紫花苜蓿为异性花授粉植物,以种子繁殖、地下根越冬,第二年从根茎处长出新的芽茎。紫花苜蓿的适应性强,略耐碱性土壤,而不耐酸性土壤,除低洼地、黏重土壤外,在其它土壤中均可正常生长,而以排水良好、土层深厚、富含钙质的中性土壤中生长最好。低洼湿地、地下水位过高、排水不良的地块不利于苜蓿的生长,生长期间如连续淹水24小时,苜蓿会大量死亡。紫花苜蓿喜温带冷凉半干燥气候,生长最适宜温度为日平均气温15-21℃,有利于干物质积累的最适温度白天为15-25℃,夜间为10-20℃。夏季高温多雨,气候湿热,对苜蓿生长不利。苜蓿不耐高温,当气温高于35℃以上时,苜蓿生长受到抑制,根部贮存的营养向地上部分输送,体能消耗较大,植株生长处于弱势阶段,易感染病虫害。夜间高温可使根部贮存的营养物质减少,对植物的再生能力有一定影响。紫花苜蓿有较强的耐寒性,种子在5-6℃时即可发芽,并能耐受-6℃到-5℃的低温。当气温低于5℃时苜蓿生长停止,进入越冬休眠期。成株能耐受-30℃到20℃的低温,在有雪覆盖的情况下能耐受-40℃的低温。
紫花苜蓿是一种耗水量较多的植物。据测定,每形成1g干物质需耗水约800g。紫花苜蓿的根系非常发达,主根直立粗壮,可深入到土壤1-10m的深层吸收水分,因而它又是耐旱植物,在年降水量200-800mm的地区均能生长。
紫花苜蓿的寿命可长达10-30年,一般第2年至第4年处于生长旺盛期,第5年以后生长力逐渐下降。紫花苜蓿幼苗期生长缓慢,根生长较快,播种后30-40天地上茎可长至10cm左右,根可生长至20-50cm;播种后80天地上茎可生长50-70cm,根可生长至50-100cm左右。当年春播的苜蓿生长至秋季,主根可深达2m以上,生长5-8年的苜蓿主根可深达6m以上。
苜蓿的茎可高达100cm以上,茎粗为2-5mm。多数栽培品种的茎直立型或半直立型,也有匍匐型。茎呈圆柱型,有纵棱,绿色,有些品种呈淡紫色或茎基部紫色、上部绿色。主茎节数可多达20节以上。一般苜蓿出苗后30-50天或返青后15天左右,主茎叶腋内产生分枝,分枝可再次进行第2次、第3次分枝,形成繁茂的株丛。此阶段是苜蓿营养含量的高峰期。
苜蓿的叶分为子叶,复叶2种形态。子叶1对,为卵圆形绿色稍肉质的单叶,下胚轴发达,常呈浅绿色或粉绿色,在气温20℃,墒情较好的条件下,子叶出土约需3-5天的时间,子叶贮存有营养物质对幼苗生长十分重要。复叶一般由3片小叶组成,长叶柄下有披针形托叶。叶片的大小及叶量与品种、土壤、气候、着生部位及生育期有关。苜蓿全株叶片约占鲜草重量的45%-55%,开花期叶片的营养最丰富,粗蛋白的含量约占全株的70%左右,叶片占的比例越大,草的质量越高。
苜蓿分枝后约需20-25天的时间,由花芽分化形成花蕾,现蕾期是苜蓿生长最快的阶段。苜蓿的花期可长达30天以上,花冠子房基部有蜜腺,可吸引昆虫进行传粉。开花期苜蓿的营养含量最高,也是刈割苜蓿的最佳时期。
苜蓿开花后经过传粉受精形成荚果,荚果呈螺旋形,一般为2-4圈。受精后约30天种子渐次成熟,种子细小,千粒重约2g,1kg种子约为50万粒。在苜蓿的种子中有少部分种子被称为硬实种子,硬实种子的种皮具有不透水性,一般没有发芽能力,约占种子量的10%-20%。苜蓿种子的寿命较长,保存4-5年的种子仍有较高的发芽率。苜蓿的再生能力很强,一年中可进行多次刈割,刈割后能很快的从根茎处长出新的枝条。苜蓿的刈割次数与栽培品种、气候条件、管理水平有关。