Légumineuse vivace cultivée essentiellement pour la production de fourrage, en culture pure ou en mélange, le plus souvent avec des graminées (genre Medicago, famille des papilionacées).
Un champ de luzerne se nomme luzernière.
Adaptée à la production de foin, la luzerne peut aussi être pâturée, ensilée ou déshydratée. C'est la plante qui, sous les climats tempérés, a le plus haut rendement en protéines à l'hectare : de 2 à 2,5 t/ha (contre 0,8 t pour le soja et 0,7 t pour le maïs grain). Sa composition en acides aminés est en outre bien équilibrée. En revanche, sa valeur énergétique est moyenne, de l'ordre de 0,5 UF (unité fourragère) par kg de matière sèche. Son aire de culture est très vaste, depuis les régions équatoriales jusqu'aux abords du cercle arctique, mais elle trouve son plus grand développement dans les zones tempérées chaudes.
La luzerne se caractérise par une forte capacité à l'enracinement ; sa racine d'abord pivotante développe des racines secondaires plus ou moins ramifiées et l'ensemble peut descendre à plusieurs mètres de profondeur ce qui lui permet de résister à la sécheresse. Comme dans le cas des autres légumineuses, des nodosités abritant des bactéries symbiotiques fixant l'azote atmosphérique se développent sur les racines.
Espèces et variétés.
Sous l'appellation luzerne, on classe deux espèces botaniques et leurs hybrides. Ces deux espèces, Medicago sativa et M. falcata, sont adaptées à des conditions écologiques différentes. La première serait originaire des hauts plateaux iraniens, ce qui explique sa résistance à la sécheresse, la seconde de Sibérie occidentale, ce qui lui confère sa résistance au froid. Elles sont interfertiles, et leurs croisements ont donné naissance à une large gamme d'hybrides englobés sous le nom de M. x varia Martin ou M. media, qui combinent leur capacité d'adaptation à des milieux variés.
Parmi les variétés cultivées en France, on distingue les luzernes de type `Provence', contenant surtout des variétés de types sativa mais peu de types varia et les luzernes de type `Flamand' qui sont des M. x. varia, proches du type falcata.
Cycle de vie.
La germination se produit dès que la température est légèrement positive (1 à 2 °C), mais son optimum se situe entre 19 et 25 °C. À la levée émergent deux cotylédons puis une première feuille unifoliée, suivie par des feuilles composées de trois folioles attachées à la tige par un pétiole. Une tige secondaire se développe à partir du bourgeon axillaire de la première feuille et deux autres au niveau des cotylédons. Des tiges secondaires naissent également à partir des premières feuilles trifoliées. L'ensemble forme le collet de la plante. La croissance des jeunes plantes est rapide entre 20 et 30 °C. Cette température optimale diminue ensuite sur les plantes plus âgées et se situe autour de 15 à 25 °C. En dessous de 10 °C et au-delà de 35 °C, la croissance est fortement ralentie.
Le nombre de pousses par pied de luzerne augmente avec l'âge de la plante. L'année du semis, le nombre de tiges passe de 2-4 à 6-7 après 4 coupes. L'année suivante, de 5 à 8 tiges sont produites par pied.
La mise à fleur est relativement indépendante des températures et de la photopériode, mais un régime de jours longs amène cependant une mise à fleur plus rapide. Les fleurs sont hermaphrodites et sont regroupées en inflorescences de 15 à 30 fleurs. La fécondation est assurée par du pollen venant d'une autre plante (allogamie), transporté par des insectes.
La luzerne est sensible au froid jusqu'au stade 4-5 feuilles. C'est la raison pour laquelle les semis tardifs avant l'hiver sont déconseillés. Puis, lorsque la plante se développe, les différents organes sont capables d'atteindre un certain niveau de résistance au froid (élevé pour le collet, intermédiaire pour les racines et faible pour la partie aérienne).
À partir de l'automne qui suit le semis débute une période de repos végétatif. La plante accumule dans le collet et le système radiculaire des substances de réserve qui lui permettent de résister à des températures de - 20 °C. Au printemps, la végétation repart dès que la température dépasse 5 °C, la croissance s'accélérant au fur et à mesure de l'élévation de température. La luzerne possède une bonne résistance à la sécheresse. Cependant, la respiration de la plante augmente avec la température et ce phénomène, en réduisant la fixation de l'azote atmosphérique en même temps que les réserves en glucides, affecte la production de biomasse.
