Chez Olivier et Clara Filippi
June 2016 / juin 2016

Two Years On - Another Point of View
Deux ans après - un autre point de vue
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Olivier Filippi talked to us about some of the latest advances in his experimental research in the field of allelopathy. Allelopathy takes its etymology from the ancient Greek allelon which means ‘each other’ and pathos, meaning ‘suffering or passion’. The term ‘allelopathy’ can be used to describe all remote, biochemical interactions, direct or indirect, positive or negative, between one plant and another. These interactions are mediated by plant secondary metabolites, for example terpenoids, phenolic acids, flavonoids and alkaloids. They can be synthesized by living plants, or be generated by the decomposition of a plant’s dead residue. The interaction can be positive, as in plants giving each other mutual assistance, or negative, resulting in exclusion. In his talk, Olivier concentrated exclusively on negative interactions. For more details, see this article on allelopathy by Catriona McLean.

Olivier Filippi nous a fait partager quelques-unes des dernières avancées sur ses recherches expérimentales dans le domaine de l’allélopathie. L’allélopathie tient son étymologie du grec ancien allêlôn, « l’un l'autre », et pathos « souffrance, passion ». On peut limiter la définition de l’allélopathie à l’ensemble des interactions biochimiques à distance, directes ou indirectes, positives ou négatives, d’une plante sur une autre. Ces interactions sont induites par des métabolites secondaires des plantes (terpénoïdes, acides phénoliques, flavonoïdes et alcaloïdes). Ceux-ci peuvent être synthétisés par les plantes vivantes ou être issus de la décomposition de résidus morts de la plante. Comme mentionné, les interactions peuvent être positives (entraide entre plante) ou négatives (exclusion). Ce sont les réactions négatives qui nous intéressent aujourd’hui. Pour plus de détails, voir l’article sur l’allélopathie de Catriona McLean.

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Olivier Filippi standing on a carpet of pilosella, an allelopathic plant widespread in the south of France
Olivier Filippi les pieds dans la piloselle, une plante allélopathique largement répandue dans le sud de la France

Olivier started by placing the topic in context. He explained that our goal should be to use the specific properties of some wild plants to inhibit the growth of unwanted plants or ‘weeds’. One example is the mouse-ear hawkweed, Pilosella officinarum syn. Hieracium officinarum (so-called since hawks were supposed to drink its juice to improve their vision). This plant grows in southern France amidst other species but has a competitive advantage and can form large masses up to two metres in diameter. It does this by diffusing compounds through its roots which inhibit the growth of other plants. In other plants,chemical compounds are released when leaves are washed byrain, or spread on the ground by dew, for example Salvia leucophylla, or released by the decomposition of dead plant residue as happens with the leaves of phlomis and cistus.

D’emblée, Olivier Filippi situe le sujet dans son contexte : il s’agit d’utiliser les propriétés propres à certaines plantes sauvages pour inhiber la croissance des indésirables « les mauvaises herbes ». Un exemple connu est celui de la piloselle, Pilosella (ou Hieracium) officinarum(ou herbe à épervier car ces oiseaux étaient censés boire son suc pour améliorer leur vue). Cette plante vit dans le sud de la France au milieu d’autres espèces mais a un avantage compétitif et peut former des grandes plaques jusqu’à 2 mètres de diamètre. Elle diffuse par les racines des composés inhibant la croissance d’autres plantes. Dans d’autres cas les composés chimiques sont libérés par lessivage des feuilles par la pluie, ou plaquées au sol par la rosée (cas de Salvia leucophylla) ou libérées par décomposition de résidus morts dela plante (cas des feuilles de phlomis et de cistes).

The stakes are high for this field of research because in addition to using allelopathy as an alternative to herbicides in private gardens, large scale use in the maintenance of public spaces such as footpaths and cemeteries could decrease the use of pesticides. Olivier emphasized the complexity of the phenomenon; knowledge is far from complete and is evolving through collaboration with other experimentation centres to build up a database. Allelopathy is not a universal solution since allelopathic plants do not kill other plants, but only inhibit their germination. In addition, some plants are resistant to allelopathy (e.g. Geranium sanguineum and pioneer plants such as fennel) or they may have evolved to be less sensitive to it.

Les enjeux sont importants car outre l’usage en alternative de désherbants dans les jardins personnels, une utilisation à plus grande échelle dans la maintenance de divers espaces publics (par exemple allées des cimetières) permettrait de diminuer la pression pesticide. Olivier Filippi insiste sur la complexité du phénomène ; les connaissances sont loin d’être complètes et évoluent grâce au travail collaboratif avec d’autres centres permettant de constituer des banques de données. Il ne s’agit pas non plus d’une solution universelle car la plante allélopathique ne tue pas mais inhibe la germination. De plus, certaines plantes résistent (par exemple Geranium sanguineum et des plantes pionnières comme le fenouil) ou évoluent pour être moins sensibles.

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A beautiful combination of Geranium sanguineum growing amongst Achillea umbellata, despite its allelopathic properties
Belle scène de Geranium sanguineum ayant poussé au milieu de Achillea umbellata malgré ses propriétés allélopathiques

One can achieve beautiful compositions in the garden using allelopathic plants of different heights, as shown in the photo below taken in Olivier's experimental garden. Plants with allelopathic properties do not harm each other, which makes sense, since these plants must be able to withstand allelopathic compounds in order to avoid them committing suicide through contact with compounds they produce themselves. At the end of the Filippi catalogue, there is a list of allelopathic plants grouped according to their height.

Il est possible d’obtenir de belles scènes allélopathiques de jardin en combinant des plantes de différentes hauteurs, comme l’illustre la photo ci-dessous prise dans le jardin expérimental d’Olivier Filippi. Les plantes allélopathiques ne se nuisent pas entre elles, ce qui est logique pour des plantes qui doivent résister aux composés allélopathiques sous peine de se suicider avec leur propre production. A la fin du catalogue de la pépinière, une sélection de plantes allélopathiques rampantes, basses, moyennes et hautes est proposée.

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A garden composition of allelopathic plants including Euphorbia rigida, Tanacetum densum subsp. amanii, Armaria sp. and Santolina neapolitana.
Scène de jardin allélopathique composée de Euphorbia rigida, Tanacetum densum subsp.amanii, armoise, Santolina neapolitana.

In his experimental garden, Olivier highlighted how Rhamnus alaternus, Pistacia lenticus and Viburnum tinus can grow under the Aleppo pine (despite the allelopathic properties of its roots and decomposing pine needles). Should the Aleppo pine be destroyed by fire, these smaller plants would become dominant, and in this case the allelopathic properties of the lentisk would become evident. This provides an example of the complexity of these inter-related systems. Another example is phlomis, whose large leaves wither and fall in summer, releasing allelopathic substances as new leaves appear at the same time.

Lors de la visite de son jardin expérimental, Olivier Filippi montre quelques exemples : Rhamnus alaternus, le pistachier lentisque et le laurier-tin arrivent à pousser sous les pins d’Alep (malgré ses propriétés allélopathiques via les racines et la décomposition des aiguilles). En cas d’incendie qui détruit le pin d’Alep, ces plantes deviennent dominantes. Le pistachier a lui-même des propriétés allélopathiques qui se mettent alors en évidence. C’est une illustration de la complexité de ces systèmes. Les phlomis utilisent la dualité de leur feuillage: en été les grandes feuilles se dessèchent et tombent, libérant des substances allélopathiques alors que de nouvelles feuilles apparaissent en même temps.

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Two types of phlomis leaves are visible here. The large green leaves are about to fall to the ground as new blue-green leaves emerge.
La dualité du feuillage de phlomis est bien visible: les grandes feuilles vertes s’apprêtent à tomber sur le sol, alors que les nouvelles feuilles bleu-vert poussent.

The purpose of creating an allelopathic section in the garden is to reduce the need for weeding. A variety of allelopathic plants should be planted on gravel (for example different species of creeping thyme, Tanacetum densum, Centaurea bella, Achillea umbellata etc.). The use of mineral mulch reduces the need for weeding whilst the young plants are growing because the allelopathic effect is not immediate and requires a few years to develop. Saffron bulbs and Sternbergia lutea planted in the gravel will provide colour and interest at the end of summer. Centaurea bella planted between paving stones thrives despite being trampled by foot traffic, which means it could also be considered for use in an allelopathic scheme. Here again Olivier pointed out that it is the number of different plant trials that enable progress to be made.

Un espace allélopathique dans le jardin est conçu de façon à limiter le désherbage. C’est un jardin sur gravier planté de diverses plantes allélopathiques (plusieurs espèces de thym rampant, Tanacetum densum, Centaurea bella, Achillea umbellata etc…). L’utilisation de paillage minéral permet de réduire le désherbage en attendant que les plantes allélopathiques se développent car leur effet n’est pas immédiat et demande quelques années d’installation. Les bulbes de safran et de Sternbergia lutea plantés sous les graviers assurent la beauté de l’endroit en sortie d’été. Centaurea bella placée entre des dalles s’est développée malgré les piétinements, ce qui fait envisager une possible utilisation dans ces conditions. Là encore on constate que c’est la multiplication des essais qui permet d’avancer.

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Allelopathic zone in the gravel garden
Espace allélopathique (jardin de gravier)
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Centaurea bella reduced in size by trampling
Centaurea bella miniaturisée par le piétinement

In another small area dedicated to trials, plants are being subject to harsh conditions with very little watering. One of the objectives here is to find out how long it takes for the allelopathic effect to appear. A range of sariettes and aromatic teucriums, amongst others, are being tried out in this bed.

Une autre petite zone est dédiée aux essais. Les plantes y ont été installées dans conditions dures de restriction hydrique. Un des objectifs est de déterminer le temps d’installation nécessaire à la plante pour obtenir un effet allélopathique manifeste. On trouve notamment dans cette espace des sariettes et des teucrium aromatiques.

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Trial bed for allelopathic plants / Zone d’essais de plantes allélopathiques

Through planting aromatic plants in dry soils, we have all used allelopathy without knowing it. A better understanding of allelopathic plants allows us to select and combine them wisely. In Mediterranean gardening these plants have become an essential alternative to the use of herbicides.

Au final, en plantant en terrain sec des plantes aromatiques nous avons tous utilisé l’allélopathie sans le savoir. Une meilleure connaissance des plantes allélopathiques permet de les choisir et de les associer à bon escient. Ces plantes sont devenues des incontournables en jardinage méditerranéen en faisant partie des alternatives aux désherbants.

We thank Olivier Filippi for spending time with us and for his inexhaustible enthusiasm.

Nous remercions Olivier Filippi pour sa disponibilité et pour son enthousiasme inépuisable et communicatif.

Texte : Roland Leclercq
Photos : Liliane Leclercq