Luzerne cultivée

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La luzerne cultivée (Medicago sativa), aussi appelée grand trèfle, ou foin de Bourgogne, est une plante herbacée fourragère de la famille des fabacées, riche en vitamines et en sels minéraux et utilisée en diététique.

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 très utilisée pour l'alimentation du bétail car elle est une véritable source industrielle de protéines et de carotène.

Son étymologie vient du provençal moderne luzerno, ver luisant, du latin lucerna, lampe, parce que les graines de luzerne sont brillantes[1].

Description[modifier | modifier le code]

Luzerne jaune (Medicago sativa subsp. falcata)
Vue rapprochée d'une culture expérimentale de luzerne visant à mieux respecter la biodiversité, sur le territoire de la coopérative Coopédom [2], en Bretagne, le 21 août 2012
M. sativa sativa: fruit en hélice senestre

C'est une plante herbacée de 30 à 80 cm de hauteur, vivace par ses tiges souterraines ramifiées.

Les feuilles, à trois folioles oblongues, pubescentes, dentées au sommet, sont d'un vert gris.

Ses fleurs violettes groupées en grappes fournies sont très reconnaissables.

Les fruits sont des gousses recourbées en hélice senestre sur deux à trois tours.

Ses racines peuvent descendre jusqu'à 2 mètres de profondeur, ce qui confère à cette espèce une bonne résistance à la sécheresse et une certaine capacité à décolmater les sols ou à améliorer leur perméabilité[3].

Distribution[modifier | modifier le code]

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 2 000 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[modifier | modifier le code]

Cycle de la luzerne[modifier | modifier le code]

Champs et meule de luzerne récoltée dans une région désertique (1893)

La luzerne nécessite un sol sain, au pH neutre. La luzerne est semée soit en culture pure, on parle de luzernière, soit en association avec une graminée (prairie permanente). L'inoculation des semences avec une bactérie du type Rhizobium (par exemple Rhizobium meliloti) est recommandée.

Le semis se fait vers le mois d'avril pour une première coupe en juillet (première floraison), et pour une deuxième coupe en septembre (deuxième floraison).

Une luzernière peut fournir 3 à 6 coupes par an, la fenaison s'effectuant toutes les cinq semaines. La dissémination des graines se fait à l'aide du vent. Une luzernière peut être maintenue en production pendant sept ans.

La luzerne assurant la fixation symbiotique de l'azote atmosphérique, un apport d'azote minéral ou organique est inutile et sans effet ni sur le rendement, ni sur la teneur en protéines de la plante. Par contre, la luzerne a besoin d'un sol contenant des phosphates et de la potasse : l'apport d'engrais contenant ces minéraux peut être nécessaire dans certains cas.

Maladies et ravageurs[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Liste de maladies de la luzerne.

La luzerne a des pathogènes ou des prédateurs naturels (autochtones ou importés) peu actif chez la luzerne sauvage, mais qui en contexte de culture intensive peuvent poser problème,

Luzerne OGM[modifier | modifier le code]

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 oxydatif[5], certaines variétés anciennes exprimant déjà naturellement un caractère similaire (voir illustration).
D'autres expériences visaient à la rendre plus résistante au gel, par modification de l'ADN mitochondrial (Génome mitochondrial) et des chloroplastes[6], tout en leur conférant éventuellement une meilleure tolérance aux herbicides de type diphényl-éther ou Acifluorfène[6] ou encore une meilleure tolérance à l'aluminium[7] (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 produites[8].

Cultivars[modifier | modifier le code]

Plusieurs cultivars de M. sativa sont cultivées sous le nom collectif de luzerne, dont deux principales :

  • Medicago sativa L. subsp. sativa, la luzerne,
  • Medicago sativa L. subsp. falcata (L.) Arcang., la luzerne jaune

La première est plus adaptée aux climats secs, la seconde, originaire de Mongolie, 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 Provence, proches du type M. sativa et moins du type Flamand, proches du type M. falcata.

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[modifier | modifier le code]

Alimentation animale[modifier | modifier le code]

C'est une plante cultivée surtout pour l'alimentation du bétail, soit à l'état frais, pâturée ou fauchée, soit sèche sous forme de foin [9].

Le pâturage nécessite de prendre des précautions pour éviter le phénomène de météorisation chez les ruminants, c'est-à-dire un accident digestif grave par accumulation de gaz de fermentation dans la panse. Pour le pâturage et la production de foin, la luzerne, sensible au piétinement, est souvent cultivée en mélange avec d'autres plantes, notamment des graminées.

L'ensilage est difficile.

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, peuvent être mélangés à d'autres aliments pour équilibrer la ration. En outre, la luzerne déshydratée, d'origine nationale, remplace avantageusement le tourteau de soja d'importation. Mais il faut noter les odeurs très désagréables émises par les unités de déshydratation.

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[modifier | modifier le code]

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La consommation de graines germées ou de jeunes pousses vertes de luzerne est très commune chez les adeptes de l'alimentation biologique. De toutes les graines germées habituellement consommées par l'homme, la graine germée de luzerne est celle qui contient le plus de vitamines. Après le germe de haricot mungo, elle est la plus consommée en France, avec le germe de lentille. Et elle est beaucoup plus facile à faire germer chez soi que le germe de haricot mungo. (Lequel nécessite des rinçages beaucoup plus fréquents.)

Phytothérapie[modifier | modifier le code]

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En phytothérapie, elle est appréciée pour ses qualités reminéralisantes (elle contient d'importantes quantités de fer, de calcium, de magnésium et de potassium), et nutritives, mais aussi pour son action supposée antihémorragique, grâce à la vitamine K, et anti-cholestérol, grâce au coumestrol, un œstrogène végétal.

Indications traditionnelles :

Intérêt écologique et économique[modifier | modifier le code]

L'Abeille Megachile rotundata est l'un des hyménoptères qui sont de bons pollinisateurs de la luzerne[10]. Elle fait pour cette raison l'objet de programme de gestion restauratoire en Amérique du Nord[11],[12], comme d'autres abeilles sauvages[13], alors que l'abeille domestique est également en forte régression. Les grandes monocultures intensives de luzerne peuvent aussi favoriser la pullulation de prédateurs des pollinisateurs de la luzerne [14]
L’une des parcelles expérimentales de la Coopedom [15] ; coopérative de la région de Domagné (Ille-et-Vilaine). On distingue y quelques pissenlits et quelques petites fleurs blanches ; Au moment de la photo, prise par beau temps (le 21 aout 2012 à 11h30) aucun oiseau ou papillon (ou autre insecte volant) n’était visible dans le champ de vision à proximité de l’observateur [16]

La luzerne est la légumineuse la plus cultivée au monde. La récolte annuelle mondiale est de 454 millions de tonnes environ (FAO 2002).

Luzerne et biodiversité[modifier | modifier le code]

Le Muséum National d’Histoire Naturelle a constaté que la biodiversité hébergée par la luzerne était globalement et significativement plus importante que celle dans les autres cultures. Une étude expérimentale, mené avec le concours de scientifiques notamment du Muséum d’Histoire Naturelle, a permis l’élaboration d’un protocole de mesure et d’indicateurs de la biodiversité afin d’évaluer les effets d’une gestion différenciée de la luzerne, c’est-à-dire le maintien de bandes non-fauchées.

Sur 15 sites suivis, comprenant des modalités luzernes et des modalités de grandes cultures, on a ainsi démontré que la luzerne, même quand elle est fauchée, favorise fortement la biodiversité, principalement en diversité et en richesse d’oiseaux et de papillons mais aussi en termes de maintien des abeilles. En effet, la luzerne est une des rares plantes qui fleurit après la mi-juillet, période à laquelle trouver de quoi se nourrir devient plus difficile pour les abeilles.

L’effet est encore plus important dans les situations où l’on conserve des bandes de luzerne non fauchées : l’abondance de pollen et nectar y est encore plus favorable à la faune apicole, et l’on y trouve, en nombre important d’autres auxiliaires tels que les chauves-souris.

Enfin, la luzerne fournit un habitat à une grande variété d’insectes et de micro-organismes et chacun sait que la vie microbienne des sols est un indicateur précieux pour les rendements agricoles !

Comme le trèfle blanc sauvage, c'est une des plantes appréciées des abeilles et bourdons du printemps à l'été, mais les cultures de luzerne sont en forte régression, en Europe notamment [17]. Elle peut être intégrée dans les jachères et jachères apicoles (Elle alimente les abeilles, puis restitue 30 à 40 unités d'azote assimilables à la culture qui lui succède)[17] et est parfois plantée dans les périmètres de captage d'eau pour y protéger les sols et la nappe[18]. Inversement les producteurs de semence de luzerne ont besoin d'abeilles (dont mégachiles [19]), et plus encore des bourdons qui semblent être les meilleurs pollinisateurs de la luzerne[20]. On a même cherché à sélectionner des luzernes (Medicago sativa L.) émettant plus d'hormones attractives pour les abeilles à miel (Apis mellifera L.), montrant à l'occasion que l'un des composés émis par les fleurs de luzerne (et perçus par les antennes des abeilles) les plus attractifs pour l'abeille était le Linalol, alors que deux autres (3-octanone et méthyl-salicylate étaient plutôt répulsif, à donc prendre en compte par les sélectionneurs qui voudraient rendre la luzerne plus attractive pour les abeilles domestiques)[21]. On a aussi cherché par des attractifs chimiques à encourager la nidification d'abeilles mégachiles[22]
Introduite dans l'agriculture industrielle, sous forme de culture pérenne dans un cycle d'assolement, elle peut contribuer à réduire la pollution par l'Azote des nappes ou des eaux exportées par le drainage agricole[23]

Luzerne et qualité de l'eau[modifier | modifier le code]

De nombreux travaux, notamment menés par l’INRA montrent que la culture de la Luzerne produit un effet positif sur la qualité de l’eau. La Luzerne est une plante pérenne et une légumineuse, c’est-à-dire une plante qui a la particularité de capter l’azote de l’air, bien qu’elle absorbe prioritairement l’azote disponible dans le sol ; ainsi lorsqu’elle est introduite dans les successions culturales, la Luzerne réduit la concentration en nitrates des eaux de drainage à l’échelle de la rotation culturale.

Le retournement des Luzernes n’entraîne pas de libération intempestive d’azote. En effet, un article de Perspectives Agricoles (n° 264, Janvier 2001, Justes et al.) montre que l’incorporation de l’azote présent dans les racines et les collets (parties aériennes non récoltées) provoque d’abord une organisation de l’azote minéral du sol par les micro-organismes avant d’être progressivement reminéralisé, notamment au printemps suivant.

Enfin, la Luzerne est une plante rustique qui ne nécessite pratiquement aucun traitement phytosanitaire : une enquête de la Chambre d’Agriculture de la Marne démontre ainsi que la Luzerne n’a quasiment pas besoin d’insecticides : 94 % des parcelles de 1ère année et 97 % des parcelles de 2ème année ne reçoivent aucun insecticide. De plus, la Luzerne ne nécessite que peu de traitement herbicides : 72 % des parcelles de 1ère année et 68 % des parcelles de 2ème n’ont reçu aucun traitement anti dicotylédones durant l’hiver. Enfin, la Luzerne ne reçoit aucun traitement fongicide, la recherche variétale ayant fait progresser efficacement la tolérance naturelle aux maladies telles que verticilliose, sclérotiniose ou anthracnose. C’est pour ces raisons que la Luzerne a été choisie sur les recommandations de l’INRA pour protéger le périmètre de captage des eaux de Vittel[réf. souhaitée], elle fait ainsi partie des seules cultures autorisées dans les 500 zones de captages prioritaires d’eau potable.

La luzerne représente donc une réponse économique, écologique et moderne au défi de la qualité de l’eau.

En culture pure, la luzerne occupe 33 millions d'hectares, dont 13 en Amérique du Nord (États-Unis), 8 en Amérique du Sud (Argentine), et 8 en Europe, incluant de vastes surfaces consacrées à la production de semences de luzerne (46,400 ha (114,500 acres) aux États-Unis à la fin des années 1980[24] selon l'AOSCA[25], et 21,800 ha (53,800 acres)au Canada in 1990 (AOSCA 1990) [24]).

En France, la surface cultivée en luzerne couvre 600 000 hectares, dont 150 000 pour la déshydratation soit environ 1 100 000 tonnes en majorité sous forme de granulés. La région Champagne-Ardenne est la première région européenne pour la production de luzerne déshydratée. Selon les producteurs de luzerne cette culture est cependant en forte régression[17] (moins 70 % de surfaces de luzerne en France en 30 ans[17], moins 30 % en Champagne-Ardenne depuis 2005[17]) à cause d'importations de soja sud-américain notamment.

C'est une culture qui nécessite peu d'intrants, constitue une bonne tête d'assolement pour le blé, et fournit des protéines nécessaires à l'élevage.
Selon les producteurs, en culture industrielle, elle est la « culture la plus sobre en traitements. Un herbicide par an au maximum, et pas de fongicides. Amie des insectes pollinisateurs, la luzerne est peu attaquée par les insectes ravageurs ; elle se contente d'un insecticide tous les 3 ans en moyenne, comparé au blé et à l'orge (1 insecticide par an) ou au colza (de 3 à 5 insecticides par an) »[26].

En Europe, au début des années 2000, la filière luzerne déshydratée était soutenue sous forme d'une subvention à la tonne produite, dans le cadre de l'organisation commune du marché des fourrages séchés (OCM) et compte tenu de l'important déficit, 35 millions de tonnes (77 % des besoins annuels), de la communauté européenne en protéines pour l'alimentation animale, des élevages hors-sols notamment. Ce déficit étant couvert par des importations de tourteaux de soja d'Argentine, du Brésil et des États-Unis, majoritairement OGM. La suppression de cette subvention a été décidée à l’occasion du bilan de santé de la politique agricole commune de 2009 et entre en vigueur à compter de la récolte 2011 incluse. Le budget de l’OCM «fourrages séchés» sera intégré dès 2012 aux droits à paiement uniques (DPU) des exploitations bénéficiaires, soit 35,60 millions d’euros pour la France.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Dictionnaire de la Langue française, Dauzat A., Dubois J., Miterrand H., 1971.
  2. Coopédom
  3. http://www.arvalisinstitutduvegetal.fr/fr/fichier/communique/279_luzerne.pdf
  4. ANSES (2013) Analyse de risque phytosanitaire Ditylenchus dipsaci sur luzerne ; Avis de l’Anses Rapport d’expertise collective, Avril 2013, PDF, 146 pages
  5. B. 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)
  6. a et b B. 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)
  7. Mesfin 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)
  8. Dianjing 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)
  9. Heuzé V., Tran G., Boval M., Lebas F., Lessire M., Noblet J., Renaudeau D., « Alfalfa (Medicago sativa) », Feedipedia.org. A programme by INRA, CIRAD, AFZ and FAO,‎ 24/10/2012
  10. SS Peterson, CR Baird et al., Current status of the alfalfa leafcutting bee, Megachile rotundata, as a pollinator of alfalfa seed ; Bee Science, 1992 -
  11. Bitner, R.M. 1976. Ecological management of the alfalfa leafcutter bee, Megachile pacifica (Panzer), with emphasis on diapause induction. Ph.D. dissertation, Utah State University, Logan. 66 pp.
  12. Bitner, R.M. (1982), Current management practices with the leafcutter bee in Idaho, U.S.A., Proc. 1st Inter. Symp. Alfalfa Leafcutting Bee Management. Univ. Saskat., Saskatoon, Can. pp. 161-164.
  13. Bohart, G.E. 1972. Management of wild bees for the pollination of crops. Ann Rev. Entomol. 17:287-312.
  14. Kious, C., C. Johansen et D. Mayer (1978), Checkered flower beetle : a destructive predator of the alfalfa leafcutting bee. Washington. State Univ. Coop. Ext. Serv. EM 4107.
  15. Site internet de la Coopérative Coopédom
  16. Voir aussi (pour une autre région : [JEREMY MIROIR-PROGRAMME SYMBIOSE TRAME VERTE.pdf « Le projet Symbiose et l’expérimentation luzerne »], document de Jeremy MIROIR, Animateur du Conservatoire botanique régional Champagne Ardenne, pour un colloque « Agriculture, Productivité et Biodiversité: L'exemple de la luzerne » (12 octobre 2011)
  17. a, b, c, d et e Communiqué « Sauvons la luzerne » et site internet consacré à cette question, 2011/02/10
  18. Page du site "Sauvons la luzerne" consacrée à l'eau
  19. Mueller, S. et R. Bitner (1991). Evaluating leafcutter bees for alfalfa pollination in the central San Joaquin Valley 1990 research summary. Optimizing Pollination of Agricultural Crops. Oregon State Univ. Corvallis, Oregon. 62 pp
  20. S N Holm The Utilization and Management of Bumble Bees for Red Clover and Alfalfa Seed Production ; Annual Review of Entomology Vol. 11: 155-182, janvier 1966, DOI:10.1146/annurev.en.11.010166.001103 (résumé)
  21. Henning, John A.; Peng, Ying-Shin; Montague, Mary Ann; Teuber, Larry R. ; Honey Bee (Hymenoptera: Apidae) Behavioral Response to Primary Alfalfa (Rosales: Fabaceae) Floral Volatiles ; Journal of Economic Entomology, Volume 85, Number 1, février 1992, pp. 233-239(7) (Résumé)
  22. Parker, F.D., R. Teranishi et A.C. Olson (1983), Influence of attractants on nest establishment by the alfalfa leafcutting bee (Hymenoptera: Megachilidae) in styrofoam and rolled paper. J. Kansas Entomol Soc. 56:477-482.
  23. G.W. Randall, D.R. Huggins, M.P. Russelle, D.J. Fuchs, W.W. Nelson and J.L. Anderson  ; Nitrate Losses Through Subsurface Tile Drainage in CRP, Alfalfa, and Row Crop Systems (en ligne sur le site de l'USDA); U.S. Dairy Forage Research Center p 13-14
  24. a et b AOSCA, 1990. Report of acres applied for certification in 1990 by seed certification agencies. In AOSCA Production Publication No. 44. AOSCA, Raleigh, NC.
  25. Association of Official Seed Certifying Agencies, Association d'organisations nord américaines responsables de la production, de l'identification, de la distribution et de la promotion des semences classées et certifiées et d'autres matériels de multiplication des cultures.
  26. Page du site "Sauvons la luzerne", consultée 2011/05/03

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

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