Из всего многообразия бобовых трав введенными в культуру считаются клевер луговой, клевер гибридный, клевер ползучий, люцерна посевная, люцерна серповидная (желтая), эспарцет виколистный, эспарцет песчаный, донник белый, донник лекарственный (желтый), лядвенец рогатый, козлятник восточный.
Перспективны для включения в состав луговых травосмесей в качестве бобового компонента горошек мышиный, люцерна хмелевидная, чина луговая и некоторые другие виды, приемы семенного размножения которых в условиях культуры пока еще не разработаны.
У перечисленных видов есть ряд признаков, присущих всем представителям подсемейства мотыльковых, объединенных в одну хозяйственную группу бобовых растений. В то же время для этих видов характерны и существенные биологические различия. Для того чтобы лучше понять целесообразность проведения на семенных посевах бобовых трав определенного комплекса агротехнических мероприятий, необходимо хотя бы кратко познакомиться с основными признаками, объединяющими эти растения в одно семейство, и признаками, по которым они различаются.
Рост и развитие. По признаку долголетия многолетние бобовые травы можно отнести к следующим трем группам (по И.С. Травину): двулетникам, малолетникам и растениям среднего долголетия.
К двулетникам относят донник белый и лекарственный. К малолетникам – клевер луговой, гибридный и ползучий. При благоприятных условиях эти растения держатся в травостоях до трех лет, а максимальный урожай дают в первый год пользования. Академик И.В. Ларин относит клевер ползучий к группе долголетников ввиду того, что на пастбищах это растение часто преобладает благодаря своей способности энергично размножаться вегетативным путем.
Травы среднего долголетия включают остальные виды бобовых растений. Максимальный урожай они дают на 2-3-й год жизни, в травостоях сохраняются пять лет и более.
По срокам развития бобовые травы преимущественно относят к типу среднеспелых (согласно группировке И.В. Ларина).
Годичный жизненный цикл бобовых трав состоит из шести основных фенологических фаз: 1) весеннее отрастание; 2) ветвление; 3) бутонизация; 4) цветение; 5) плодоношение; 6) отмирание побегов. Длительность фенологических фаз во многом зависит от метеорологических условий года. В годы с преобладанием дождливой погоды продолжительность отдельных фенофаз увеличивается, в сухие годы – уменьшается.
Бобовые луговые травы подразделяют на травы ярового и озимого типов. К яровым относят клевер луговой раннеспелый, клевер гибридный, клевер ползучий, люцерну посевную, лядвенец рогатый, эспарцет песчаный, донник белый, донник лекарственный; к озимым – клевер луговой позднеспелый, эспарцет виколистный и эспарцет закавказский. Вместе с тем есть данные о том, что это деление несколько условно, так как многие виды бобовых трав имеют как яровые, так и озимые формы.
Бобовые отличаются хорошей отавностью. По этому признаку их можно расположить в следующий ряд (по убывающей степени): клевер ползучий, люцерна посевная, лядвенец рогатый, люцерна серповидная, эспарцет закавказский, клевер луговой, донник белый, донник лекарственный, эспарцет виколистный, эспарцет песчаный, клевер гибридный.
Ботаническая характеристика. По характеру расположения листьев и высоте стеблей большинство видов бобовых трав относят к верховому типу сенокосного использования (клевер луговой и гибридный, люцерна посевная и серповидная, лядвенец рогатый, донники, эспарцеты). К низовому типу относят клевер ползучий и люцерну хмелевидную. Это в основном пастбищные растения.
Бобовые травы по характеру побегообразования (ветвления) принято делить на следующие группы: кустовые, корневищные, корнеотпрысковые, со стелющимися побегами.
У растений кустовой группы побеги развиваются под острым углом и образуют ветвистый рыхлый куст. При удалении побегов на корневой шейке образуются новые стебли (клевер луговой и гибридный, люцерна посевная, лядвенец рогатый, донники и эспарцеты).
У корневищных растений на корневой шейке формируются горизонтальные корневища, на которых появляются побеги, выходящие на поверхность почвы (чина луговая, горошек мышиный).
Корнеотпрысковые бобовые травы имеют корневую систему, состоящую из главного стержневого корня и идущих от него горизонтальных ответвлений. На этих корнях образуются почки. Из них на поверхность почвы выходят зеленые ветвящиеся побеги – новые растения люцерна желтая, галега восточная.
У бобовых растений со стелющимися побегами от корневой шейки отходят стелющиеся по земле побеги-стебли. В стеблевых узлах формируются листья, а иногда и дополнительные корни, и разветвляющиеся стебли. У таких бобовых преобладает вегетативный тип размножения. К ним относится клевер белый.
Корни у большинства бобовых трав уходят в почву на глубину 90-150 см и более. Большая их часть (75 % общего веса и более) сосредоточена в пахотном горизонте 0-40 см. Они, как правило, стержневые и стержне-мочковатые.
У бобовых трав различают стебли прямостоячие (донники), приподнимающиеся (клевер розовый), ползучие (клевер белый) и цепляющиеся (горошек мышиный).
Главный стебель у этих трав укорочен и представляет собой корневую шейку. Вследствие того, что почки, из которых вырастают побеги, расположены над поверхностью почвы, при неблагоприятных условиях (бесснежные зимы) многолетние бобовые травы могут иногда вымерзать.
Листья у бобовых трав сложные: тройчатые (клевера, люцерны), тройчатые с прилистниками (лядвенец рогатый), парноперистые (горошек мышиный), непарноперистые (эспарцет, козлятник). Листовые пластинки имеют различную форму – от округлой (клевер ползучий) до ланцетовидной (горошек мышиный). Края листовых пластинок зубчатые, пильчатые или гладкие, а поверхность – голая, слабо- или сильноопушенная.
Цветки собраны в соцветия – головку (у клеверов), кисть (у люцерны) или простой зонтик (у лядвенца).
Бобовые травы – перекрестноопыляющиеся с помощью насекомых растения. Все они в большей или меньшей степени медоносны и благодаря наличию в цветках нектара привлекают насекомых-опылителей (пчел, шмелей, ос).
Плод – пленчатый боб, более или менее плотно облегающий семена. Каждый боб содержит от одного (клевер луговой, эспарцет) до 3-4 семян (клевер гибридный и ползучий) и более (лядвенец, люцерна).
У большинства бобовых трав семена округлой или овальной формы, сплюснутые или несплюснутые, с рубчиком. Все они имеют большую степень текучести, что способствует их легкому и ровному высеву сеялками с обычным катушечным высевающим аппаратом.
Характерная особенность бобовых трав – наличие у них так называемых твердых семян. Они имеют семенную оболочку, трудно проницаемую для воды и воздуха. Поэтому после посева такие семена не прорастают, хотя зародыш их способен сохранять жизнеспособность, находясь в состоянии покоя долгие годы (до 20 лет). Причина твердосемянности – опробковение сосудисто-волокнистых пучков семенного рубчика, а также уплотнение палисадного слоя семенной оболочки.
Твердосемянность бобовых трав, являясь, по мнению многих исследователей, наследственным признаком, имеет важное значение. Из твердых семян вырастают более мощные растения, что способствует повышению урожая их надземной массы на 25 % и больше по сравнению с урожаем растений из обычных семян. Они более зимостойки, лучше выдерживают длительное хранение. Это важное свойство семян бобовых способствует беспрерывному обновлению травостоя на сенокосах и пастбищах благодаря систематически появляющимся растениям из прорастающих твердых семян.
По данным других ученых, твердосемянность бобовых формируется в результате влияния факторов внешней среды (резких изменений погоды, механического воздействия уборочной и очистительной техники на семена и др.).
Режим питания. Для получения высоких урожаев семян необходимо вырастить обильно плодоносящие, крепкие (не полегающие) генеративные побеги. При возделывании же на кормовые цели важно получить как можно больше вегетативной массы.
Все бобовые травы относят к мезотрофным растениям, то есть приспособившимся к почвам среднего плодородия. Они предпочитают умеренно влажные и богатые кальцием участки. На повышенную кислотность почв реагируют отрицательно.
Клубеньковые бактерии, как известно, ассимилируют свободный азот воздуха и обеспечивают им растения. Так, в основном решается проблема азотного питания бобовых трав. Однако на почвах, где бобовые выращивают впервые, необходимо позаботиться об искусственном заражении семян (инокуляции) соответствующими клубеньковыми бактериями и создании условий для их лучшего развития.
К мерам, способствующим лучшему развитию клубеньковых бактерий и растений, можно отнести известкование почв и внесение в почву борных и молибденовых удобрений. Появление на корнях бобовых трав клубеньков, в известной мере, зависит от соотношения в растениях кальция и азота. Клубеньков образуется меньше, если азота оказывается больше, чем кальция. Опытами установлено, что небольшие количества азотных удобрений способствуют развитию клубеньковых бактерий, но как только в почве появляется избыток азота, усвоение его из воздуха приостанавливается. Вносить известь необходимо еще и потому, что при рН, близком к 4, клубеньки у бобовых трав вовсе не образуются.
Бор и молибден играют важную роль в процессах цветения и плодообразования, а также принимают непосредственное участие в образовании и жизнедеятельности клубеньковых бактерий. Недостаток бора проявляется в обесцвечивании верхушечных почек бобовых растений и в сильном укорочении стеблей вследствие неспособности междоузлий удлиняться (махровость).
Особо важную роль в жизни бобовых трав играют фосфорно-калийные удобрения. Фосфор стимулирует цветение, ускоряет созревание семян трав, участвует в процессах фотосинтеза и дыхания, способствует развитию корневой системы, особенно в начале роста растений, повышает их зимостойкость. Недостаток фосфора у бобовых ведет к замедлению роста растений, задержке цветения и семяобразования.
Калий повышает энергию роста, болезнеустойчивость и зимостойкость бобовых трав, увеличивает прочность стеблей, предотвращает полегание травостоя. При калийном голодании появляются желтоватые крапинки у верхушки листьев, которые распространяются вдоль краев листочков. В результате разрушения отмерших тканей концы листьев становятся как будто рваными.
Большую роль в питании бобовых растений играют и другие элементы: магний, сера, железо, марганец, медь и цинк. Однако в большинстве почв часто их содержится достаточно. При возделывании семенников бобовых на осушенных торфяниках, зачастую бедных медью, существенное значение имеет внесение удобрений, содержащих медь. На таких почвах они резко увеличивают урожай семян.
Наиболее требовательны к почвенному плодородию посевная и серповидная люцерны, эспарцет виколистный, эспарцет закавказский. Средней требовательностью характеризуется клевер луговой. Клевер гибридный, клевер ползучий, лядвенец рогатый, эспарцет песчаный и донники хорошо удаются и на менее плодородных почвах. Однако все бобовые травы в одинаковой степени хорошо отзываются на улучшение режима питания.
Водно-воздушный режим. Большинство бобовых трав – типичные мезофиты, то есть растения, требующие для своего роста и развития средней обеспеченности почвы влагой. Лишь люцерну желтую и эспарцеты обычно относят к растениям переходного типа от ксерофитов (растений, устойчивых к недостаточному водоснабжению) к мезофитам.
Для набухания и прорастания их семян влаги требуется значительно больше, чем для семян злаков. Однако в фазе бутонизации избыток влаги приводит к расходованию большой части питательных веществ на построение новых вегетативных органов и дополнительных корней. В результате такого «израстания» стебли растений становятся хрупкими, полегают, что приводит к резкому снижению урожайности и даже полной гибели семян. С другой стороны, почвенная и особенно воздушная засуха также губительно влияют на семенную продуктивность бобовых трав. Если засуха совпадает с началом бутонизации, очень много бутонов и цветков опадает, а семена не завязываются.
Большинство бобовых трав лучше всего растут и развиваются при влажности почвы 70-80 % полной влагоемкости. Весьма существенное значение в жизни бобовых трав имеет степень их устойчивости к вымоканию и подтоплению грунтовыми водами. Эти факторы в значительной мере определяют и воздушный режим растений.
Из бобовых трав к видам, среднеустойчивым к затоплению (выдерживают пребывание под водой в течение 15-30 дней), относят клевер ползучий, клевер гибридный и лядвенец рогатый. Все остальные бобовые травы не выдерживают затопления более 10-15 дней, и поэтому их относят к растениям малоустойчивым к затоплению. Гибель растений при затоплении происходит главным образом из-за острого кислородного голодания.
Бобовые травы особенно остро нуждаются в хорошей аэрации, потому что клубеньковым бактериям также нужны кислород и азот. Для нормального газообмена почвы наряду с отводом с семенников застойных талых вод необходимо своевременно и высококачественно проводить рыхление междурядий. Наиболее удобны для этого важнейшего агроприема семенники, заложенные широкорядным способом.
Температурные условия в значительной степени оказывают влияние на семенную продуктивность бобовых трав. Начало прорастания их семян наступает при температуре 2-4 ºС. Однако оптимальная температура, при которой появляются массовые всходы, для разных видов различна. Так, для лядвенца рогатого это 8 ºС, для клеверов 10-12 ºС, для люцерны 18-20 ºС.
Исследованиями установлено, что низшим пределом температуры, при которой происходит связывание азота, оказалась температура 8-9 С, верхним – 30 ºС.
При резком понижении температуры во время цветения бобовых, особенно при дождливой погоде, значительно ухудшается опыление и оплодотворение и, как следствие, замедляются сроки созревания семян, снижается их урожайность, Наоборот, повышенная температура воздуха (исключая воздушную засуху) оказывает благоприятное влияние на завязывание и налив семян.
Очень важна температура в период зимовки бобовых трав. Они менее морозостойки, чем злаковые травы. Так, всходы бобовых гибнут при температуре от –2 до – 3 ºС (клевер луговой) и от –7 до – 8 ºС (люцерна посевная). Однако взрослые, хорошо раскустившиеся растения даже в бесснежные зимы выдерживают морозы до 15 ºС. Для нормальной перезимовки бобовых толщина снежного покрова должна быть не менее 20 см. Особенно важно, чтобы была укрыта от мороза корневая шейка растений.
По убывающей степени морозостойкости бобовые травы располагаются в следующем порядке: люцерны, донники, лядвенец рогатый, эспарцет песчаный, клевер ползучий, клевер гибридный, клевер луговой, эспарцет закавказский, эспарцет виколистный.
Отношение к свету. Количество и качество света имеют важнейшее значение для роста бобовых трав. Они лучше всего растут при хорошем освещении. По этому признаку бобовые травы дифференцируются. Так, к мало теневыносливым растениям относят лядвенец рогатый, люцерну серповидную, клевер луговой, клевер гибридный, эспарцеты, донники; к растениям, выносящим лишь незначительное затенение, – клевер ползучий.
Все бобовые травы – растения длинного дня. Однако специальными опытами С.С. Шаина (ВНИИК) установлено, что основное значение для образования семян имеет не длина светового дня, а соотношение света и темноты на протяжении суток. Для нормального развития бобовых трав требуется свет низкого солнцестояния, малой интенсивности, богатый длинноволновой и бедный коротковолновой радиацией.
Требования к месту выращивания в севообороте. Семеноводческие севообороты должны включать 1-2 поля пропашных культур, где вносятся 40-50 т/га органических удобрений, и проводится комплекс мероприятий по борьбе с сорняками. Срок использования семенников не должен превышать 3 года.
При выращивании бобовых трав на семена технология их возделывания несколько отличается от технологии растений, возделываемых на корм. Для получения высоких урожаев семян многолетних бобовых трав необходимо вырастить обильно плодоносящие, крепкие (не полегающие) генеративные побеги. При возделывании же на корм очень важно получить как можно больше вегетативной массы.
Эти условия достигаются при выращивании бобовых на семена без покрова при разреженном травостое. В этом случае растения образуют значительно больше плодоносящих побегов, а урожайность семян бывает выше, чем при загущенном травостое.
Для закладки семенников клевера лугового, ползучего, люцерны пригодны все почвы, на которых эти культуры выращивают на кормовые цели. Клевер луговой и ползучий, люцерна хорошо растут на дерново-подзолистых, серых лесных. Выбирают легкие почвы, которые весной быстро прогреваются. Тяжелые почвы исключают. Неустойчивы посевы этих культур на супесчаных почвах. Клевер гибридный на семенные цели возделывают– как на минеральных почвах так и на торфяно-болотных.
Уровень грунтовых вод должен быть в начале вегетации на h – 50-60 см, а в среднем за период вегетации не ниже 80-90 см от поверхности. Клевер луговой, люцерна при застое воды погибают.
Участки под семенниками должны быть чистыми от сорняков без пырея и других корневищных и корнеотпрысковых (особенно бодяк, осот и т.д.) сорняков (ромашки, полыни). Поле должно быть выровнено, окультурено.
Семенники бобовых следует удалять от старых кормовых посевов этих культур (люцерна, клевер луговой, гибридный, ползучий) в целях предупреждения развития в них болезней и вредителей не менее, чем 500 м. При выращивании на семенные цели для бобовых трав (всех) должна быть пространственная изоляция более 200 м.
Семенники клеверов, люцерны должны располагаться вблизи распространения и мест обитания естественных опылителей шмелей (лесных насаждений, оврагов, кустарников).
В связи с долголетием и длительностью использования плантации козлятника восточного должны быть равными по рельефу, без значительных впадин, где могут застаиваться дождевая и талая вода, с глубоким залеганием грунтовых вод. Под семенные участки отводят небольшие склоны с южной экспозицией, на которых обеспечивается лучшее прогревание почвы, и как следствие – раннее, дружное обрастание и ускоренная вегетация растений в летний сезон. Семенники лучше размещать на участках вне севооборота или в полевых и кормовых севооборотах с использованием травостоя пять - семь лет.
Все клевера самонесовместимые, поэтому возвращаться на то же поле можно только через 5-6 летний перерыв. Клевероутомление вызывает накопление в почве клеверной нематоды, рака клевера и других болезней. Нежелательно закладывать семенники и на полях, занятых другими бобовыми культурами. Лучшими предшественниками для семенников бобовых трав являются пропашные и яровые зерновые после пропашных культур.