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L'allélopathie est un phénomène naturel et complexe qui a fait l'objet de nombreux scientifiques de plantes au cours des dernières décennies. Les mécanismes relatifs à l'allélopathie pour une utilisation dans les cultures ont fait l'objet de nombreuses recherches depuis les années 1930, lorsque Molisch a observé qu'une plante a un effet direct ou indirect sur une plante voisine par la production et la sécrétion de composés chimiques dans l'environnement1. L'allélopathie est la production de métabolites secondaires qui ont des effets inhibiteurs sur la croissance et la germination de certaines espèces végétales. Les composés chimiques allopathiques libérés aident à fournir aux plantes donneuses un avantage concurrentiel en ajoutant des phytotoxines à l'environnement autour d'eux2. De nombreux facteurs contribuent à l'activité allélopathique. Il est sélectif dans son efficacité et varie entre les variétés, les conditions environnementales, le stade de croissance, le stress, l'environnement et la disponibilité des nutriments3.
Ces dernières années, l'allélopathie a été mise en évidence dans la recherche comme un complément possible à la crise constante et croissante de lutte contre les mauvaises herbes. Avec la population mondiale croissante, la demande pour la production durable d'aliments et de fibres a augmenté de4. La lutte contre les mauvaises herbes est l'une des plus grandes menaces à la production auxquelles sont confrontés les agronomes5,6. Les méthodes traditionnelles de lutte contre les mauvaises herbes mettent l'accent sur les pratiques mécaniques, chimiques et culturelles. L'utilisation continue d'herbicides, bien qu'efficace, utile et efficiente, a favorisé l'évolution des populations de mauvaises herbes résistantes à un rythme alarmant7. Le génie génétique et les pratiques de reproduction ont été utilisés efficacement pour donner aux cultures des avantages concurrentiels par rapport aux mauvaises herbes en les concevant pour résister à des applications chimiques que leurs voisins ne peuvent survivre7,8. Bien qu'efficaces, ces technologies ne sont pas toujours durables et posent parfois des préoccupations de croisement9. Des pratiques supplémentaires de gestion des mauvaises herbes doivent être introduites si l'on veut atteindre l'objectif d'accroître la production alimentaire10. L'allélopathie est une excellente promesse en tant que nouvel outil de défense pour les cultures afin d'améliorer leur qualité et de survivre à leurs concurrents1,7.
Les produits allélochimiques sont souvent des produits secondaires, et parce que leur production est fortement influencée par des facteurs environnementaux, les composés spécifiques associés à la suppression des plantes peuvent être difficiles à identifier3. Les facteurs de production comprennent la génétique et l'action conjointe des métabolites secondaires qui peuvent agir en synergie11,12. Il est difficile de séparer l'activité allélopathique de la concurrence qui existe naturellement dans les interactions cultures-mauvaises herbes, et pour cette raison, lorsque le dépistage de l'allélopathie, il doit y avoir un ensemble standard de résultats qui qualifient le test comme valide et reproductible. Voici un ensemble de critères qui qualifient les résultats de l'allélopathie tels qu'ils sont décrits par Olofsdotter et al.12 1) Une plante doit démontrer la suppression d'une autre plante dans un modèle; 2) Les produits chimiques qui sont libérés dans l'environnement en quantités bioactives doivent être produits par la plante donneuse; 3) Les produits chimiques produits doivent être transportables à l'usine de récepteur; 4) Un certain mécanisme d'apaisement doit être présent dans l'usine de récepteur; 6) Le modèle d'inhibition observé ne doit pas avoir d'autre explication exclusive (p. ex., la concurrence pour les ressources)12.
Dans un effort pour surmonter la barrière entre le manque de connaissance des mécanismes soutenant l'allélopathie et le développement de variété, les traits phénotypiques associés aux variétés allélopathiques peuvent être identifiés et sélectionnés pour la recherche et l'utilisation plus poussées. Certaines plantes connues pour avoir des qualités allélopathiques sont le seigle, le sorgho, le riz, le tournesol, le colza et le blé13. Au cours des premières observations de l'allélopathie dans les cultures, en raison des frontières distinguées de la croissance des mauvaises herbes dans les expériences sur le terrain, il a été proposé que les produits chimiques ont été impliqués plutôt que la concurrence pour les ressources14. Cependant, la plupart des études étaient des expériences sur le terrain qui ont rendu impossible l'élimination de la concurrence en tant que facteur14. Les efforts d'élimination de la concurrence ont cédé la place à des expériences en laboratoire et en serre pour tenter de prouver et de quantifier l'activité allélopathique dans le riz et d'autres cultures. Les méthodes de champ et de serre chaude pour dépister des usines pour l'allélopathie démontrent que les tendances allélopathiques sont présentes dans les deux conditions croissantes11,15. Certains critiques estiment que les dépistages en laboratoire ne peuvent avoir qu'une valeur limitée en raison de l'absence de conditions naturelles, ce qui peut affecter les résultats15.
La méthode proposée pour le dépistage du potentiel allélopathique dans les plantes fournit des ressources et de l'espace adéquats et élimine la concurrence des ressources avec l'utilisation d'une structure d'escalier-étape11,17. La méthode a été adaptée et modifiée à partir d'expériences précédentes explorant l'allélopathie dans le gazon et l'orge17,18. Ces études ont révélé qu'un système similaire était en mesure de produire des résultats précis sur le potentiel allélopathique d'une plante cible tout en éliminant tout doute que les observations pourraient être attribuées à la concurrence naturelle. La méthode d'escalier-étape crée un système circulatoire où une solution nutritive d'un réservoir peut cycle à travers chaque plante à un plateau d'incubation par quelques étapes. Une pompe électrique recycle alors la solution avec tous les allélochemicals produits18. Une méthode comme celle-ci est efficace dans le temps, l'espace et les ressources. Il fournit également des conditions de terrain similaires pour les plantes et élimine toute concurrence sur les ressources. Les méthodes et les outils utilisés pour le dépistage sont facilement manipulés pour s'adapter aux objectifs, aux conditions et aux espèces spécifiques de l'étude souhaitée. L'objectif de cette étude est de confirmer l'allélopathie du riz adventice par des mesures de suppression de la hauteur sur l'herbe de basse-cour avec l'utilisation de la méthode d'escalier-étape.