Химическое взаимодействие растений в экосистемах и фитоценозах, называемое аллелопатией, во многом обусловливается фитонцидами. Термин «аллелопатия» (от греч. allelon — взаимно и pathos — страдание) был впервые применен австрийским физиологом Г. Молишем при описании взаимоотношений между высшими растениями и микроорганизмами. Основоположниками учения о химическом взаимодействии растений являются ученые-физиологи Г. Молиш, С. П. Костычев, Н. Г. Холодный, Д. Боннер, Б. П. Токии, Г. Грюммер и др.
Аллелопатия — широко распространенное в природе явление. В процессе жизнедеятельности растение выделяет в окружающую атмосферу или почву разнообразные органические, физиологически активные вещества, которые создают своеобразную биохимическую защитную сферу из этих веществ, влияющих на произрастающие рядом другие виды растений (А. М. Гродзинский).
Химическая природа физиологически активных веществ весьма разнообразна. Это могут быть фенольные соединения, эфирные масла, летучие терпены, хлорогеновые кислоты, синильная кислота, бензойные альдегиды, гликозиды, смолы, алкалоиды, дубильные вещества и др. Установлено, что в ряде случаев физиологически активные вещества образуются в растении из неактивных веществ. Так, в чесноке содержится неактивное вещество аллиин, которое способно под влиянием фермента аллиназы быстро превращаться в аллицин (C6H10OS2), обладающий фитонцидными свойствами. Известно, например, что летучие вещества полыни тормозят прорастание семян фенхеля на расстоянии около 1 м, летучие вещества житняка и овса стимулируют прорастание пыльцевых зерен люцерны.
Для иллюстрации химического взаимодействия растений приводится схема Г. Грюммера:
В приведенной схеме показано только отрицательное взаимодействие организмов, в то время как в природе существует не меньше примеров положительного химического взаимодействия растительных организмов. Аллелопатия как круговорот физиологически активных веществ в ценозе — важное явление для теории и практики земледелия.
В литературе поднимается вопрос и приводятся экспериментальные данные аллелопатического влияния на почву, которое выражается в накоплении в ней колинов (смесь разнообразных соединений) в количествах, оказывающих угнетающее действие на культивируемые, растения. Причины этого могут быть разные: корневые выделения, продукты жизнедеятельности микрофлоры и фауны (например, фитонематоды), продукты физико-химических процессов в почве.
Таким образом, аллелопатия изучает образование и выделение растениями физиологически активных веществ в окружающую среду, их преобразование и влияние на растения в агрофитоценозах.