Клевер луговой (Trifolium pratense L) относится к энтомофильным перекрестноопыляющимся растениям семейства бобовых (Leguminosae) и является двулетним или многолетним травянистым растением.

Клевер луговой представлен двумя сортотипами: раннеспелым, или двуукосным (var. praccox), и позднеспелым, или одноукосным (var. serotinum). Двуукосные сорта возделывают в южных, юго-западных и частично западных районах клеверосеяния. Позднеспелый одноукосный клевер возделывают в северных, северо-восточных, восточных и центральных районах России (Г.С. Посыпанов и др., 1997).

Высота растений клевера зависит от типа, сорта и условий произрастания. Позднеспелый (одноукосный) клевер обычно выше, чем раннеспелый (двуукосный).

Растения раннеспелого типа более низкорослы, сильнее облиственны, имеют меньше ветвей, междоузлий, хорошо и быстрее отрастают весной и после укосов; позднеспелого типа - более высокорослые, менее облиственны, имеют больше ветвей и междоузлий, более зимостойки. Для раннеспелых клеверов свойственно 5-7 междоузлий, для позднеспелых - 8-9. Однако число междоузлий у популяции скороспелого клевера может варьировать от 2 до 9, у позднеспелого - от 4 до 14 (Лисицын; Хорошайлов, 1952

Во влажные годы высота культурного клевера достигает 1 - 1,2 м и больше. В засушливые годы клевера бывают низкорослые (Сергеев и др., 1973). В естественных фитоценозах высота клевера лугового колеблется от 40 до 70 см (Парахин, 1997).

Форма куста. Различают куст прямостоячий, слаборазвалистый, полуразвалистый, развалистый и стелющийся. Прямостоячий и слаборазвалистый тип куста чаще встречается у раннеспелых форм клевера. Полуразвалистый и развалистый типы куста имеют многие позднеспелые сорта. У дикорастущих клеверов тип куста развалистый, а у некоторых из них даже стелющийся. У селекционных сортов чаще встречаются прямостоячие кусты (Люшинкий, Прижукова, 1973, Сергеев и др., 1973, Янсонс, 1978).

У клевера различают разную плотность куста: очень рыхлый, рыхлый, промежуточный, плотный и очень плотный куст. У раннеспелых клеверов куст обычно рыхлый или очень рыхлый, а у позднеспелых - промежуточной плотности и плотный (Сергеев и др., 1973).

Корневая система у клевера лугового позднеспелого типа - стержневато-мочковатая, у растений скороспелого - стержневая, хорошо развитая. Глубина проникновения корней клевера лугового в почву - 2-2,5 м и в стороны от центрального стержня - на 50-60 см. Однако основная их масса располагается в верхнем слое почвы на глубине 20-25 см. Мощность и морфология корневой системы растения в сильной степени зависит от условий выращивания и от типа клевера. Установлено, что зимостойкость клевера тем выше, чем выше разветвленность главного корня.

На главном и особенно на боковых корнях образуются клубеньки, бактерии которых усваивают азот воздуха. На корнях растений позднеспелого клевера клубеньков развивается больше, чем у клевера раннеспелого типа. Содержание азота в корнях клевера, как источника обогащения почвы, изменяется в течение вегетационного периода, падая от весны к лету и снова повышаясь с конца июля к осени. Содержание азота по годам увеличивается с возрастом растений и поэтому количество азота на единицу площади также возрастает. Содержание азота в корнях зависит также и от биотипического состава популяций (Г.С. Посыпанов и др., 1997).

Стебли клевера - это ветви укороченного главного стебля растения.

Стебли у лугового клевера слабоопушенные. Окраска стеблей варьирует от темно - красной (антоциановой) до зеленой (Мухина, Шестиперова, 1978). Они представляют собой ветки укороченного главного стебля - оси первого порядка. Из пазух листьев укороченного главного стебля отходят боковые стебли (ветви) - оси второго порядка. Боковые стебли куста образуют ветви первого, а те, в свою очередь, ветви третьего порядка, в целом давая сложную архитектуру растения.

По положению в пространстве стебли бывают прямостоячими, восходящими и стелющимися, по форме - округлыми, иногда ребристыми.

Имеются голые стебли и слегка опушённые вверху или по всей длине (Янсонс, 1978). Длина, число стеблей в кусте и междоузлий у стебля, число ветвей, вес стебля с ветвями, листьев с прилистниками и цветочных головок увеличивается от популяций скороспелого клевера к популяциям позднеспелого. Высота стеблей в благоприятные годы у популяций позднеспелого клевера достигает 1-1,2 м и больше. Облиственность, процент цветочных головок в общем весе стебля снижается от популяций раннеспелого к популяциям позднеспелого типа. При созревании семян стебли имеют тёмно-бурый цвет (Бугаенко, 2005).

Листья клевера сложные, тройчатые, с беловатым пятном в виде треугольника. Форма тройчатого листа разнообразна - от яйцевидной до элептической. Окраска листьев изменяется от светло-зеленой до темно-зеленой. Признаки опушенности листьев, интенсивности листового пятна, площади поверхности листьев у растений клевера значительно варьируют. Растений с ясно опушенными листьями в популяциях культурного клевера наблюдается от 5 до 15%, в популяциях же дикого - до 50 % и более. Большинство листьев клевера имеет беловатое треугольное пятно, но встречаются как культурные, так и дикорастущие клевера совсем без пятна. Площадь листовых пластинок на растениях среднего яруса у культурного клевера колеблется от 45 до 70 см², а у дикорастущих - от 15 до 40 см². Прилистники тройчатого листа клевера пленчатые, с зелеными или фиолетовыми жилками, наверху суженные в острие с малозаметной кисточкой волосков.

Число листьев в разные годы сильно колеблется и зависит от происхождения клевера и условий его выращивания (Мухина, Шестиперова, 1978, Сергеев и др., 1973). Общий вес стеблей, листьев и головок клевера в пределах популяции сильно меняется. У популяций позднеспелых клеверов он значительно больше, чем у раннеспелых; внутри популяции масса растений увеличивается от скороспелых растений к позднеспелым. В пределах популяций сильно меняется также процентное соотношение отдельных частей растения клевера. Наибольшее количество листьев и головок обычно содержится у клеверов скороспелой популяции (Сергеев и др., 1973).

Удельный вес листьев в надземной массе у позднеспелого клевера обычно составляет от 25 до 40%, у раннеспелого - 26 - 42% (Люшинский, Прижуков, 1973). По данным А.Ф. Иванова (1996) облиственность клевера лугового достигает до 50%.

Цветки клевера мелкие, обоеполые. Венчик цветка ярко окрашен, чаще в лилово-красный цвет. Средняя длина венчика (без флага) у клевера раннеспелого во втором укосе меньше, чем в первом. По данным Н.П. Крыловой (ВНИИК), средняя длина венчика в основном укосе равна 6,22 мм, во втором - 3,83 мм. Поэтому цветки второго укоса охотнее посещают насекомые-опылители. Пятилепестной цветок состоит из верхнего лепестка - паруса, двух боковых лепестков - весел и двух нижних лепестков, образующих лодочку. В лодочке расположены 10 тычинок и пестик (9 сросшихся и 1 свободная) (Мухина, Шестиперова, 1978, Янсонс, 1978).

У клевера цветок устроен так, что пыльники и рыльце пестика не выходят наружу из цветка. Все лепестки венчика в нижней части срастаются в трубку. Длина трубки у культурного клевера 8-10 мм, хотя может быть от 7 до 14 мм. Внутри трубки венчика у основания цветка расположена завязь и столбик пестика. Пестик имеет одно рыльце округлой формы с сосочковидной поверхностью. Завязь верхняя, одногнездная с двумя кампилятропными семяпочками, из которых при нормальных условиях развивается в семядоль только одна, но имеются случаи образования двух семян. Исследования показали, что этот признак является наследственным, а также в сильной степени зависит от погодных условий вегетационного периода. В трубке цветка, у его основания под завязью, расположен нектарник, выделяющий нектар (Сергеев и др., 1973).

По способности к образованию нектара не все цветки одинаковы: одни накапливают нектар выше завязи, другие - на уровне завязи, третьи - ниже завязи. Это обусловлено сортовыми особенностями и погодными условиями. Большое значение для пчел при опылении клевера имеет не только количество нектара, но и его качество. В дождливую погоду он содержит повышенный процент влаги, а в засуху наступает обезвоживание, нектар приобретает другую консистенцию, и пчелы его также не собирают.

Соцветие - головка до 2,5-3 см в диаметре, окружена расширенными прилистниками из двух сидящих листочков. Соцветие имеет разное число цветков, образование которых в сильной степени зависит от типа клевера, от условий выращивания, погодных условий и возраста растений. В среднем одна головка клевера имеет от 60 до 170 цветков (Филатов, 1996).

У растений клевера позднеспелого типа первого года пользования насчитывается от 90 до 120 цветков, второго года меньше - от 60 до 90 (Сергеев и др., 1973).

У растений раннеспелого типа первого года пользования - от 80 до 100 цветков, второго года - от 60 до 100.

Плод у клевера лугового - боб, обычно односемянный, иногда двусемянный, яйцевидной формы, плотно облегающий семя, не растрескивающийся при созревании. Двусемянный боб образуется в результате наличия в семяпочке излишних зародышевых мешков или сохранения в завязи обеих семяпочек.

В зависимости от сортовых и погодных условий двусемянность варьирует от 0,4 до 20,5.

Семя сердцевидной формы с незначительным выступом возле рубчика. Состоит из оболочки, двухсемядольного зародыша и запаса питательных веществ. Окраска семян пестрая, у свежих семян - преимущественно желтая, фиолетовая, фиолетово-желтая или зеленовато-желтая (недозревшие); у старых (потерявших всхожесть) - бурая или коричнево-красная. В сухую солнечную погоду в соцветиях преобладают фиолетовые семена, в пасмурную и дождливую - желтые. Доброкачественные всхожие семена имеют блестящую поверхность, они выполнены, отличаются хорошей текучестью. Матовая поверхность - признак потери семенами всхожести (Люшинский, Прижуков, 1973).

У культурных форм клевера твердых семян бывает до 80 %, у лугового клевера - до 95 %.

Семена бывают легко набухающие и прорастающие, набухающие, но долго не прорастающие, твёрдые (каменистые), или трудно набухающие. Количество твёрдых семян в посевном материале зависит от сорта и условий их формирования. Сухая погода в конце созревания семян, а также запаздывание с уборкой семенных растений способствует увеличению количества твёрдых семян.

1.3 Биологические особенности клевера лугового

По морфологическим и биологическим признакам клевер красный является сложной популяцией, представленной несколькими расами, или формами.

Клевер луговой отличается многообразием форм, однако два крайних типа - раннеспелый (Trifolium pratense praecox или Т. sativum praecox Bobr.) и позднеспелый (Trifolium pratense serotinum или Т. sativum serotinum Bobr.) - самые распространённые (Янсонс, 1978).

Наряду с делением клевера на раннеспелый и позднеспелый в природе существует еще ряд рас, или форм, клевера. Так, по типу стеблевания, кущения времени плодоношения центрального и боковых побегов профессор Н.Г. Хорошайлов выявил и описал семь морфологических типов, шесть из которых представлены розеточными формами. Клевер принято также делить на следующие четыре группы: яровые, ярово-озимые, озимые и озимо-яровые. К первым двум группам относят преимущественно однолетние и малолетние формы, у двух последних популяций входят многолетние розеточные формы.

Среди форм лугового клевера встречаются пастбищные экотипы, приспособленные к многократному стравливанию в течение лета. У таких растений соцветия формируются на цветоносах, появляющихся из пазух листьев нижних междоузлии. Благодаря этой особенности растения ежегодно дают потомство.

Среди диких клеверов можно встретить и самоопыляющиеся формы.

Рост и развитие. Клевер луговой, главным образом, - многолетнее растение. Продолжительность жизни разных форм и типов различна и колеблется от 2-3 до 10-15 лет. В литературе есть указания на то, что клевер луговой способен жить даже до 25 лет (Бугаенко, 2007)

Всходы при благоприятных условиях появляются на 8-10-й день после посева. Самостоятельная жизнь растения начинается с появления на поверхности почвы двух мясистых семядолей и расположенной между ними почечки. Обычно через 8-9 дней после появления семядольных листьев развивается первый лист округлой формы, а через 5-6 дней - настоящий тройчатый лист. С появлением третьего и четвёртого листьев в их пазухах формируются первые побеги, которые образуют прикорневую розетку (Мухина, Шестиперова, 1978).

В течение лета розетка даёт новые листья, которые, однако, остаются прижатыми к земле. К наступлению зимы обычно образуются уже хорошо развитые розетки, и некоторые из них успевают выбросить стебли. У раннеспелых клеверов (ярового типа) они могут зацвести. У позднеспелого клевера (озимого типа) цветение в год посева не наступает. При подпокровном посеве этот клевер образует 2-3 листа, а при беспокровном - 10-12 (Люшинский, Прижуков, 1973).

Главный побег у обоих типов клеверов задерживается в развитии, оставаясь укороченным на протяжении всей жизни растения. Это - орган вегетативного возобновления, где откладываются питательные вещества, идущие на образование новых почек, а затем стеблей. Чем больше почек у укороченных побегов перезимует, тем больше у растения на следующий год жизни вырастет стеблей.

На второй и в последующие годы жизни, рано весной, из розетки появляются новые листья, а также стебли - клевер начинает куститься. Количество стеблей зависит от многих факторов: пищи, густоты стояния, освещенности и т.д.

Позднеспелый клевер весной отрастает медленно, зацветает поздно, цветет недружно, растянуто (в течение месяца и более). Вегетацию заканчивает рано.

Раннеспелый клевер весной дружно отрастает, но кустится слабо. Цветение начинается рано (на 10-20 дней раньше, чем у позднеспелого клевера) и протекает дружно. Продолжается эта фаза от 7 до 15 дней, а на всем массиве семенников клевера лугового 30-40 и даже 50 дней.

В течение лета клевер может давать несколько укосов на сено. После них хорошо отрастает.

Вегетационный период у клевера лугового в первый год жизни длится 80-120 дней, на второй год при возделывании на семена - 80-115 дней. Длина вегетационного периода клевера на севере значительно короче, чем в средней полосе.

Корневая система в первый год жизни растет быстрее, чем надземная часть. У раннеспелого клевера она менее мощная, но более глубокая, чем у позднеспелого.

Клубеньки на корнях появляются еще при образовании простого листа. Количество их увеличивается вплоть до начала цветения. В фазе массового цветения они начинают отмирать, и количество их уменьшается (Алехина, 1998).

Накопление питательных веществ в растениях преобладает над их расходованием вплоть до начала фазы стеблевания. Начиная с этой фазы и до бутонизации расход веществ преобладает над накоплением. В период закладки генеративных органов накопление питания вновь преобладает над его расходованием. В этот период и рекомендуется проводить первый укос раннеспелого клевера на сено, так как в его растениях содержится наибольшее количество питательных веществ. Более поздний укос влечет за собой ослабление жизнедеятельности центрального побега, приводит к сильному изреживанию травостоя и большому недобору семян

По данным Мухиной (1971), уже на третий год жизни в травостое позднеспелого клевера после первого укоса остается всего 5-12 % растений. При этом в летний период растений гибнет в 2-3 раза больше, чем зимой

Позднеспелый клевер отрастает и развивается медленно во второй год жизни, зацветая на 10-15 дней позднее раннеспелого. Период цветения его растянут. После укоса он отрастает также медленно. За вегетационный период при плохой агротехнике и поздней уборке обычно собирают один укос сена или один урожай семян. Но при оптимальной агротехнике и наличии влаги в почве можно получить и два хороших укоса сена. Урожай укосной массы позднеспелого клевера в районах наибольшего его распространения выше, чем раннеспелого. В травостое он держится дольше. При хорошей агротехнике средний урожай сена позднеспелого клевера составляет 50-60 ц с 1 га и больше, а семян при благоприятных условиях произрастания - до 3-5 ц с 1 га и более (Сергеев и др., 1973).

Раннеспелый клевер может образовывать семена, как в первом, так и во втором укосе. Большим количеством опытов установлено, что более устойчивые и высокие урожаи семян можно получить во втором укосе. Это объясняется тем, что в это время обычно складываются лучшие условия для опыления растений, клеверные головки меньше повреждаются вредителями, травостой реже полегает, наблюдается более дружное созревание головок.

Для того, чтобы семена раннеспелого клевера успели вызреть до наступления осенних дождей, необходимо первый укос провести не позднее фазы полной бутонизации, а при запоздалой или прохладной весне - в фазе начала бутонизации или даже в фазе стеблевания. Вместе с тем в отдельные годы в некоторых районах создаются погодные условия, при которых более высокий урожай семян раннеспелого клевера получается с первого укоса.

Опыт семеноводства показывает, что в центральных областях (до широты Москвы) у раннеспелых клеверов на семена могут быть оставлены как первый, так и второй укосы. В более северных районах на семенные цели нужно оставлять только первый укос.

В ряде зарубежных стран (Латвия) принято первый укос проводить в несколько сроков, а по части семенников клевер вообще не подкашивать. Всю площадь семенников разделяют на 4-5 участков и скашивают травостой с интервалом в 7-10 дней. В результате растения на всех участках зацветают в различное время, цветение одного или двух участков непременно протекает при более благоприятных условиях, урожай с них бывает особенно высоким.

Раннеспелый клевер на семенные цели используют, как правило, один год, так как после перезимовки он сильно изреживается и не способен дать высоких урожаев семян. По данным П.А. Сергеева (1973), позднеспелый клевер способен плодоносить на второй год после семенного использования только при следующих условиях: если растения в первый год использования находились в подавленном состоянии и почти не плодоносили, и если они после уборки были обеспечены всеми необходимыми условиями для дальнейшего роста и развития.

Сбор сена раннеспелого клевера за два укоса при правильной агротехнике в районах основного распространения может быть не ниже, чем у позднеспелого, а урожай семян при благоприятных условиях достигают 4-5 ц с 1 га и выше (Сергеев и др., 1973).

1.4 Требования к условиям произрастания