Эспарцет и донник, относящиеся к растениям с яровым циклом развития, при ранневесеннем посеве могут образовывать соцветия после прохождения световой стадии. Вайда красильная — двулетнее растение озимого типа развития и в год посева не формирует генеративных органов. Однако для всех этих культур обязательным условием формирования высокого урожая на втором году жизни является развитие мощной стержневой корневой системы и накопление в ней запасных питательных веществ, обеспечивающих высокую зимостойкость растений и их сохранность.
Как отмечают многие исследователи, эспарцет, донник и вайду красильную можно высевать в ранневесенний и летний периоды как в чистом виде, так и под покров многих культур (яровой ячмень, злакобобовая смесь, просо, кукуруза на силос и зеленый корм).
Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. При беспокровных посевах на чистых от сорняков участках меньше иссушается почва и в ней больше находится питательных веществ; в результате данные культуры уже в первый год жизни, не испытывая угнетающего действия покровной культуры, быстрее и лучше развивают корневую систему и надземные органы. Благодаря этому достигается большая устойчивость трав к неблагоприятным климатическим условиям, что, несомненно, будет способствовать повышению урожая культур во второй год жизни.
Однако беспокровные посевы в первый год жизни обычно зарастают сорной растительностью и урожай трав, как правило, бывает низкий и с большим содержанием примеси сорной растительности, из-за чего снижаются кормовые качества трав.
При подпокровных посевах трав особое внимание нужно обращать на выбор покровной культуры. В Ростовской области и Краснодарском крае в качестве покровных культур чаще всего используют яровые зерновые.
Подпокровный посев имеет ряд преимуществ. При посеве трав под покров слабозатеняющих и незначительно иссушающих почву культур задерживается рост сорняков и тем самым создаются лучшие условия для жизни многолетних трав в первый и в последующие годы.
Стерня покровной культуры в зимний период способствует задержанию снега, что предохраняет траву от вымерзания и обогащает почвенные слои влагой. В первый год жизни такие посевы не занимают отдельной площади, а покровная зерновая культура дает урожай зерна не намного ниже, чем при чистом посеве.
Между тем подпокровным посевам свойственны и некоторые существенные недостатки. Основным их них является то, что любая покровная культура затеняет находящиеся под ней всходы двулетних трав, иссушает верхние слои почвы и способствует снижению количества питательных веществ, необходимых для нормального роста и развития трав. Данные факторы не только нередко приводят к задержке развития трав в год подсева, но и вызывают снижение их продуктивности во второй год жизни. В отдельные годы наблюдается полная гибель подпокровных культур. После уборки покровной культуры изнеженные в тени растения подсевных трав попадают в непривычные условия светового и теплового режимов и часто погибают или значительно изреживаются. Данные случаи проявляются при низком скашивании покровной культуры, особенно в сухую и жаркую погоду.
Слабый рост и замедленное развитие подпокровных посевов особенно резко проявляются в острозасушливые годы, а также при несоблюдении агротехнических мероприятий по выращиванию культуры (запоздание с посевом весной, завышение нормы высева семян покровной культуры).
Эспарцет, донник и вайда красильная хорошо выносят затенение покровными культурами и после их уборки нормально развиваются, накапливают запасные питательные вещества к зиме. Бес-покровным посевам этих культур требуются чистые поля, так как в год посева они слабо конкурируют с сорняками и, как правило, экономически не оправданы (в год посева они обычно не формируют урожая зеленой массы).
Результаты исследований, проведенных в Ростовской области и Краснодарском крае, свидетельствуют о различном влиянии покровной культуры и сроков посева на полевую всхожесть семян эспарцета, донника и вайды красильной.
В среднем за годы наблюдений (1990—1998) максимальная полевая всхожесть семян была отмечена у всех культур при весеннем беспокровном посеве: 41,7 % у вайды красильной; 55,3 % у эспарцета и 58,3 % у донника. Подсев кормовых культур под покров ярового ячменя и размещение их в летнем беспокровном посеве в среднем приводят к снижению полевой всхожести семян этих культур. Так, у эспарцета полевая всхожесть семян снижается при подсеве под яровой ячмень на 7 % и при беспокровном летнем посеве на 13 %; у донника желтого и вайды красильной — соответственно на 4 и на 8 % по сравнению с весенним беспокровным посевом.
Объяснение данного факта достаточно простое — при подсеве эспарцета, донника и вайды красильной под покров ярового ячменя семена этих культур начинают испытывать конкуренцию за влагу со стороны семян покровной культуры, так как для набухания и прорастания семенам ячменя требуется меньше влаги (относительно массы семян) и они ее поглощают значительно быстрее. Кроме того, корневые выделения растений ярового ячменя оказывают отрицательное аллелопатическое воздействие на полевую всхожесть семян кормовых культур.
Кукуруза на силос как покровная культура обеспечивает большую густоту всходов и более высокую полевую всхожесть семян эспарцета и донника. При одинаковых условиях прорастания семена эспарцета имеют полевую всхожесть на 16...27 % выше, чем семена донника, однако густота всходов в посевах донника, как правило, была большей, чем в посевах эспарцета.
При беспокровном летнем посеве практически ежегодно основная проблема состоит в том, чтобы разместить семена во влажный слой почвы. Глубина посева этих культур должна быть не более 3...4 см, в то время как рекомендуемая оптимальная глубина 1,5...2,5 см. От глубины посева, наличия в почве кислорода, влаги и тепла зависит полевая всхожесть семян.
Сравнивая полевую всхожесть семян по культурам, следует отметить, что у донника она была выше, чем у эспарцета и вайды красильной. Это наблюдается во всех вариантах посева.
Эспарцет, донник и вайда красильная в начальный период вегетации очень медленно развиваются, молодые растения весьма восприимчивы к изменениям условий внешней среды, их посевы могут сильно изреживаться, особенно в засушливые годы. При беспокровных посевах этих культур очень важно обеспечить чистоту посевов от сорных растений, так как при медленном развитии в начале вегетации растения изучаемых культур не обладают высокой конкурентной способностью по отношению к сорнякам, а последние могут их сильно угнетать.
В вариантах с подсевом кормовых культур под яровой ячмень с момента появления настоящих листьев у подсеваемых растений и покровной культуры все сильнее проявляется характер взаимоотношений, складывающихся при их совместном произрастании. Сильное аллелопатическое воздействие со стороны покровной культуры вызывает у эспарцета, донника и вайды красильной замедленный рост, при этом у растений увеличиваются периоды прохождения фенологических фаз вегетации. На начальных этапах онтогенеза в зависимости от способа посева проявлялись различия в габитусе надземной части. К моменту скашивания покровной культуры наибольшая высота стебля была в вариантах беспокровного, а минимальная — в варианте подпокровного посева.
В среднем за годы наблюдений высота растений у донника была больше, чем у эспарцета и вайды красильной, как на беспокровных посевах, так и при подсеве под яровой ячмень.
Вайда красильная, для которой характерен озимый тип развития, на первом году жизни образует только розетку листьев, высота растений к моменту прекращения вегетации 5 см. При этом высота растений вайды красильной была практически одинаковой по вариантам опыта.
Эспарцет, донник, люцерна и другие многолетние бобовые травы в начальный период вегетации очень медленно развиваются, молодые растения весьма восприимчивы к изменению условий внешний среды, их посевы могут сильно изреживаться, особенно в засушливую весну. При беспокровном посеве всходы изреживаются большей частью в фазе 2...3 листочков в течение первого месяца жизни. Отмечается выпадение подпокровных растений при высокой урожайности покровных культур. Т. М. Масалимов считает, что лучше для бобовых трав использовать покровные культуры, которые медленно развиваются в начальный период. К таким культурам он относит кукурузу, просо, могар. Под их покровом эспарцет и донник не сильно затеняются, имеют хорошие условия для укоренения и лучше сохраняются. При этом большинство исследователей считают, что чем раньше будет убрана покровная культура, тем выше выживаемость подпокровных растений.
В опытах, проведенных в Ростовской области и Краснодарском крае, различные покровные культуры по-разному влияли на развитие растений эспарцета и донника первого года жизни и их выживаемость.
Густота травостоя в конце вегетационного периода первого года жизни трав была наибольшей в их беспокровных посевах, большой — при выращивании под покровом силосной кукурузы, несколько меньшей — под покровом проса и самой низкой — под покровом ячменя. Причем тенденция уменьшения густоты стеблестоя в покровных посевах в большей степени наблюдалась у донника. Так, в среднем за четыре года исследований густота травостоя донника под покровом ячменя уменьшилась на 50 шт/м2 (44,2 %), а эспарцета — на 39 шт/м2 (35,5 %) по сравнению с беспокровным посевом. По другим покровным культурам эта тенденция была аналогичной, но отмечалась в меньшей степени.
Выживаемость растений эспарцета и донника самой высокой также была при беспокровном их посеве — 95 и 97 %, тогда как при посеве под покровом ячменя — только 86 и 85 %. Всходы эспарцета и донника под покровом ячменя были довольно угнетены, так как растения ячменя быстро развивались и в начальный период, обгоняя в росте всходы трав. Бобовые травы, посеянные под покров ячменя, развивались при недостатке света и влаги, поэтому их посевы были сильно изрежены. Значительно лучшие условия для роста были у растений эспарцета и донника под покровом проса и силосной кукурузы, а тем более при их беспокровном посеве. В этих вариантах растения были более высокостебельными, что особенно важно для донника, так как на первом году жизни он образует только один стебель без боковых побегов.
Биологической особенностью эспарцета и донника является то, что они хорошо развиваются в том случае, когда их стебель сохраняется неповрежденным на протяжении всей вегетации первого года жизни.
Анализируя выживаемость растений эспарцета и донника в зависимости от погодных условий в Ростовской области, можно отметить, что в 1990 и 1991 гг. растения в посевах трав сохранились лучше и густота травостоя была больше, чем в 1992 и 1993 гг.
В благоприятных для роста трав условиях 1990—1991 гг. донник в беспокровном посеве, а также под покровом силосной кукурузы формировал более густой травостой, чем эспарцет, а в 1992— 1993 гг. проявилась обратная тенденция. Выживаемость растений эспарцета в 1990 и 1991 гг. составляла соответственно 72...97 и 92...97 %, а донника — 81...98 и 88...96 %.
Высокая выживаемость растений в посевах эспарцета и донника за 1990 и 1991 гг. связана с тем, что агрометеоусловия вегетационных периодов этих лет были лучше, чем в 1992 и 1993 гг. Так, в 1990 и 1991 гг. с апреля по август выпало соответственно 234 и 282 мм осадков, а сумма среднесуточных температур за этот период была 2663 и 2837 °С. Это обусловило хорошее развитие покровных и подпокровных растений. За вегетационный период 1992 и 1993 гг. осадков выпало больше (375 и 329 мм), а сумма среднесуточных температур была ниже, чем в 1990 и 1991 гг., и составляла соответственно 2542 и 2521 °С. Прохладная дождливая погода обеспечила бурное развитие покровных растений, которые сильно угнетали рост растений эспарцета и донника.
Таким образом, на густоту травостоя, выживаемость растений бобовых трав в посевах сильно влияют покровные культуры и условия вегетационного периода. Создание благоприятных условий для роста и развития растений на первом году жизни — важнейшее условие успешной культуры бобовых трав.
Подпокровные растения начинают готовиться к неблагоприятному сезону практически уже во второй половине лета, когда продолжительность светового дня начинает сокращаться. Уменьшение длины дня служит стабильным по годам надежным признаком изменения внешних условий, которые связаны с подготовкой к осенне-зимнему периоду.
Зимующие травянистые растения (озимые зерновые культуры, многолетние злаковые и бобовые кормовые травы) переживают условия зимнего периода посредством физиологических и структурных приспособлений. Физиологические механизмы устойчивости растений к условиям зимнего периода исследуют преимущественно биологи, а механизмы структурных приспособлений являются объектом пристального внимания в основном растениеводов.
Посевы многолетних бобовых трав в суровые зимы могут сильно изреживаться и даже погибнуть от различных неблагоприятных факторов. Эспарцет и донник обладают различной зимостойкостью. Эспарцет среди многолетних бобовых трав слабозимостоек, что служит одним из основных его недостатков. Донник же отличается высокой зимостойкостью среди многолетних бобовых трав.
Зимостойкость эспарцета во многом зависит от условий вегетации растений в первый год жизни. При благоприятных условиях вегетации эспарцет развивает мощную корневую систему, накапливая в главном стержневом корне много запасных питательных веществ.
Исследованиями, проведенными в Ростовской области, установлено, что у изучаемых культур к концу вегетации первого года жизни зона кущения втягивается в почву на различную глубину. Так, у растений эспарцета в зависимости от вариантов опыта зона кущения погружалась в почву в среднем на 1,2...2,4 см; у донника — на 1,6...2,7 см; у вайды красильной — на 0,7...1,6 см.
Сравнивая изучаемые культуры по скорости втягивания зоны кущения и глубине ее погружения в почву, следует отметить, что наиболее интенсивно этот процесс происходит у донника, затем у эспарцета и меньше это проявляется у вайды красильной.
У эспарцета и донника в вариантах с весенним сроком посева зона корня втягивается в почву к июню на глубину до 0,7...1,2 см, тогда как у вайды красильной зона кущения начинает погружаться в почву только к концу июля. Это можно объяснить тем, что вайда красильная как растение озимого типа развития начинает активизировать физиологические процессы, обеспечивающие повышение зимостойкости при уменьшении длины дня и снижении среднесуточной температуры воздуха.
На интенсивность втягивания зоны кущения в почву существенное влияние оказывают условия увлажнения и температурный режим периода вегетации. Так, у всех изучаемых культур в достаточно увлажненном и относительно прохладном периоде вегетации 1997 г. развитие корневой системы проходило наиболее интенсивно. В засушливых условиях 1998 г. развитие корневой системы было наименее слабым. У растений летних сроков посева, начинающих свое развитие в условиях укорачивающегося дня, формирование корня как запасающего органа начинается раньше.
Так, в вариантах ранневесеннего срока посева глубина погружения зоны кущения через 3 мес вегетации составила: у эспарцета 0,7 см при подсеве под яровой ячмень и 0,8 см при беспокровном посеве; у донника — соответственно 0,9 и 1,2 см, а у вайды красильной зона кущения была расположена над поверхностью почвы.
В вариантах с летним сроком посева через 1,5 мес вегетации глубина погружения в почву зоны кущения составляла: у эспарцета 0,6 см, у донника 0,9 см, а у вайды красильной зона кущения находилась на уровне поверхности почвы.
К концу активной вегетации растений (третья декада октября) в вариантах с ранневесенним посевом кормовых культур зона кущения корня втянулась в почву: у эспарцета на 0,3 см, у донника на 0,2 см и у вайды красильной на 0,4 см (беспокровный посев). При подсеве этих культур под покров ярового ячменя зона кущения корня погрузилась в почву: у эспарцета на 0,5 см; у донника на 0,3 см; у вайды красильной на 0,4 см. В вариантах с летним сроком посева зона кущения корня у изучаемых культур втянулась на следующую глубину: у эспарцета на 0,5 см, у донника и вайды красильной на 0,9 см.
Как следует из проведенных наблюдений, на глубину погружения в почву почек зоны кущения влияет весь комплекс агротехнических приемов, за исключением глубины заделки семян. Посредством этого механизма растения защищаются от образования внутриклеточного льда и чрезмерного обезвоживания. Анатомо-морфологические приспособления позволяют растениям избежать отрицательного действия зимних температур благодаря формированию зимующих органов (почек возобновления вегетации) в почве.
Таким образом, зная биологические особенности развития растений на первом году жизни и их отзывчивость на различные агроприемы, можно обеспечить их максимальную продуктивность и рациональное использование.
Различия в степени развития зоны кущения корня как основного зимующего органа у изучаемых культур нашли отражения в сохранности растений за зимний период.
Гибель растений кормовых культур в зимний период является следствием воздействия целого комплекса факторов, которые в этот критический период могут вызывать частичное или полное повреждение растений. Основное влияние оказывают экстремально низкие температуры, частые морозы при отсутствии снежного покрова, усиливающиеся иссушающими ветрами. Замерзание растений происходит в результате необратимой коагуляции коллоидных веществ протоплазмы и ее дегидратации. Исследованиями установлено, что сохранность растений эспарцета, донника и вайды красильной была достаточно высокой в вариантах с ранневесенним посевом. В среднем сохранность растений в контрольном варианте составляла: эспарцета — 84,7 %, донника и вайды красильной — 91 %. При подсеве под покров ярового ячменя сохранность этих растений была несколько выше: эспарцета — 86,6 %, донника — 94,2 % и вайды красильной — 92,4 %.
Более высокую сохранность кормовых растений за зимний период в варианте с подсевом их под яровой ячмень можно объяснить тем, что при достаточно одинаковом развитии корневой системы этих культур благодаря наличию стерни ярового ячменя снежный покров был более равномерным по полю и тем самым хорошо предохранял растения от воздействия низких температур.
За годы наблюдений наиболее суровые условия отмечались зимой 1996—1997 гг., в результате сохранность растений была низкой, особенно в варианте с летним беспокровным посевом: эспарцета — 65,6 %, донника — 80,6 % и вайды красильной — 74,1 %. В варианте с летним беспокровным посевом снижение сохранности растений происходит из-за короткого периода вегетации при укорачивающемся дне и дефиците влаги в почве.
Таким образом, наиболее благоприятные условия для роста и развития эспарцета, донника и вайды красильной наблюдаются при ранневесеннем посеве. Благодаря длительному вегетационному периоду эти растения к концу вегетации первого года жизни формируют хорошо развитый зимующий орган — зону кущения корня, где образуются почки возобновления и накапливаются углеводы. Глубина погружения в почву зоны кущения корня во многом зависит от степени развития растений в целом и от развития корневой системы в частности (рис. 6.9...6.11).
Степень развития растений первого года жизни в конце осенней вегетации в значительной степени определяет сохранность растений в зимний период и продуктивность растений на втором году жизни.