علف های هرز جزء محدود کنندهای اصلی عملکرد محصولات زراعی در اکثر سیستم های کشاورزی و بخصوص سیستم ارگانیک هستند. در سیستم کشاورزی مرسوم، علف های هرز توسط علفکش ها کنترل می شوند اما این فعالیت نگرانی هایی را در مورد سلامت انسان و محیط در پی داشته است. استفاده گسترده از علفکش ها یک مشکل جدید به نام علف های هرز مقاوم به علفکش به وجود آورده است(۲).

اثرات آللوپاتی، ناشی از مواد بازدارنده ای است که بصورت مستقیم توسط گیاهان زنده به محیط وارد شده اند یا شامل تمامی ترشحات ریشه، مواد حاصل از آبشویی، تبخیر و بقایای گیاهی تجزیه شده، می باشد. Whittaker و Feeuy  مواد سمی گیاهی را آللوکمیکال نامیدند. استفاده از آللوپاتی برای کنترل علف های هرز مطالعات زیادی را در چند دهه گذشته بخود اختصاص داده است(۷).
گندم یکی از غذاهای اصلی در جهان است که آزمایشات بین المللی زیادی برای ارزیابی توانایی آللوپاتیک آن در جلوگیری از رشد علف هرز در جهان صورت گرفته است. اولین بررسی ها در اواخر دهه ۱۹۶۰ نشان داد که آللوپاتی بقایای گندم در بین ارقام متفاوت است(۶). گیاهچه ها، کاه وکلش و عصاره آبی بقایای گندم باعث بروز اثرات آللوپاتی بروی رشد تعدادی از علف های هرز می شود. آللوپاتی گندم معمولا با کاهش شیوع آفات و بیماریها همراه است.

تحقیقات بر روی آللوپاتی گندم به بررسی اثر آللوپاتی گندم بر دیگر گیاهان زراعی، علف های هرز، آفات و بیماریها، همچنین استخراج و خالص سازی و تشخیص عوامل آللوپاتیک، خودمسمومی گندم، و مدیریت بقایای گندم می پردازد انتخاب واریته های مختلف گندم برای ارزیابی میزان پتانسیل آللوپاتیکشان در توقف علف های هرز و مطالعه بر رفتارهای ژنتیکی برای صفات آللو پاتیک، در دست بررسی است(۷). 

اثرات مفید آللوپاتی گندم

۱٫ آللوپاتی گیاهچه گندم برای توقف رشد علف هرز:
آللوپاتی گیاهچه گندم بروی علف های هرز مشخصی ارزیابی شده است. ترشحات ریشه گیاهچه های گندم حاوی ۵ Benzoxazinones و ۷ فنولیک اسید می باشد. بالاترین غلظت ترکیبات آللوکمیکال در هر دو گروه شیمیایی در ۸ روز پس از جوانه زنی اتفاق افتاد که این به خوبی با حداکثربازدارندگی رشد چچم توسط ترشحات ریشه گندم در این دوره مشاهده شد. که این مطلب حاکی از آن است که مواد شیمیایی قوی آللوپاتیک بازدارنده، در ترشحات ریشه وجود دارد(۶).

Spruell در سال ۱۹۸۴، ۲۸۴ توده گندم را برای ارزیابی پتانسیل آللوپاتیکشان در ایالات متحده غربال کرد. ترشحات ریشه هر توده با سویه T64، برای بازدارندگی رشد ریشه و ساقه در بروموس و سلمه مقایسه شد. ۵ توده ترشحات ریشه ای تولید کردند که به طور معنی داری نسبت به سویه T64 اثرات بازدارندگی روی رشد ریشه های علف هرز داشتند.
Hashem  و Adkins در سال ۱۹۹۸ غربال ارقام مختلف گندم را برای تعیین آللوپاتی گیاهچه بر رشد یولاف وحشی و خاکشیر آزمایش کردند و دریافتند که از ۱۷ توده، T. speltoids بازدارنده رشد طولی ریشه یولاف وحشی است و ۲ تا از ۱۹ توده بازدارنده رشد طولی ریشه چه در خاکشیر می باشد (۷).

در سال ۲۰۰۰ Wu و همکاران، توانایی آللوپاتی ۴۵۳ توده گندم از ۵۰ کشور را بر رشد چچم یکساله بررسی کردند و تفاوت معنی داری از نظر بازدارندگی رشد ریشه چچم از ۹/۹۰ – ۷/۹ درصد گزارش دادند. توانایی آللوپاتی گیاهچه گندم از کشورهای مختلف،تفاوت معنی داری نشان می دهد که این نشان دهنده دخالت چند ژن برای بیان صفت آللوپاتی است. از ۴۵۳ توده، ۶۳ توده اثرات آللوپاتیک بسیار قوی داشتند که اثر بازدارندگی آنها بیش از ۸۱ درصد روی رشد ریشه چچم بود، در حالیکه ۲۱ توده اثر آللوپاتیکی ضعیفی داشتند و اثر بازدارندگی آنها کمتر از ۴۵ درصد بروی چچم بود.
میزان آللوپاتی گیاهچه گندم بطور معنی داری با کشور مبدا مرتبط است. توده هایی افغانستان، کانادا، لهستان دارای اثرات آللوپاتیک ضعیفی بودند در حالیکه توده هایی از آلمان، مکزیک و آفریقای جنوبی اثر آللوپاتیکی بسیار قوی داشتند(۹).

در آزمایشهای انجام شده توسط ریزوی و همکاران در سال ۲۰۰۰ توده های گندم، یک تفاوت ژنتیکی معنی دار بین ۱۰+ تا ۳۰- درصد نشان دادند. ارقامی مانند قدس، خزر۱، ۴۵۱۲PI به ترتیب موجب ۹/۲۷، ۳/۲۸ و ۲/۳۰ درصد کاهش در وزن خشک علف هرز (یولاف) شدند. ارقام bezostaya-1 ، نوید و نوید نژاد آللوپاتی مثبت داشتند و وزن خشک یولاف را به ترتیب ۶/۶، ۹/۱۰ و ۴/۱۰ درصد افزایش دادند. افزایش در تراکم بذر گندم بازدارندگی آللوپاتی یولاف را تقویت نمود اما باعث هیچ گونه خودمسمومی نشد. این نتایج نشان می دهد که بعضی از توده های گندم حامل ژن هایی برای صفات آللوپاتی (هم افزایش هم بازدارندگی) هستند که می تواند برای اصلاح ارقام گندم دارای توانایی آللوپاتی به منظور کنترل علف های هرز مورد استفاده قرار گیرد(۵).

در آزمایش سه ساله ای که ریزوی و همکاران انجام دادند، بیش از ۲۰۰ توده گندم مورد ارزیابی قرار گرفت که پس از غربال، ۲۹ توده امیدبخش انتخاب شدند و برای کنترل علف های هرز در شرایط مزرعه و گلخانه مورد بررسی قرار گرفتند که دو رقم، باعث ۶۲ و ۷۵ درصد کاهش رشد علف هرز شدند.بنابراین، ارقامی از گندم وجود دارند که می توانند جمعیت علف هرز را به زیر سطح آستانه بیاورند (۴).

در سال ۲۰۰۰ Wu و همکاران، توانایی آللوپاتی ۹۲ توده گندم را از نظر بازدارندگی رشد ریشه چچم یکساله بررسی کردند. توانایی آللوپاتی گندم، به زمان کاشت بذر چچم و تعداد گیاهچه گندم بستگی داشت. بین ارقام گندم در مرحله گیاهچه ای از نظر توانایی آللوپاتی بر رشد طولی ریشه چچم یکساله، تفاوت معنی داری بین ۹۱/۹۰ – ۹۸/۲۳ درصد وجود داشت. تداخل بین گیاه زراعی و علف هرز در اوایل مرحله جوانه زنی، بحرانی است و اگر یک گونه علف هرز را بتوان با استفاده از آللوپاتی گیاهان زراعی در طی دوره استقرار بازداشت، گیاه زراعی بعدا برتری بیشتری نسبت به علف های هرز خواهد یافت(۱۰).

۲٫ آللوپاتی بقایای گندم برای توقف رشد علف هرز: 
گندم به صورت موفقیت آمیزی همچون یک گیاه پوششی برای کنترل علف هرز در سیستم های مختلف کشت مورد استفاده قرار می گیرد. گیاهان پوششی مثل گندم، چاودار، سورگوم یا جو تا ارتفاع ۴۰ تا ۵۰ سانتیمتر رشد می کنند و سپس با یک علف کش تماسی خشک می شوند.Putnam و همکارانش در سال ۱۹۸۳ گزارش دادند که باقی گذاشتن بقایای گیاهان زراعی در سطح خاک باعث کنترل بیش از ۹۵ درصد علف های هرز در مدت ۳۰ تا ۶۰ روز پس از خشک شدن گیاهان پوششی می شود.

در بین ۹ گیاه زراعی پوششی چچم پر گل (Italian ryegrass)، چچم پایدار (perennialryegrass)،علف بره قرمز (Festuca rubra L. spp.) Commutata،علف بره نی مانند (Festuca arundinacea Schreb)، شبدر سفید، چچم، گندم، جو و یولاف، گندم با کنترل شیمیایی ساده، موجب جلوگیری از رشد علف های هرز می شود، و اثرات بازدارندگی بسیار کمی بر روی جوانه های ایجاد شده خیار، سویا، لوبیا، نخود و ذرت دارد(۷).

آزمایشات نشان می دهد که عصاره آبی بقایای گندم بروی تعدادی از علف های هرز اثر آللوپاتیک دارد و باعث کاهش جوانه زنی و رشد علف های هرز می شود. در شرایط آزمایشگاهی، عصاره استخراج شده از کاه و کلش گندم اثرات آللوپاتیک را بروی طیف وسیعی از گونه های علف هرز نشان داد.

Steinsiek  و همکارانش در سالهای ۱۹۸۰ و ۱۹۸۲ گزارش کردند که گونه های علف هرز پاسخهای متفاوتی به عصاره آبی از خود نشان می دهند، درIpomoea hederacea L. و گاو پنبه بیشترین بازدارندگی و سوروف، Ipomoea lacunose L. و Cassia obtusifolia L. کمترین اثر بازدارندگی دیده شده است. این نتایج نشان می دهد که آللوکمیکال های موجود در کاه و کلش گندم، در خاک تحت اثر شستشو و باعث بروز اثرات انتخابی روی رشد علف های هرز مشخص در مجاورت خود شود(۷).

آللوپاتی بقایای گندم در بین واریته ها متفاوت است. در استرالیا، ۳۸ توده گندم برای  ارزیابی توانایی آللوپاتی بقایا بروی چچم یکساله توسط عصاره استخراج شده از کلش مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که جوانه زنی و رشد ریشه چچم یکساله بطور معنی داری توسط عصاره آبی استخراج شده از بقایای گندم کاهش می یابد و بین توده های گندم اثر بازدارندگی بطور معنی داری متفاوت است.میزان بازدارندگی رشد ریشه در حدود ۱۹٫۲درصد تا ۹۸٫۷ درصد و برای جوانه زنی بذرها از ۴٫۲ درصد تا ۷۳٫۲ درصد متغییر می باشد.

برای آزمایش توده های مختلف گندم برضد گونه های مقاوم چچم یکساله به علف کشهای (گروه A) بازدارنده های استیل COA کربوکسیلاز، (گروه B) بازدارنده های استولاکتات سنتتاز، (گروه C) بازدارنده های فتوسیستم ۲ و (گروهD ) بازدارندهای تشکیل توبولین (tubulin)، بکار رفتند. نتایج نشان داد که عصاره آبی گندم بطور معنی داری باعث بازدارندگی جوانه زنی و رشد ریشه این گونه های زیستی مقاوم، می شود، میزان بازدارندگی جوانه زنی از ۳٫۳ درصد تا ۱۰۰ درصد بود که میزان آن بسته به توده ها متغیر بود. در مقایسه با شاهد میزان تغییر رشد ریشه در اثر مواد آللوپاتیک روی چچم از ۱۲ دزصد تحریک کنندگی تا ۱۰۰ درصد بازدارندگی متغیر بود. این نتایج نشان میدهد که آللوپاتی گندم می تواند توانایی کنترل گونه های مختلف مقاوم به علف کش ها را داشته باشد (۸).