В Нечерноземной зоне из многолетних бобовых культур наиболее распространен клевер луговой. При благоприятных условиях бобово-ризобиального симбиоза на чистых посевах этой культуры в первый год пользования получают более высокий урожай и больший сбор белка с 1га, чем в смеси с мятликовыми травами.
На второй год пользования клевер луговой значительно изреживается, в результате урожайность его снижается иногда в 1,5-2 раза. При изреживании клевера лугового мятликовый компонент травосмеси развивается сильнее, вследствие чего урожайность ее снижается в меньшей степени, чем урожайность клевера лугового в чистом виде.
На среднекислых почвах, недостаточно обеспеченных фосфором и калием, активность симбиотической фиксации азота воздуха клевером луговым невысокая, а урожаи умеренные или низкие. В этих условиях клевер луговой изреживается сильнее, чем на хорошо произвесткованных почвах, и клеверотимофеечные смеси всегда дают более высокие урожаи, чем чистые посевы этих культур.
На слабоокультуренных малоплодородных почвах мятликовый компонент смеси выступает в качестве страховой культуры, поскольку тимофеевка луговая, например, более неприхотлива к условиям выращивания и дает удовлетворительные урожаи там, где клевер луговой развивается плохо. В то же время при наличии в травосмеси клевера лугового улучшается качество корма мятликового компонента. Именно этим объясняют тот факт, что в Нечерноземной зоне, где почвы преимущественно малоплодородные, с повышенной кислотностью, клевер луговой традиционно выращивают в смеси с мятликовыми травами, при этом средний сбор сена составляет – 1,6-2,3 т/га (Серегин В.И., Шерстнев С.С., Банкина Т.Ф., Калашников К.Г., 2003).
Урожай и качество корма бобово-мятликовых смесей зависят от состава компонентов смеси. Некоторые виды мятликовых трав сильно угнетают бобовый компонент, в результате продуктивность его снижается, а вместе с ней и качество корма. Наибольшие урожаи дают такие травосмеси, компоненты которых совместимы (А. Д. Прудников, 2001).
Во многих селекцентрах ведется селекция клевера лугового на улучшение качества сырого белка, повышение содержания в нем лимитирующих аминокислот.
Большое внимание уделяется повышению питательной ценности клевера лугового, повышение содержания сырого белка и переваримости кормовой массы. Установлена прямая зависимость между содержанием сырого белка в растениях, сухого вещества и его переваримостью (Мухина Н.А., Станкевич А.К., 1993).
Многолетние злаковые и бобовые травы в одновидовых посевах и в составе бобово-злаковых смесей (ежа сборная, овсяница луговая, тимофеевка луговая, двукисточник тростниковый, клевер луговой раннеспелый, клевер гибридный), отличаются наиболее высокой адаптивностью к почвенно-климатическим условиям (Крылова Н.П., 1974).
В системе сырьевого конвейера наиболее продуктивными являются одновидовые посевы клевера лугового и клевера гибридного, а также их смеси со злаковыми травами - овсяницей луговой и двукисточником тростниковым. На безазотном фоне фосфорно-калийного питания Р90К135 они обеспечивают более высокую продуктивность по сравнению с одновидовыми посевами злаковых трав - ежой сборной, овсяницей луговой, тимофеевкой луговой (Лукашов В.Н., 2001).
Снижение кормовой ценности злаковых трав с возрастом растений происходит за счет значительного увеличения содержания клетчатки и снижения содержания сырого протеина. У бобовых – в основном за счёт повышения содержания клетчатки.
У злаковых трав, начиная с фазы выхода в трубку, за 12 дней вегетации содержание клетчатки повышается на 20,2-53,5 %, в то время как у бобовых на 31,3-37,5 %. Соответственно, содержание сырого протеина у злаковых снижается на 40,7-88,8 %, а у бобовых на 13,4-14,1 %. Это вызывает снижение их питательности по содержанию обменной энергии и кормовых единиц (Барашкова Н.В., Фролова Н.И., 2008)
С учетом выявленных закономерностей изменения кормовой ценности от возраста растений, продолжительность использования злаковых и бобовых трав следует дифференцировать в зависимости от их скороспелости, отавности и интенсивности формирования урожая в различные периоды вегетации (Платунов А.А., Старкова Д.Л., 2008).
1.3 Агробиологические особенности клевера лугового
Семейство Fabaceae Lindl. - бобовые, род Trifolium L. - клевер, вид Trifolium pretense L. – клевер луговой, или красный.
Рисунок 1. Схема строения клевера лугового: I – одноукосного; II – двуукосного; 1-8 – междоузлия
Выделено два типа культурного клевера лугового: клевер позднеспелый или одноукосный (var. serotinum) - озимый, и клевер раннеспелый или двуукосный (var. praecox) – яровой) (рис.1). Корневая система стержневая, хорошо развитая. Формируется много боковых и гипокотильных придаточных корней. На них образуются клубеньки, бактерии которых усваивают азот воздуха. Содержание азота зависит от биотипического состава популяций, увеличиваясь с возрастом растений. Стебель цилиндрический, слабоопушенный, различной окраски, в зависимости от содержания пигмента антоциана (от темно-красной до зеленой). Кроме укороченного главного, образуются боковые стебли из пазух семядольных листьев, из эпикотиля и пазух нижних узлов. Листья сложные, тройчатые, опушенные. Листочки широко-обратнояйцевидные. Прилистники пленчатые, суженные. Соцветия головчатые, многоцветковые (30-70), снизу окруженные верхушечными листьями. Цветки сидячие, мотылькового типа, венчик красный, реже лилово-красный. Лепестки в нижней части венчика срастаются в трубочку длиной 8-10 мм, у тетраплоидных форм до 14 мм. В цветке 10 тычинок (9 сросшихся и 1 свободная) и пестик с рыльцем округлой формы. Пыльники и рыльце пестика не выходят наружу. Зрелые пыльники почковидной формы с продольной бороздкой, растрескиваются от прикосновения насекомых-опылителей, главным образом пчел и шмелей. Зрелая пыльца красно-желтая, пыльцевые зерна мелкие, несыпучие, покрыты шипиками. Фертильность пыльцы достигает 90 %. Завязь верхняя, одногнездная, с двумя семяпочками, из которых обычно развивается только одна. У основания цветка в трубочке расположен нектарник. Количество и качество нектара имеет значение для успешного опыления насекомыми. В дождливую погоду нектар содержит повышенный процент влаги, а в засуху наступает обезвоживание, нектар приобретает другую консистенцию, и пчелы его не собирают.
Размножается семенным путем. Массово цветет в июне — июле, но на пастбищах при постоянном обкусывании период цветения растягивается на весь вегетационный период — с мая до сентября. Соответственно и плоды созревают в разное время. Опыляются цветки насекомыми, причем из-за длинной узкой трубки венчика не все насекомые могут осуществлять опыление, а лишь длиннохоботковые, например шмели. Медоносные пчелы также активно посещают цветущий клевер, собирают с него нектар и пыльцу, но опыляют в основном лишь относительно мелкие цветки, которые развиваются, в частности, в засушливые периоды. Цветки в хорошо развитых соцветиях им недоступны, но горные популяции пчел (в том числе кавказские) обладают длинными хоботками и более успешно осуществляют опыление клевера. При обильном выделении нектара он поднимается по трубке венчика и становится легкодоступным не только для пчел, но и для других насекомых с короткими хоботками. Специальной подкормкой пчеловоды могут стимулировать активное посещение цветков клевера, что бывает особенно важно при его культивировании ради семян (Сергеев П.А., Миняева А.И., Федосеев Б.В., 1963).
Плод - боб, обычно односемянный, редко двусемянный. В зависимости от сортовых особенностей и погодных условий двусемянность варьирует от 0,4 до 20 %. Семена мелкие, яйцевидной, слегка сплюснутой формы, пестрой окраски (желтоватой, желто-фиолетовой и фиолетовой). Масса 1000 семян 1,5-2,5 г, у тетраплоидных форм - 2,5-3,5 г (Сергеев П.А., Миняева А.И., Федосеев Б.В., 1963).
Структура популяций клевера лугового по признакам скороспелости, продуктивности и зимостойкости очень изменчива и определяется как генетическими факторами, так и условиями внешней среды. В популяциях встречаются растения, которые переходят в генеративную фазу в первый год жизни - яровые биотипы; растения, которые в год посева не зацветают, а зимуют в состоянии хорошо облиственной розетки - озимые биотипы; растения, образующие в первый год жизни как укороченные, так и удлиненные вегетативные побеги, - промежуточные биотипы. Раннеспелые, двуукосные популяции клевера лугового содержат в своей структуре различные по степени скороспелости яровые биотипы (90-100 %). Позднеспелые популяции клевера состоят из яровых, промежуточных и озимых биотипов. Число цветущих растений в первый год жизни в позднеспелых популяциях варьирует в пределах 4-57 %, среднеспелых - 13-96 %, раннеспелых - 95-100 %. Сроки цветения позднеспелых популяций 3-4 недели. Время цветения раннеспелых клеверов наступает раньше на 1-2 недели по сравнению с позднеспелыми. Климатические условия года существенно смещают цветение популяции. У позднеспелых популяций по дате цветения четко выделяются три основных биотипа, а у раннеспелых - один. На сроки цветения растений 2-го года жизни влияет также степень развития растений, как в первый, так и во второй год жизни. Внутри популяции наиболее продуктивны озимые и промежуточные биотипы. Наибольший диапазон изменчивости по продуктивности и высоте растений характерен для озимых и промежуточных биотипов, наименьший - для яровых. За вегетационный период позднеспелый клевер дает один полноценный укос на сено и отаву, состоящую главным образом из листьев, или только урожай семян. Раннеспелый клевер во второй год жизни рано отрастает, зацветает и за вегетационный период может дать или два полноценных укоса на сено, или один укос на сено, а второй на семена. В малоснежные холодные зимы в северных районах позднеспелый клевер меньше вымерзает и реже выпадает из травостоя. Позднеспелый клевер луговой выдерживает температуру до -20° C в зоне корневой шейки при хорошей закалке к зиме. Однако температура -15° C является критической. Низкая влажность почвы в течение осенних и первых зимних месяцев неблагоприятно влияет на выносливость травостоя зимой. Устойчивость к неблагоприятным условиям падает при использовании травостоя на семена и при частом скашивании в ранние фазы, особенно на бедных почвах и при нарушении агротехники. Клевер хорошо растет на суглинистых, супесчаных, серых лесных почвах, выщелоченных, обыкновенных и мощных черноземах. При орошении дает высокую урожайность на всех типах почв, а при мелиорации и на торфяниках. Требует большого количества влаги, но избытка ее не переносит. Влажность почвы в пределах 70-75 % от полной влагоемкости наиболее благоприятна для роста и развития клевера лугового. Наиболее чувствительны к недостатку влаги тетраплоидные и позднеспелые формы. От осадков в апреле, мае, июне зависит продуктивность растений. При низких температурах воздуха клевер хорошо растет и в условиях низкой влажности почвы. Он не выдерживает длительного затопления, поэтому на пойменных участках нередко выпадает. В северных районах оптимальными являются земли с залеганием грунтовых вод не ближе 1,5 м от поверхности почвы, а на юге - 75 см. На почвах с малым содержанием гумуса растет плохо, на кислых и засоленных почвах значительно больше изреживается и дает низкую урожайность сена и семян. Позднеспелые формы клевера лугового более отзывчивы на удобрение, чем раннеспелые (Козлова В.А., Сивоглазов В.И., 2008).