Среди многолетних трав в Центральном Черноземье наибольшее распространение получили люцерна, эспарцет, клевер, донник, кострец, житняк и др. У эспарцета отмечена большая продуктивность в первый год пользования с первого укоса. Второй укос трав обеспечивается во влажный год. Эта культура хорошо растет и развивается в южных засушливых условиях, а также на почвах песчаных, смытых, бедных по плодородию.
Менее требователен к почвенным условиям донник, корневая система которого способна использовать элементы питания из труднорастворимых соединений глубоких слоев почвы. После разложения корневых и пожнивных остатков усвоенные донником питательные вещества становятся доступными для других растений.
Еще большее значение имеет люцерна — одна из наиболее продуктивных бобовых кормовых культур. Она отличается наибольшим производством протеина. Люцерну в чистых посевах в зависимости от условий можно возделывать на одном месте 3...4 года и более. Она, развивая мощную корневую систему, иссушает глубокие слои почвы, вследствие чего при недостаточном количестве осадков ее урожаи с возрастом уменьшаются. Мелкосемянные травы лучше сеять рано весной, когда почва хорошо увлажнена.
В опытах содержание растительных остатков определяли после третьего укоса у люцерны, у остальных культур в фазе цветения. В эспарцетовом занятом пару накапливалось 8,2 т/га растительных остатков (табл. 4.25). Поступление в почву корневых и пожнивных остатков бобовых трав способствует улучшению качественных показателей органического вещества. В растительных остатках эспарцета содержалось 142 кг/га азота, 26 кг/га фосфора, 77 кг/га калия. Соотношение углерода и азота в них было 22. При возделывании в занятом пару донника, который менее требователен к почвам и более засухоустойчив, чем эспарцет, накапливалось 8,7 т/га пожнивно-корневых остатков, которые содержали 154 кг/га азота, 25 кг/га фосфора, 84 кг/га калия.
Урожайность зеленой массы донника была больше, чем эспарцета. Если использовать эти культуры в качестве сидератов, то их запашка будет эквивалентна внесению 30...40 т/га навоза.
При этом следует отметить, что затраты на выращивание и запашку многолетних трав будут в 2...3 раза меньше, чем при внесении навоза, особенно на дальних полях. Большое значение в Центрально-Черноземном регионе имеет люцерна. В данных исследованиях люцерну возделывали на выводном поле (опыт 3) и в севообороте (опыт 4) — чистый посев.

Растения люцерны в период вегетации формируют мощную корневую систему. В первый год содержание негумифицированного органического вещества увеличивается высокими темпами. В опыте 3 нарастание корневой массы составило 6 т/га (перед посевом люцерны в почве содержалось 2,82 т/га растительных остатков), а в опыте 4—1,4 т/га (в почве перед посевом было 1,1 т/га негумифицированных остатков). На второй год темпы накопления растительных остатков уменьшились вдвое, прирост корневой массы составил 1,4—3,1 т/га, количество пожнивных остатков на поверхности почвы было на уровне первого года жизни.
На третий и четвертый год (опыт 3) прирост корней продолжал уменьшаться и составил соответственно 2,7 и 1,3 т/га, при этом уменьшалась и масса пожнивных остатков.
Если содержание растительных остатков после четвертого года пользования принять за 100 %, то после третьего года оно составит 94 %, после второго — 86 %, после первого — 67 %. Следовательно, увеличение содержания негумифицированного органического вещества в почве под люцерной идет высокими темпами в первые два года, то есть наибольшее влияние на плодородие чернозема люцерна оказывает в первые годы.
Учитывая эти особенности, был заложен опыт 4, где люцерну высевали беспокровно рано весной. Поле, предназначенное под ее посев, при наступлении физической спелости почвы бороновали в два следа и высевали люцерну обычным рядовым способом с нормой высева 3...4 кг/га сеялкой с приспособлением для посева мелких семян. После посева почву прикатывали. Вскоре на этом поле появлялось много яровых сорных растений. Когда растения люцерны окрепли, проводили подкашивание сорняков, иногда дважды с некоторым интервалом. При такой технологии возделывания в первый год удавалось получить один полноценный укос. На второй год эти посевы быстро трогались в рост и давали два укоса. Такая агротехника возделывания люцерны возможна в севооборотах со следующим чередованием культур: пар занятый — озимая пшеница — сахарная свекла — люцерна первого года пользования — люцерна второго года пользования — кукуруза на силос — ячмень (или ячмень заменяют соей). При введении люцерны в состав севооборота удавалось накопить большее количество растительных остатков, которые богаты азотом и зольными элементами. По годам использования содержание азота было больше после трех лет пользования посевом, фосфора и калия — после четырех.