При современном экстенсивном выращивании люцерны и средних урожаях сена 50—60 ц/га необходимость в удобрении этой культуры часто оспаривается.
Однако в связи с начавшейся интенсификацией производства люцерны научно обоснованное удобрение приобретает существенное и бесспорное значение и становится незаменимой частью современной технологии.
Система удобрения люцерны определяется биологическими особенностями культуры, величиной планируемых урожаев, разновидностью почвы и обеспеченностью люцерны основными питательными веществами агротехническим фоном возделывании, результатами полевых опытов по внесению удобрений и др.
Главная особенность люцерны — циклический характер ее роста и развития, то есть в течение всего вегетационного периода у нее отрастают и развиваются побеги (стебли), и это происходит в продолжение нескольких лет. Вегетационный период этой культуры в Болгарии составляет около 8 месяцев. При интенсивном выращивании люцерна ежегодно накапливает в своей надземной массе на каждый гектар 350—500 кг N, 60—120 кг Р2O5, 330—430 кг К2O, 330—460 кг СаO2 (Мамарова и др., 1975). Необходимы также значительные количества магния, серы, бора, молибдена, марганца, меди, цинка и железа. Часть фосфорных, калийных, кальциевых и других соединений люцерна усваивает из нижних почвенных горизонтов с помощью глубоко проникающей и обладающей хорошей способностью растворять эти соединения корневой системы. Однако большее их количество поступает из имеющихся запасов в пахотном слое и внесенных удобрений.
Одна из наиболее существенных особенностей люцерны состоит в том, что большую часть необходимого ей азота она получает из атмосферы с помощью живущих в симбиозе с ней специфических штаммов клубеньковых бактерий. Размер биологического связывания азота варьирует в широких пределах в зависимости от почвенной среды (реакция, аэрация, содержание органического вещества, фосфора, некоторых микроэлементов) и агротехнического фона. Установлено, что наибольшее количество активных рас клубеньковых бактерий находится в карбонатных, типичных и выщелоченных черноземах, смолницах и аллювиальных и делювиальных почвах, а наименьшее — в оподзоленных черноземах, светло-серых и каштановых лесных почвах (Райчева, 1976; Динчев, 1961). По Динчеву (1961), люцерна ежегодно связывает следующие количества азота в расчете на 1 га на различных почвах на неудобренном фоне и на фоне оптимального минерального удобрения: карбонатный чернозем — 140—170 кг, выщелоченный чернозем — 220—270 кг, выщелоченная смолница — 270—320 кг, серая лесная почва — 150-250 кг. По результатам исследований, проведенных в Болгарии и других странах, люцерна признана лучшим фиксатором азота среди бобовых культур. Количествами биологического азота, накапливаемого ею, не только нельзя пренебрегать, но необходимо создавать самые благоприятные условия для максимального его увеличения и использования.