Växterna är utlämnade åt de förhållanden som råder på växtplatsen, men de strävar efter att påverka sin omgivning och övriga organismer på ett sätt som gynnar dem själva. Fenomenet allelopati avser växternas kemiska effekt på andra växter och övriga organismer.
Med hjälp av allelopati kan växten konkurrera om tillväxtfaktorer och försvara sig mot skadegörare och sjukdomar, eller skapa en gynnsam växelverkan med andra organismer. Det här väcker till exempel en fråga om huruvida försvarsämnen som isoleras från växterna kunde användas för att vaccinera dem mot sjukdomsalstrare?
Bild 20. Allelopati är en kemisk egenskap hos växterna, med hjälp av vilken de påverkar varandra och övriga organismer. Effekten kan vara tillväxthämmande eller tillväxtfrämjande. De kemiska föreningar som växterna bildar, allelokemikalierna, överförs till omgivningen genom urlakning, avdunstning, utsöndring från rötterna eller genom att frigöras från växtrester som nedbryts. Markmikroberna kan producera, bryta ned och omvandla dessa kemikalier.
Olika former av allelopati:
Allelokemikalierna är kemiska föreningar som produceras av växterna, och som kan hämma groningen och plantutvecklingen hos frön av andra växtarter som finns i marken.
Växterna producerar ämnen som kan vara giftiga, hindra matsmältningen eller på något annat sätt störa cellfunktionerna hos växtätare. De här ämnena kan till exempel hindra enzymernas verksamhet och störa hormonerna. På så sätt försvarar sig växter mot att bli uppätna.
Från blad som skadats av växtätare kan det avdunsta kemikalier, som i sin tur lockar rovdjuren att äta jordloppor och insektslarver.
Växterna försvarar sig mot sjukdomar som orsakas av mikrober genom att sätta i gång försvarsreaktioner på cellnivå och producera försvarsämnen. Mikrober som orsakar sjukdomar är virus, bakterier, svampar eller algsvampar.
De kemikalier som utsöndras från rötterna eller frigörs från växtrester påverkar också markens mikroorganismer och deras nedbrytningsverksamhet.
Kompanjonsväxterna stöder varandras tillväxt. Ett klassiskt exempel är klättens tillväxtfrämjande effekt på vete.
Nyttiga bakterier och svampar som lever på växternas blad och rotsystem producerar också verksamma ämnen, som antingen förbättrar växtens försvar eller främjar deras näringsupptag.
Blommor och mogna frukter utsöndrar ämnen som avdunstar och lockar pollinerare och djur att sprida växtens frön.
Utnyttjande av allelopati i odlingen
Allelopatins möjligheter undersöks som en del av det regenerativa jordbruket, där man strävar efter att minska användningen av syntetiska bekämpningsmedel och sänka produktionskostnaderna. Traditionellt sett har allelopatin kopplats ihop med ogräsbekämpningen, men allt oftare utnyttjas den också för att kontrollera skadegörare och sjukdomar.
Med hjälp av växternas varierande kemiska egenskaper kan man påverka de konkurrerande ogräsväxterna samt mikroberna i marken. Skördens kvalitet och mängd kan försämras om samma växtart odlas år efter år på samma skifte.
Det här fenomenet kan bland annat bero på autotoxicitet, vilket innebär att en växt blir kemiskt skadlig för plantor av samma art. Ett mångsidigare urval av odlingsväxter och en varierande växtföljd ger många fördelar, av vilka allelopatin är en.
I kontrollerade växthus- och laboratorieförhållanden har man enkelt kunnat påvisa hur växternas rotsekret och skörderester eller extrakt av dessa kan förhindra groning och plantutveckling. För att allelopatin ska kunna tillämpas på åkern krävs dock mer forskning. Det är bland annat oklart hur allelopatin ska utnyttjas för att ge önskad effekt. Faktorer som påverkar är växternas utvecklingsskede och bildningen av allelokemikalier som är kopplat utvecklingsskedet. Likaså måste markens och mikrobernas inverkan på ämnenas effekt ännu utredas. Utvecklandet av odlingsteknik som utnyttjar allelopatin förutsätter en bättre kännedom om växternas egenskaper och noggrannare observationer under växtperioden än i nuläget.
Vid samodling kan de allelopatiska kompanjonsväxterna bägge vara skördeväxter, eller så kan den andra vara en bottengröda som inte är en egentlig skördeväxt. Den allelopatiska gröda som övervintrar efter att skördeväxten har bärgats kan bearbetas ned i marken före sådden på våren.
Bild 21. Vid samodling är de olika växtarterna i direkt kontakt med varandra, vilket gör att kompanjonsväxten påverkas av de växande rötternas sekret och ämnen som avdunstar från den allelopatiska grödan. Genom forskning kan man klargöra om den lilla mängd allelokemikalier som fortlöpande frigörs från beståndet har önskad effekt. På bilden växer bondböna och havre på Naturresursinstitutets försöksruta i Jockis. Bild: Soja Sädeharju.
Ämnen som frigörs från skörderesterna efter den föregående växten i växtföljden kan påverka markens mikroorganismer samt följande växts groning och tillväxt. Ämnenas verkningstid varierar stort, beroende på deras aggregationstillstånd och nedbrytningskänslighet. En god markstruktur underlättar transporten av ämnena i luftporer och med vatten. För ämnen i gasform kan effekten i marken avta redan efter ett par dagar. En lätt bearbetning fördröjer nedbrytningen av växtmaterial och allelokemikalier, vilket i sin tur kan påverka följande växt i växtföljden. Exempelvis kan en grönträda med fördel bearbetas ned i marken i det skede när mängden allelokemikalier enligt växtens utvecklingsskede är som störst. Allelokemikaliernas effekt kan också ökas genom att man tillför åkern växtmassa utifrån.
Effekten av allelopatin kan vara svår att urskilja från den effekt som kommer från gödsel och bekämpningsmedel. Det finns ändå skäl att försöka dra nytta av växternas aktiva roll i sin omgivning genom att ha många arter i växtföljden.
Odling av samma växtart år efter år på samma skifte kan sänka skördenivån.
En förklarande faktor till fenomenet kan vara en ackumulering av tillväxthämmande allelokemikalier på åkern och autotoxicitet, dvs. ämnenas skadlighet för växter av samma art.
Ämnen som odlingsväxterna producerar samt deras effekter
Sedan åtminstone ett århundrade tillbaka har det rapporterats om de viktigaste odlingsväxternas och ogräsväxternas inverkan på varandra. En klassificering av växtarterna utgående från bland annat deras kemiska egenskaper kan underlätta placeringen av växterna i växtföljden och vid samodling. Effekten är som kraftigast i början av tillväxten. De unga växterna är ofta känsligare för allelokemikalier, vilket leder till försämrad grobarhet, tillväxthämning eller blekhet hos plantorna. En skördeväxt som kommit bra i gång med tillväxten börjar också skugga sina konkurrenter.
Exempel på grödornas effekter på varandra enligt forskningen
Vete använder fenolföreningar för att försvara sig, men effekten av dem varierar mellan sorterna.
Råg kan som levande växttäcke bekämpa bredbladiga ettåriga ogräs.
Korn producerar basiska och kvävehaltiga alkaloider som kan hindra till exempel våtarvens och lommens tillväxt.
Bovetets rotsekret hämmar tillväxten för kvickrot och svinamarant. Bovete har också konstaterats vara en bra förfrukt för vete.
Rörsvingelns cellvävnad kan hysa mikroskopiskt små svampar, som producerar alkaloider. I för stora mängder är de giftiga för boskapen, men i lämpliga mängder försvarar de vallen mot insekter.
Potatis kan växa dåligt efter raps som bearbetats ned i marken på våren. Det är bra att känna till de nödvändiga karenstiderna för sådd efter korsblommiga växter, eftersom deras förfruktseffekt i regel är god. (6) En delorsak kan vara att växterna innehåller ämnen som bekämpar spannmålssjukdomar och ökar mängden markmikrober som konkurrerar med sjukdomarna.
Oljedådra påverkar indirekt linets tillväxt vid samodling. Markbakterierna kan omvandla glukosinolater, som avdunstar från oljedådrans blad och innehåller kväve och svavel, till ämnen som hämmar utvecklingen av linets primärrot.
Ogräsväxter som kvickrot, svinmålla, flyghavre, skräppor samt vissa tistlar och ranunkelväxter påverkar de omgivande växterna och försvagar dem. Svinmålla kan hämma tillväxten för majs och sojaböna.
Effekter på insekter och andra växtätare
Skador på växternas blad kan få växten att börja producera ämnen som smakar bittert och försvårar matsmältningen. Glukosinolater, som produceras av korsblommiga växter, frigörs från skadade växtceller. Växtcellerna och bakterierna omvandlar dem till ämnen som är giftiga för skadegörarna, och som kan kännas igen på den svaveldoft som är typisk för kålväxterna. Samma dofter lockar till sig insekter som är specialiserade på kålväxter.
Blad som skadats av insekter kan avdunsta terpener, som i sin tur lockar till sig skadegörarnas naturliga fiender. Fenomenet har observerats till exempel i majs, där bladen skadats av fjärilslarver. Skulle dessa växter, som är duktiga på att kalla på hjälp, kunna odlas vid sidan av känsligare grödor?
Allelopatin har av tradition utnyttjats vid grönsaksodling, där ämnen som producerats av kompanjonsväxterna har lockat till sig parasitsteklar, blomflugor och andra rovinsekter som äter upp de egentliga skördeväxternas skadegörare.
Effekter på mikroberna
Glukosinolaternas nedbrytningsprodukter hindrar det ammoniumkväve som produceras av bakterierna från att oxideras till nitrat i marken. Den här effekten kan utnyttjas för att förhindra avrinningen av nitratkväve till vattendragen.
Råg, vitsenap, bovete och solros fungerar bra i radmellanrummen vid morotsodling, eftersom de ökar effekten hos de bakterier som bekämpar svampsjukdomar i marken(13). Rotsekretet från de här växtarterna ger föda åt de nyttiga bakterierna. Genom att krossa de korsblommiga växterna på åkern före sådden av följande gröda kan man bekämpa växtskadegörare som finns i marken.
Bild 22. Blommande bovete lockar till sig blomflugor som äter bladlöss. Bild: Soja Sädeharju.
Baljväxternas rotsekret, flavonoiderna, är signalmolekyler för de rotnodulbakterier av Rhizobium-släktet som binder kväve från atmosfären. Rotsekreten är, liksom växternas förmåga att skapa kontakt med den arbuskulära mykorrhizan, exempel på kemisk dialog mellan olika organismgrupper. Här handlar det då inte om allelopati, utan om symbios. Gränserna för dessa är flytande, och definieras av människan.
Tabell 1. Exempel på en tabell som kan göras upp för att samla växternas kemiska interaktioner och planera hur de ska utnyttjas. Genom att idka skogsjordbruk kan man mångdubbla antalet möjliga växter samt deras egenskaper och interaktioner.*(14)
Sign up to solve exercises
Välkommen att ta del av vidare diskussion kring regenerativt jordbruk på Facebook-gruppen Carbon Action Svenskfinland!
Kapitel 6 är skrivet av:
Iina Haikarainen, ProAgria Etelä-Savo
Erkki Vihonen, ProAgria Etelä-Pohjanmaa
Petri Leinonen, Elomestari Oy
Pirjo Yli-Hemminki, Naturresurscentralen
Soja Sädeharju, Eliisa Malin och Veera Naukkarinen, BSAG
Kapitel 6 är faktagranskat av:
Specialforskare Hannu Känkänen, Naturresursinstitutet (med undantag av avsnittet om Allelopati)
Kapitel 6 är översatt av:
Hela kapitlet ända till stycket ”Kvävefixering”: Thomas Antas
”Kvävefixering” och ”Allelopati – växternas kemiska växelverkan": Mats Norrholm
