La luzerne ou luzerne cultivée (), « reine des plantes fourragères », parfois appelée « grand trèfle » ou « foin de Bourgogne », ou « alfalfa » est une espèce de plantes à fleurs dicotylédones de la famille des Fabaceae, sous-famille des Faboideae, originaire des régions tempérées du Proche-Orient et de l'Asie centrale.
C'est une plante herbacée vivace, largement cultivée comme plante fourragère pour sa productivité, sa grande résistance à la sécheresse et sa richesse en protéinesLa luzerne : culture utilisation A. le Gall, J. D. Arnaud, P. Guy ITCF, 1982 - 39 pages, en vitamines et en sels minéraux. L'espèce a été introduite par la culture dans toutes les régions tempérées du monde notamment dans toute l'Europe, l'Afrique du Nord et du Sud, l'Amérique du Nord et du Sud, l'Australie, la Nouvelle-Zélande et l'Asie de l'Est.
Elle est très cultivée pour sa richesse en protéines (pour un taux compris habituellement entre 15 et 25 %) et ses qualités d'amélioration des sols. Abondamment répandue dans les contrées tempérées, tant à l'état sauvage que cultivée, la luzerne est une des espèces fourragères les plus utilisées pour l'alimentation du bétail. Elle est aussi cultivée comme source industrielle de protéines et de carotène, et utilisée en diététique.
Étymologie Le mot « luzerne », attesté dès 1600 chez Olivier de Serres (Le Théâtre d'agriculture)., est un emprunt au provençal moderne luzerno, « ver luisant », lui-même dérivé du latin lucerna, « lampe », en référence à l'aspect brillant des graines de luzerneDictionnaire de la Langue française, Dauzat A., Dubois J., Mitterand H., 1971..
Description vignette|gauche|250px|Luzerne jaune (Medicago sativa subsp. falcata). vignette|gauche|250px|Vue rapprochée d'une culture de luzerne.
vignette|gauche|250px|M. sativa sativa: fruit en hélice senestre. vignette|250px C'est une plante herbacée de de hauteur, vivace par sa grosse souche ligneuse.
Le système racinaire de la luzerne est particulièrement développéLes légumineuses, pour des systèmes agricoles et alimentaires durables, Anne Schneider, Christian Huyghe, Quae éditions p 92 et lui permet d'atteindre des profondeurs importantes (plusieurs mètres). Cette particularité lui confère une excellente résistance à la sécheresse ainsi qu'une certaine capacité à décolmater les sols et à améliorer leur perméabilitéhttp://www.arvalisinstitutduvegetal.fr/fr/fichier/communique/279_luzerne.pdf. En outre les nodosités qui se forment sur ses racines, comme pour les autres légumineuses, lui confèrent la capacité de fixer l'azote atmosphérique et d'enrichir ainsi le sol.
La tige très ramifiée est pleine, avec une consistance plutôt coriace, à section ronde. Chaque pied peut comporter de 5 à 15 tiges. Les feuilles sont alternes, avec une base simple, munie de stipules acuminées et dentées à la base. Composées, elles sont formées de trois folioles oblongues à sommet présentant des dents mucronées, sont pubescentes, d'un vert gris. Le pétiole de la foliole centrale est relativement plus long.
Ses fleurs à la corolle violette longue de 8-11 mm, sont groupées en grappes fournies hautes de (15-)20-40 mm sont très reconnaissables.
Les fruits sont des gousses recourbées en hélice senestre sur deux à trois tours en moyenne, contenant 10 à 20 graines.
Distribution C'est une plante originaire de l'ouest de l'Asie (Afghanistan, Iran, Turquie), cultivée, et présente à l'état subspontané, dans tous les continents, dans les régions tempérées, jusqu'à m d'altitude environ, et débordant largement vers les régions arctiques au nord et équatoriales au sud. Elle préfère les climats de type méditerranéen.
Culture Cycle de la luzerne vignette|gauche|nodosités produites par Rhizobium permettant la fixation de l'azote La luzerne nécessite un sol sain, au pH neutre. La luzerne est semée soit en culture pure, on parle de luzernière (on disait aussi autrefois prairie artificielle), soit en association avec une graminée comme le dactyle (prairie temporaire de longue durée). L'inoculation des semences avec une bactérie du type Rhizobium (par exemple Rhizobium meliloti) est recommandée dans les sols lourds, battants, mal drainés ou encore trop acides (pH6).
La luzerne assurant la fixation symbiotique de l'azote atmosphérique, un apport d'azote minéral ou organique est inutile et sans effet, ou peut être négatif (sur-fertilisation) sur le rendement., ni sur la teneur en protéines de la plante. Par contre, la luzerne a besoin d'un sol contenant phosphates, potasse, calcium, magnesium et soufre : l'apport d'engrais contenant ces minéraux peut être nécessaire.
Le semis se fait en automne ou vers le mois d'avril pour une première coupe en juillet (première floraison), et pour une deuxième coupe en septembre (deuxième floraison). Le semis sous couvert de céréales ou tournesol est possible au printemps.
Une luzernière peut fournir 3 à 6 coupes par an, la fenaison s'effectuant toutes les cinq semaines. Une luzernière peut être maintenue en production pendant sept ans. Cette durée est souvent raccourcie en culture intensive.
Maladies et ravageurs
La luzerne a des pathogènes ou des prédateurs naturels (autochtones ou importés) peu actifs chez la luzerne sauvage, mais qui en contexte de culture intensive peuvent poser problème, Fonte de semis, Pythium ; Verticilliose, jaunisse et nanisme, Verticillium albo-atrum ; Dessèchement de plantes isolées, Sclerotinia trifoliorum ; Anthracnose de la luzerne, Colletotrichum trifolii ; Ascochytose, Ascochyta pinodella, taches brunes sur tiges et feuilles. Phytonome de la luzerne, Hypera postica ; Cécidomyie des fleurs de luzerne, Contarinia medicaginis ; Cécidomyie des pousses de luzerne, Dasineura ignorata ; Charançon des graines de Luzerne, Tychius aureolus ; Tordeuse de la luzerne, Cydia medicaginis ; Capside de la luzerne, Adelphocoris lineolatus ; la cuscute, une plante parasite ; Ditylenchus dipsaci (nématode plus difficile à gérer depuis l'interdiction du bromure de méthyleANSES (2013) Analyse de risque phytosanitaire Ditylenchus dipsaci sur luzerne ; Avis de l’Anses Rapport d’expertise collective, Avril 2013, PDF, 146 pages .
Luzerne génétiquement modifiée La luzerne (Medicago sativa) a fait l'objet de transgénèses, par exemple pour exprimer une enzyme (Mn-superoxide dismutase cDNA) visant à réduire sa vulnérabilité au stress hydrique par une meilleure résistance au stress oxydatifB. D. McKersie, S. R. Bowley, E. Harjanto et O. Leprince, Water-Deficit Tolerance and Field Performance of Transgenic Alfalfa Overexpressing Superoxide Dismutase ; doi: 10.1104/pp.111.4.1177 Plant Physiology August 1996 vol. 111 no. 4 1177-1181 (Résumé), certaines variétés anciennes exprimant déjà naturellement un caractère similaire.
D'autres expériences visaient à la rendre plus résistante au gel, par modification de l'ADN mitochondrial (Génome mitochondrial) et des chloroplastesB. D. McKersie, Y. Chen, M. de Beus, S. R. Bowley, C. Bowler,D. Inze, K. D'Halluin et J. Botterman, Superoxide Dismutase Enhances Tolerance of Freezing Stress in Transgenic Alfalfa (Medicago sativa L.) ; doi:10.1104/pp.103.4.1155 Plant Physiology December 1993 vol. 103 no. 4 1155-1163 (Résumé), tout en leur conférant éventuellement une meilleure tolérance aux herbicides de type diphényl-éther ou Acifluorfène ou encore une meilleure tolérance à l'aluminiumMesfin Tesfaye, Stephen J. Temple, Deborah L. Allan, Carroll P. Vance et Deborah A. Samac; , Overexpression of Malate Dehydrogenase in Transgenic Alfalfa Enhances Organic Acid Synthesis and Confers Tolerance to Aluminum ; Plant Physiology December 2001 vol. 127 no. 4 1836-1844, doi:10.1104/pp.010376 (Résumé) (phytotoxique pour de nombreuses plantes sur des sols acides ou certains sols pollués). Des luzernes génétiquement modifiées pour produire moins de lignine ont aussi été produitesDianjing Guo, Fang Chen, Kentaro Inoue, Jack W. Blount, and Richard A. Dixon, Downregulation of Caffeic Acid 3-O-Methyltransferase and Caffeoyl CoA 3-O-Methyltransferase in Transgenic Alfalfa: Impacts on Lignin Structure and Implications for the Biosynthesis of G and S Lignin ; Plant Cell, Vol. 13, 73-88, January 2001, American Society of Plant Physiologists ; doi:10.1105/tpc.13.1.73 ; The Plant Cell Online (Résumé).
Cultivars De nombreux cultivars de Medicago sativa sont cultivées sous le nom collectif de luzerne. Ils appartiennent à deux sous-espèces : Medicago sativa L. subsp. sativa, la luzerne à fleurs violettes, Medicago sativa L. subsp. falcata (L.) Arcang., la luzerne à fleurs jaunes. La première est plus adaptée aux climats secs, la seconde, originaire de Mongolie et Sibérie, aux climats froids. Il existe de nombreux croisements entre ces sous-espèces qui combinent les aptitudes des plantes-mères.
En France on utilise essentiellement des semences des variétés de type 'Flamand', plus productives et plus résistantes au froid, et moins du type 'Provence', mieux adaptées aux coupes fréquentes.
Au catalogue officiel français. on compte plus de 180 variétés, dont plus de 10 de type 'Provence' mieux adaptées à la zone méditerranéenne.
Actuellement, 380 variétés de luzerne sont inscrites au Catalogue européen des espèces et variétés..
Dans le genre Medicago, qui comporte une quarantaine d'espèces, on peut signaler aussi Medicago lupulina, la minette ou luzerne lupuline, qui présente un intérêt agricole certain.
Utilisation vignette|Champ de luzerne avec coquelicots messicoles (Lozère, France).
Alimentation animale La luzerne est la plante fourragère susceptible de produire le plus de protéines à l'hectare : jusqu'à 2,5 tonnes de protéines (mais 9 tonnes pour un bassin de culture de spirulines) contre 0,8 tonne pour le soja avec une composition en acides aminés intéressante ; le rendement en matière sèche peut atteindre 16 tonnes par hectare en culture irriguée ; sa valeur énergétique est cependant médiocre, environ 0,5 unité fourragère par kg.
C'est une plante cultivée surtout pour l'alimentation du bétail, et distribuée soit à l'état frais, pâturée ou fauchée, soit sèche sous forme de foin., soit sous forme déshydratée. Les manipulations nécessaires au fanage doivent être réalisées de façon délicate afin de ne pas perdre les feuilles qui représentent la meilleure part de la valeur fourragère.
Le meilleur compromis qualité-quantité pour la fauche se situe au stade « apparition des bourgeons floraux ».
Le pâturage peut être risqué et doit être rationné pour éviter la météorisation, un accident digestif pouvant entraîner la mort de l'animal par accumulation de gaz de fermentation dans la panse des herbivores ruminants. Pour le pâturage, la luzerne est souvent cultivée en mélange avec d'autres plantes, notamment des graminées telles que le dactyle ou le brome. La luzerne est sensible au piétinement, à l'humidité et au surpâturage.
L'ensilage est difficile, mais possible surtout après un préfanage. L'enrubannage permet de la conserver dans de bonnes conditions..
La déshydratation présente de nombreux avantages pour la conservation et la préservation des qualités nutritives de la plante fraîche, et pour la consommation, car les granulés ou bouchons, qui se conservent six mois sans problème, constituent un correctif azoté de la ration. En outre, en France, la luzerne déshydratée d'origine nationale peut remplacer le tourteau de soja d'importation. Mais il faut noter les odeurs très désagréables émises par les unités de déshydratation et le coût variable de l'énergie nécessaire au séchage.
En France, une grosse partie de la production déshydratée provient de la région Champagne-Ardenne. La luzerne déshydratée, que ce soit en France ou même en Espagne (Aragon) par exemple, est en général séchée dans des sortes de fours (les fourrages séchés au soleil sont peu fréquents).
C'est également une plante mellifère.
Alimentation humaine sous forme de graines germées ou de jeunes pousses