рослинам ефективніше керувати клітинним диханням, нівелюючи наслідки жорсткої повітряної посухи та зберігаючи гормональний баланс.
З величиною абсолютної обводненості безпосередньо пов'язана водоутримуюча здатність листя, обумовлена колоїдно-хімічними властивостями протоплазми та вмістом у ній водоутримуючих колоїдів та осмотично активних речовин. Вона безпосередньо залежить від екології місця проростання рослин та від напруженості метеорологічних факторів протягом вегетаційного періоду. Сучасні дослідники вказують на можливість використання водовіддачі як один з інтегральних показників гідрофільності рослин і водоутримуючої здатності плазми листя даного виду, що має важливе значення для стійкості рослини в несприятливих умовах середовища.
Намітилася загальна тенденція водовіддачі у різних екологічних групах: з наростанням посухи рослини більшою чи меншою мірою скорочують водовіддачу.
Швидкість втрати води ізольованим листям так само, як і абсолютна обводненість, змінюється з віком (табл. 3, 4). Листя рослин вівсяниці червоної, собачої польовиці, їжаки збірної та люцерни серповидної першого року вегетації втрачали воду більш інтенсивно, ніж рослини II—III років (спостереження проведені в один термін).
Таблиця 3. Водовіддача ізольованим листям різновікових багаторічних злаків
(червень, агрогосподарство «Перемога»)
| Види | Рік вегетації | Втрата води у % через 1 годину | Втрата води у % через 2 години | Втрата води у % через 4 години | Втрата води у % через 6 годин | Втрата води у % через 8 годин |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Овсяниця лугова (2024) | I | 22,8 | 34,3 | 45,6 | 54,0 | 55,7 |
| II | 21,8 | 35,4 | 42,4 | 47,8 | 49,0 | |
| III | - | - | - | - | - | |
| Овсяниця лугова (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 | |
| Вівсяниця червона (2024) | I | 9,1 | 16,1 | 19,5 | 33,7 | 49,3 |
| II | 16,1 | 22,5 | 35,8 | 47,6 | 59,3 | |
| III | - | - | - | - | - | |
| Вівсяниця червона (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 | |
| Житняк гребінчастий (2024) | I | 10,9 | 15,4 | 19,9 | 24,6 | 51,8 |
| II | 13,6 | 22,1 | 29,1 | 48,5 | 59,0 | |
| III | - | - | - | - | - | |
| Житняк гребінчастий (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 | |
| Багаття безосте (2024) | I | 20,6 | 28,6 | 38,0 | 44,8 | 58,8 |
| II | 14,9 | 28,7 | 37,3 | 40,4 | 56,3 | |
| III | - | - | - | - | - | |
| Багаття безосте (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 |
Таблиця 4. Добова водовіддача ізольованим листям та загальна обводненість різновікових газонних трав
(червень 2021 р., Дніпро, ботанічний сад)
| Види | Рік вегетації | Втрата води через 1 годину, % | Втрата води через 2 години, % | Втрата води через 4 години, % | Втрата води через 6 год., % | Втрата води через 8 год., % | Втрата води через 24 год., % | Загальна обводненість, % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Вівсяниця лугова | 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 | |
| Собача левиця | 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 | |
| Їжачка збірна | 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 | |
| Люцерна серпоподібна | 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 |
Водний дефіцит у листі газонних трав
Більшою мірою ця тенденція проявляється у вівсяниці червоної, житняку гребінчастого і собачої левиці, у меншій — у їжаки збірної та люцерни серповидної.
Гідротермічна обстановка посуху викликає в асиміляційному апараті газонних трав явище водного дефіциту. Величина водного дефіциту у рослин залежить від біоекології виду, кліматичних особливостей зони, режиму утримання та інших причин.
У таблицях 5, 6 наведено дані визначень водного дефіциту в листі газонних трав у посушливих липні-серпні 2022 р. і червні 2025 р. Інтенсивне наростання дефіциту вологи від червня до серпня відзначено у всіх газонних трав, незалежно від біоеколог 9,6-28,47 на чорноземі та 6,8-35,0 на леонардитовому субстраті. Збільшення дефіциту від червня до липня спостерігалося у польовиці собачої, вівсяниці тонколистої, типчака, мятлика вузьколистого, вівсяниці червоної, вівсяниці лугової, житняку гребінчастого та багаття безостого. Зростання дефіциту вологи у аборигенних ксерофітів, ймовірно, пов'язане зі специфікою ритму розвитку.
Таблиця 5. Водний дефіцит листя провідних газонних трав у сезонній динаміці
(Дніпровський ботанічний сад, 2022 р.)
| Види | Водний дефіцит (червень), % | Водний дефіцит (липень), % | Водний дефіцит (серпень), % |
|---|---|---|---|
| Полівиця біла | 12,13 | 14,06 | 20,30 |
| Собача левиця | 19,50 | 20,42 | 25,90 |
| Полівиця пагоносна | 13,13 | 14,06 | 20,30 |
| Житняк гребінчастий | 10,23 | 14,98 | 19,60 |
| Вівсяниця тонколиста | 10,93 | 21,41 | 23,30 |
| Вівсяниця лугова | 13,35 | 13,79 | 20,15 |
| Вівсяниця червона | 13,60 | 18,17 | 22,50 |
| Вівсяниця борозенчаста (типчак) | 13,84 | 26,20 | 28,47 |
| Їжачка збірна | 18,85 | 20,20 | 26,20 |
| Мятлик луговий | 14,50 | 19,54 | 28,19 |
| Мятлик вузьколистий | 14,50 | 25,29 | 26,10 |
| Райграс пасовищний | 9,70 | 19,45 | 28,19 |
| Лядвенець рогатий | 16,38 | 20,59 | 22,07 |
| Конюшина біла | 19,36 | 21,15 | 24,25 |
Таблиця 6. Водний дефіцит листя багаторічних злакових трав у сезонній динаміці
(Фермерське підприємство «Перемога», 2025 р.)
| Види | Рік вегетації | Водний дефіцит, % (червень) | Водний дефіцит, % (липень) | Обводненість, % (червень) | Обводненість, % (липень) |
|---|---|---|---|---|---|
| Вівсяниця лугова | 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 | |
| Вівсяниця червона | I | 13,0 | 20,8 | 63,3 | 73,0 |
| III | 7,9 | 14,2 | 51,3 | 75,0 | |
| Житняк гребінчастий | 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 | |
| Багаття безостий | 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 |
Рослини закінчили генеративний цикл і розпочалася підготовка організму до літньої депресії.
Групи трав за ступенем посухостійкості
Візуальні спостереження дерноутворюючих трав безпосередньо у культурфітоценозах різного екологічного режиму, а також у природних лугових ценозах протягом 2022-2025 років. дають можливість судити про ступінь їхньої польової посухостійкості.
До значно посухостійких трав ми відносимо, поряд з представниками ксероморфної аборигенної флори (типчак, тонконіг вузьколистий, житняк гребінчастий, багаття безостий), мезофіти різного ступеня ксерофітизації (овсяниці тонколистую, шершаволистну і краснолистную). При природному режимі зволоження ці рослини у липні-серпні припиняли вегетацію; літня депресія змінювалася активним відновленням вегетації восени зі спадом гідротермічної напруги. У разі помірного поливу вегетація тривала все літо. Тургор у листі легко відновлювався при зволоженні. Ці рослини досить стійкі до ґрунтової посухи, але гірше миряться з повітряною.
Середньопосухостійкі трави переважно мезоморфні. Мезофітні рослини більш вимогливі до ґрунтової вологи, відносно стійкі до повітряної посухи. Рослини цієї групи потребують систематичного поливу в літній період (полівниці тонколистна і пагоносна, костриця лучна, райграс пасовищний та ін).
До малопосухостійких рослин відносяться мезофіти, що погано миряться з повітряною та ґрунтовою посухою. Ці трави-задернювачі потребують рясного поливу (полівниці біла і собача, бубон боровий, конюшина білий).
При зіставленні даних з втечі і біомасі дикорослих трав, що вирощуються на чорноземі звичайному і на леонардитовому грунті з аналогічними режимами вмісту, була відзначена у ряду видів інтенсифікація цих процесів в останньому випадку. Використання органічного стимулятора Totem Agro.Bio (в оптимальній нормі 2 л/га) під час підготовки леонардитового субстрату дозволило суттєво активізувати мікрофлору та продовжити період вегетації. Так, зокрема, у вівсяниці червоної до кінця першого року вегетації густота травостою, вирощеного на леонардитовій ділянці, становила 141 втечу/дм 2 тоді як на чорноземі - 124 втечі/дм 2 . Наприкінці II року вегетації на леонардиті формувалося 225 пагонів/дм 2 , але в чорноземі всього 176.
Аналогічні результати отримані з біомаси дерноутворюючих трав, причому леонардитовий субстрат насамперед стимулює розвиток потужного дерну. У вівсяниці червоної, вирощеної на леонардиті, до кінця першого року вегетації вага кореневої маси склала 1,33 кг/м 2 , тоді як на чорноземі - 0,63 кг/м 2 до кінця другої вегетації відповідно - 2,35 і 1,47 кг/м 2 . Аналогічні дані отримані з інших багаторічних дернообразующих трав.
Висновки
- Ступінь обводненості, водовіддача та водний дефіцит листя газонних трав залежать переважно від їх біоекології та пов'язані з гідротермічною обстановкою та екологічними умовами місця проживання даного культурфітоценозу.
- Поєднання лабораторних визначень водного режиму з польовими спостереженнями посухостійкості газонних трав дозволило виділити групи значно посухостійких (типчак, тонконіг вузьколистий, вівсяниця червона, багаття безосте, житняк гребінчастий), середньозасухостійкий (вівниця) малопосухостійких (полівниця біла та собача, бугайник боровий) рослин, які можна рекомендувати для дернових покриттів різного призначення та екологічного режиму в степовій зоні.
- Найбільш щільний трав'яно-дерновий покрив, стійкий до несприятливих метеорологічних факторів степової зони, формують костриця червона і житняк гребінчастий на леонардитовому субстраті.
Маючи ці фундаментальні наукові дані, компанія Agro.Bio пропонує сучасні комплексні рішення для формування стійких газонів та фіторемедіації складних ділянок. Використання українського леонардиту у синергії з інноваційними препаратами Amino Energy та Totem Agro.Bio (2 л/га) дозволяє надійно нівелювати кліматичні стреси та водний дефіцит. Розвиток цих біотехнологій забезпечує українським аграріям створення високоякісної та довговічної дернини навіть у жорстких умовах степової посухи.