Большинству культурных растений присуще свойство продуцировать растительные яды — фитотоксины. Так, корневая система овса выделяет скополетин (вещество, близкое к кумарину), лен — ароматические соединения (феруловая, гидрооксибензойная кислоты и т.д.), люцерна — алкалоиды, сахарная свекла — циклические соединения (гидрооксибензойная, кумаровая, феруловая, ванилиновая кислоты) и т. д.

Н. Г. Холодным, а затем другими исследователями было установлено, что аллелопатическое действие оказывают многие летучие соединения растений. Среди них обнаружены альдегиды, терпены, этилен, эфирные масла и т. д. В пожнивных остатках находятся токсически действующие на растения вещества. Например, в соломе злаков найдена целая серия циклических соединений (р-кумаровая, р-гидрооксибензойная, феруловая, сиреневая кислоты и другие вещества). Сильное аллелопатическое действие оказывают хиноны.

Практически все растения содержат в пожнивных остатках соединения, которые могут задержать прорастание семян и развитие последующей культуры. Нужен определенный период времени, чтобы токсические соединения разложились в почве и освободили ее от яда. Наблюдения показывают, что для этого требуется 1—2 месяца теплой погоды при хорошей аэрации почвы. Отмечено, что нижние горизонты пахотного слоя обладают токсическими свойствами, влияющими на задержку роста растений. Вероятнее всего здесь проявляется действие разного рода фитотоксинов, которые сохраняются продолжительное время в глубине почвы.

Токсические для растений вещества могут накапливать в почве и многие микроорганизмы, развивающиеся в зоне корневой системы (ризосфере) растений и на растительных остатках. Так найдено, что бактерии рода псевдомонас образуют феназин-карбоновую кислоту, диацетилфлороглюцин и другие соединения, вредные для растений. Фитотоксины продуцируются многими почвенными грибами: аспергиллюс фумигатус образует гельволевую кислоту, пенициллиум — патулин, триходерма — виридин и т. д.

В общем целый ряд причин определяет факторы, могущие оказать токсическое действие предшественника в севообороте. Очевидно, научно обоснованное чередование культур должно строиться с учетом способности растений вырабатывать ядовитые алкалоиды. Например, известно, что после сахарной свеклы плохо растет кукуруза, после овса резко падает всхожесть семян пшеницы, при вторичном посеве ячменя резко снижается его урожайность. Однако кукурузу и картофель без существенного ущерба можно высевать на одном месте много лет подряд. Такая химическая преемственность растений должна учитываться практикой, сельского хозяйства.