Ecological Management of Agricultural
Pests Through Allelopathy
23
Ahmad Nawaz, Muhammad Sarfraz, Muhammad Sarwar, and
Muhammad Farooq
Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
2 Mechanism of Action of Allelochemicals for Agricultural Pest Management . . . . . . . . . . . . 545
2.1 Changes in the Micro- and Ultrastructure of Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
2.2 Inhibition of Cell Division and Cell Elongation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
2.3 Increase in the Cell Membrane Permeability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
2.4 Impact on the Plant Growth Regulatory System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
2.5 Influence on Photosynthesis Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
2.6 Effect on Nutrient and Water Uptake . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548
3 Role of Allelopathy in Weed Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
3.1 Intercropping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
3.2 Crop Rotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
3.3 Cover Crops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
3.4 Mulching and Soil Incorporation of the Allelopathic Crop Residues . . . . . . . . . . . . . . . 554
3.5 Use of Allelopathic Water Extracts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555
3.6 Use of Allelopathic Water Extracts with Reduced Doses of Herbicides . . . . . . . . . . . . 557
4 Allelopathy for Insect Pest Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
5 Allelopathy for Disease Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566
A. Nawaz · M. Sarfraz
College of Agriculture, Bahauddin Zakariya University, Bahadur Sub-Campus Layyah,
Layyah, Pakistan
e-mail: ahmadnawaz2006@gmail.com; sarfrazagronomist@gmail.com
M. Sarwar
Department of Agronomy, Bahauddin Zakariya University, Multan, Pakistan
e-mail: sarwaragronomist@gmail.com
M. Farooq (*)
Department of Crop Sciences, College of Agricultural and Marine Sciences, Sultan Qaboos
University, Muscat, Oman
Department of Agronomy, University of Agriculture, Faisalabad, Pakistan
e-mail: farooqcp@gmail.com
© Springer Nature Switzerland AG 2020
J.-M. Mérillon, K. G. Ramawat (eds.), Co-Evolution of Secondary Metabolites,
Reference Series in Phytochemistry, https://doi.org/10.1007/978-3-319-96397-6_17
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Pests Through Allelopathy
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Ahmad Nawaz, Muhammad Sarfraz, Muhammad Sarwar, and
Muhammad Farooq
Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
2 Mechanism of Action of Allelochemicals for Agricultural Pest Management . . . . . . . . . . . . 545
2.1 Changes in the Micro- and Ultrastructure of Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
2.2 Inhibition of Cell Division and Cell Elongation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
2.3 Increase in the Cell Membrane Permeability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
2.4 Impact on the Plant Growth Regulatory System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
2.5 Influence on Photosynthesis Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
2.6 Effect on Nutrient and Water Uptake . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548
3 Role of Allelopathy in Weed Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
3.1 Intercropping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
3.2 Crop Rotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
3.3 Cover Crops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
3.4 Mulching and Soil Incorporation of the Allelopathic Crop Residues . . . . . . . . . . . . . . . 554
3.5 Use of Allelopathic Water Extracts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555
3.6 Use of Allelopathic Water Extracts with Reduced Doses of Herbicides . . . . . . . . . . . . 557
4 Allelopathy for Insect Pest Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
5 Allelopathy for Disease Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566
A. Nawaz · M. Sarfraz
College of Agriculture, Bahauddin Zakariya University, Bahadur Sub-Campus Layyah,
Layyah, Pakistan
e-mail: ahmadnawaz2006@gmail.com; sarfrazagronomist@gmail.com
M. Sarwar
Department of Agronomy, Bahauddin Zakariya University, Multan, Pakistan
e-mail: sarwaragronomist@gmail.com
M. Farooq (*)
Department of Crop Sciences, College of Agricultural and Marine Sciences, Sultan Qaboos
University, Muscat, Oman
Department of Agronomy, University of Agriculture, Faisalabad, Pakistan
e-mail: farooqcp@gmail.com
© Springer Nature Switzerland AG 2020
J.-M. Mérillon, K. G. Ramawat (eds.), Co-Evolution of Secondary Metabolites,
Reference Series in Phytochemistry, https://doi.org/10.1007/978-3-319-96397-6_17
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