Medicago sativa

Luzerne / Alfalfa

2,5–3,5 % N, 2,0–2,6 % K, 1,4–1,8 % Ca in der Trockenmasse. 150–250 kg biologisch fixierter Stickstoff pro Hektar und Jahr. Und im Epikutikularwachs steckt Triacontanol, ein Wachstumsregulator, der bei 10 µg/L wirkt. Das ist nicht ein Nährstoff, das sind drei Werkzeuge in einer Pflanze.

Nährstoffprofil

Drei Quellen, ein Ergebnis: INRAE-CIRAD-AFZ-Futtermitteltabelle, FAO-Feedipedia und USU Extension Nutrient Management Guide zeigen dasselbe Bild. Die Zahlen stehen.

Stickstoff (N) Trockenmasse
2,5–3,5 % (Rohprotein 16–22 %; N = Rohprotein ÷ 6,25); Qualitätsheu (22–25 % RP) erreicht bis 4,0 % N
Phosphor (P) Trockenmasse
0,25–0,30 % (entspricht ca. 0,57–0,69 % P₂O₅)
Kalium (K) Trockenmasse
2,0–2,6 % (entspricht ca. 2,4–3,1 % K₂O)
Kalzium (Ca) Trockenmasse
1,4–1,8 %, deutlich höher als Gräser (0,3–0,5 %)
Magnesium (Mg) Trockenmasse
0,25–0,35 % (ca. 2 500–3 500 mg/kg)
Schwefel (S) Trockenmasse
0,25–0,30 % (Sufficiency-Bereich nach USU Extension)
Eisen (Fe) Trockenmasse
ca. 300–400 mg/kg (Feedipedia-Referenz; 0,33 lb/Tonne Heu = ca. 150 mg/kg, Bandbreite je Standort)
Mangan (Mn) Trockenmasse
ca. 30–60 mg/kg (USU-Sufficiency 15 mg/kg; Feedipedia-Heu-Mittel ca. 54 mg/kg)
Zink (Zn) Trockenmasse
ca. 20–40 mg/kg (USU-Sufficiency 12 mg/kg)
Bor (B) Trockenmasse
ca. 20–40 mg/kg (USU-Sufficiency 20 mg/kg)
Molybdän (Mo) Trockenmasse
Spurenelement, essentiell für Nitrogenase in Rhizobium-Knöllchen
Wassergehalt frisch
ca. 75–80 % (Frischmasse: 1 kg ≈ 200–250 g Trockenmasse)

Frischmasse-Werte (bei 78 % Wassergehalt): N ≈ 5,5–7,7 g/kg, P ≈ 0,55–0,66 g/kg, K ≈ 4,4–5,7 g/kg. Zum Vergleich: Hornspäne enthalten ca. 130 g N/kg, sind aber praktisch P- und K-frei; NPK-Blaukorn 12-12-17 liefert 120 g N, 52 g P und 141 g K je kg Dünger.

Saponin-Gehalt: Mehrere Peer-Review-Studien (u. a. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, ) quantifizieren den Gesamt-Saponin-Gehalt in Luzerneheu bei 4,0–9,5 mg/g Trockenmasse (0,4–0,95 %), mit jahreszeitlichem Peak im Juni. Saponine besitzen antimikrobielle und schaumbildende Eigenschaften; im Pressaft werden sie konzentriert, durch Lacto-Fermentation jedoch selektiv abgebaut.

Triacontanol als Wachstumsregulator

Triacontanol (1-Triacontanol, C₃₀H₆₂O) ist ein gesättigter Fettalkohol im Epikutikularwachs mehrerer Pflanzenarten, erstmals von Ries et al. aus Luzernemehl isoliert und als Wachstumsregulator identifiziert (Science 195:1339–1341). Die Verbindung ist lipophil und in Wasser praktisch unlöslich; Extraktion erfordert organische Lösungsmittel (Chloroform, Ethanol) oder pflanzliche Öle.

Triacontanol wirkt bereits bei Konzentrationen von 10 µg/L (2,3 × 10⁻⁸ M) als Foliar- oder Wurzelapplikation wachstumsfördernd. Praktisch empfohlener Konzentrationsbereich: 0,5–2 ppm (mg/L) im Spritzansatz. Eine Überdosierung (>5 ppm) kann phytotoxisch wirken.

Konzentration in Luzerne: Die Literatur gibt keinen einheitlichen µg/g-Wert für Luzernemehl an; Ries et al. beschreiben die Isolierung aus dem chloroformlöslichen Wachsanteil des Mehls. Vergleichswerte aus Reiskleie-Wachs und ähnlichen Rohstoffen liegen bei 10–50 mg/kg Trockenmasse. Luzernemehl gilt wegen seiner kommerziellen Verfügbarkeit als Hauptquelle für kommerzielle Triacontanol-Präparate; der genaue Gehalt variiert je Erntezeitpunkt (junge Blätter > älteres Stroh).

Belegte Wirkungen (Übersicht: Aftab et al., Journal of Plant Interactions 7(2), ; Raza et al., Physiology and Molecular Biology of Plants ):

  • Steigerung von Trockenmasse, Chlorophyllgehalt, Photosyntheserate und Stickstoff-Assimilation
  • Aktivierung antioxidativer Enzyme unter Salzstress und anderen abiotischen Stressfaktoren
  • Erhöhte Aufnahme von Wasser und Mikronährstoffen
luzerne, historische Tafel, Medicago sativa
Medicago sativa
Triacontanol 10–50 mg/kg im Epikutikularwachs

Stickstoff-Fixierung

Luzerne bildet eine der effizientesten Symbiosen mit Sinorhizobium meliloti (früher Rhizobium meliloti) in der Pflanzenernährung. Quantitative Bandbreite aus Peer-Review-Quellen:

  • Nordamerika (temperates Klima, vergleichbar Mitteleuropa): 120–250 kg N/ha/Jahr (SciELO-Brazil, Agronomy Journal, MDPI Agronomy 10(9), )
  • Potential unter Optimalbedingungen (Argentinien, 7 Schnitte): bis 450–650 kg N/ha/Jahr
  • Anteil biologisch fixierten N am Gesamtbedarf: 70–90 %, wenn kein Bodenstickstoff limitierend

Für Hessen/Mitteleuropa sind 150–250 kg N/ha/Jahr realistisch (2–4 Schnitte, gemäßigtes Klima). Das entspricht bei einer Flächenleistung von 1 m² mit 0,8–1,2 kg Trockenmasse pro Saison einer biologisch fixierten N-Menge von 20–30 g N/m²/Jahr. Wurzelmasse und abgestorbene Feinwurzeln liefern nach Bestandsumbruch eine weitere N-Reserve.

Studien

Triacontanol-Grundlage: Ries et al. () Isolierung von Triacontanol aus Luzernemehl; Nachweis wachstumsfördernder Wirkung auf Reis und Tomate via Foliar- und Wurzelapplikation. Science 195:1339–1341.

Alfalfa-Biostimulant auf Mais (Calvo et al., ) Ein Luzerne-Hydrolysat-Biostimulant (enthält Triacontanol und IAA) steigerte bei salzgestresstem Mais (Zea mays L.) Biomasse und Stickstoff-Assimilation vergleichbar mit reinem Triacontanol. Hemmung antioxidativer Enzyme unter Salzstress. Plant and Soil 362(1–2), 145–158 (Springer, ).

Fermentierter Presssaft und Basilikum (Szumacher-Strabel et al., ) Fermentierter Luzerne-Presssaft (Brown Juice) steigerte Wachstum und Entwicklung von Ocimum basilicum signifikant. Wirkstoffbasis: Phytohormone und Saponine im Saft.

Phytohormone in Presssaft nach Fermentation (Bákonyi et al., ) HPLC-MS/MS-Analyse identifizierte 18 Saponine und 23 Phytohormonderivate im Luzerne-Presssaft. Lacto-Fermentation erhöhte IAA, Gibberellin GA1, Jasmonsäure und Abscisinsäure; hämolytische Saponine wurden abgebaut; Medicagensäure-Gehalt stieg 39-fach. Scientific Reports 15:18653 ().

Triacontanol-Überblick: Aftab et al. () Peer-Review-Übersicht zu Triacontanol-Wirkung auf Photosynthese, Enzymaktivität, Stresstoleranz und Ertragsparameter bei Kulturpflanzen. Journal of Plant Interactions 7(2), 129–142 (Taylor & Francis).

Langzeit-Bodenverbesserung durch Luzerne (Frontiers, ) Mehrjähriger Luzerne-Anbau erhöhte den organischen Kohlenstoffgehalt und die Stickstoffmineralisation im Boden unter semi-aridem Klima. Frontiers in Environmental Science 9:649346.

Anbau und Ertrag

Mehrjährigkeit
3–5 Jahre Nutzungsdauer ohne Neuaussaat; optimale Bodenverbesserung ab Jahr 4 (ScienceDirect, )
Wurzelsystem
Tiefwurzler: Pfahlwurzel 1,5–3 m (lockerer Boden bis 4,5 m), erschließt Mineralien aus dem Unterboden; verbessert Bodenstruktur und Wasserhaltekapazität
Schnittfrequenz Deutschland
2–4 Schnitte/Jahr in Hessen (Lahn-Dill-Kreis); erster Schnitt Anfang bis Mitte Mai, letzter Schnitt August/September
Trockenmasseertrag Deutschland
8–12 t TM/ha/Jahr (≈ 0,08–0,12 kg TM/m²/Saison) unter mitteleuropäischen Bedingungen; Spitzenbestände mit Bewässerung bis 15 t/ha möglich
Frischmasseertrag
ca. 35–55 t/ha Frischmasse bei 78 % Wassergehalt (≈ 0,35–0,55 kg/m²/Saison)
Aussaat
März–Mai, Direktsaat; 15–20 kg Saatgut/ha; pH 6,5–7,5, kein Staunass
Impfung
Saatgutimpfung mit *Sinorhizobium meliloti* empfohlen bei erster Aussaat auf dem Standort

Vergleich zu Mineraldünger

Alle Frischmasse-Berechnungen bei 78 % Wassergehalt (1 kg Frischmasse ≈ 220 g Trockenmasse, N-Gehalt TM 2,8 % als Mittelwert).

100 g N bereitstellen
ca. 1 620 g Luzerne-Trockenmasse (Mehl) oder ca. 7,4 kg Luzerne-Frischmasse, vs. 770 g Blaukorn 12-12-17 oder ca. 714 g Hornspäne (14 % N)
Stickstoff-Flüssigdünger (AHL 28 %)
100 g N = 357 g Flüssigdünger; Luzernemehl ist mengenmäßig schwächer, gibt N aber über 4–8 Wochen frei (ähnlich Hornspäne)
Kalkulation Praxis
1 kg Luzernemehl (NPK ca. 2,8–0,3–2,4) liefert ≈ 28 g N, 3 g P, 24 g K + 14–18 g Ca + Triacontanol + Saponine
Besonderer Vorteil gegenüber Mineraldünger
Luzernemehl liefert gleichzeitig N, K und hohe Ca-Mengen in einem Produkt; Triacontanol und Wachstumsregulatoren sind im Mineraldünger nicht enthalten
Schwäche
Freisetzergeschwindigkeit: N-Verfügbarkeit nach Einarbeitung hauptsächlich nach 3–8 Wochen (Mineralisierung durch Bodenmikroorganismen); kein sofortiger Effekt wie lösliche Mineraldünger

Verarbeitungsverfahren

Frisch als Mulch / Gründüngung
C/N ≈ 10–15 erlaubt rasche Mineralisation innerhalb von 3–6 Wochen; Triacontanol ist lipophil und im Mulch für Pflanzen nicht bioverfügbar, Wirkstoff verbleibt im Wachsanteil. Allgemeine Methodik: [Gründüngung](/verarbeitung/gruenduengung/).
Heutrocknung + Mahlung (Luzernemehl)
Trocknung bei max. 40 °C konzentriert Mineralien auf ca. 4–5-fache Frischmasse-Konzentration und erhält Triacontanol im Wachsanteil, jedoch bleibt Triacontanol ohne Extraktionsschritt biologisch schwer verfügbar. Allgemeine Methodik: [Trocknung](/verarbeitung/trocknung/).
Presssaft (Brown Juice) mit anschließender LAB-Fermentation
Triacontanol ist lipophil und bleibt überwiegend im Pressrückstand; der Saft konzentriert dagegen wasserlösliche Phytohormone und Saponine. LAB-Fermentation des Presssafts erhöht laut Bákonyi et al. () IAA, Gibberellin GA1, Jasmonsäure und Abscisinsäure, hämolytische Saponine werden dabei abgebaut, Medicagensäure steigt 39-fach. Allgemeine Methodik: [LAB-Fermentation](/verarbeitung/lab-fermentation/).
Alkohol-Tinktur für Triacontanol
Einzige Methode mit nachgewiesener Triacontanol-Bioverfügbarkeit: Triacontanol ist lipophil (C₃₀H₆₂O) und nur in Ethanol oder pflanzlichen Ölen löslich, wässrige Verfahren scheiden aus. Praxisansatz: 70 %-Ethanol-Mazerat aus Luzernemehl, Filtration, Verdünnung auf 0,5–2 mg/L im Endansatz (Ries et al. 1977; Wirkung bei 10 µg/L belegt). Allgemeine Methodik: [Tinktur](/verarbeitung/tinktur/).
Kompostierung
Luzerne-Grünmasse mit C/N ≈ 10–14 wirkt als N-Aktivator in C-reichen Mieten; Saponine und Triacontanol werden durch die thermophile Mikrobiologie weitgehend abgebaut, Kompost liefert Humus-N, aber keine Triacontanol-Wirkung. Allgemeine Methodik: [Kompostierung](/verarbeitung/kompostierung/).

Quellen

  1. Ries S.K., Wert V., Sweeley C.C., Leavitt R.A. (): Triacontanol: A New Naturally Occurring Plant Growth Regulator. Science 195(4284):1339–1341. doi.org/10.1126/science.195.4284.1339, Originalnachweis Triacontanol in Luzernemehl.

  2. Aftab T., Khan M.M.A., da Silva J.A.T. et al. (): Triacontanol: a potent plant growth regulator in agriculture. Journal of Plant Interactions 7(2):129–142. doi.org/10.1080/17429145.2011.619281

  3. Raza M.A.S., Saleem M.F., Iqbal R. et al. (): Triacontanol as a dynamic growth regulator for plants under diverse environmental conditions. Physiology and Molecular Biology of Plants 26(5):1–15. PMC7196594. pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7196594/

  4. Calvo P., Nelson L., Kloepper J.W. (): Alfalfa plant-derived biostimulant stimulate short-term growth of salt stressed Zea mays L. plants. Plant and Soil 362(1–2):145–158. doi.org/10.1007/s11104-012-1335-z

  5. Bákonyi N., Barna D., Suhartini W. et al. (): Brown juice processed from alfalfa green biomass as a source of phytohormones and saponins. Scientific Reports 15:18653. PMC12120019. doi.org/10.1038/s41598-025-03896-7

  6. SciELO Brazil (): Alfalfa yield and quality as function of nitrogen fertilization and symbiosis with Sinorhizobium meliloti. Scientia Agricola 61(4):433–438. scielo.br/scielo.php?pid=S0103-90162004000400013, N-Fixierungsraten 120–250 kg N/ha/Jahr.

  7. Duchene O. et al. (): Nitrogen Fixation and Resource Partitioning in Alfalfa (Medicago sativa L.) Using 15N Enrichment. MDPI Agronomy 10(9):1438. doi.org/10.3390/agronomy10091438

  8. INRAE-CIRAD-AFZ Feed Tables: Alfalfa, dehydrated, protein 22–25 % dry matter. feedtables.com. feedtables.com/content/alfalfa-dehydrated-protein-22-25-dry-matter, Offizielle Nährstofftabelle.

  9. FAO Feedipedia: Alfalfa (Medicago sativa L.), Feedipedia. FAO/CIRAD/INRAE/AFZ. feedipedia.org/node/275, Mineralprofil Heu.

  10. Ward R.C., Stringham G.E., Mangelson J. (): Alfalfa Nutrient Management Guide. USU Extension. extension.usu.edu/crops/research/alfalfa-nutrient-management-guide, Mikronährstoff-Sufficiency-Bereiche.

  11. Olle M., Platonova T. et al. (): Nutrient Composition and Feed Hygiene of Alfalfa, Comparison of Feed Intake and Selected Metabolic Parameters in Horses Fed Alfalfa Haylage, Alfalfa Hay or Meadow Hay. PMC10967314. pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10967314/

  12. Danci M. et al. (): Characterisation of the variation of total saponin content in the Medicago species. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 51(3). doi.org/10.1080/01140671.2021.1963789, Saponin 4–9,5 mg/g TM.

  13. Wang Y. et al. (): Long-Term Growth of Alfalfa Increased Soil Organic Matter Accumulation and Nutrient Mineralization. Frontiers in Environmental Science 9:649346. doi.org/10.3389/fenvs.2021.649346