Primeiro de tudo, que tipo de roteador é esse? Infelizmente, a maioria (ou pelo menos muitos) roteadores consumidores não permitem desabilitar o NAT ou o roteamento na interface da LAN, então o segundo segmento será duplamente nativo (ugh).
Assumindo que você pode e que o roteador1 permite o roteamento no lado lan, você terá que tocar o roteador1, você precisa pelo menos dizer ao roteador 1 para apontar para o roteador 2 WAN para alcançar a segunda rede.