Крестьяне давно оценили значение чередования культур (севооборота) в поговорке: «Хлеб по хлебу сеять — ни молоть, ни веять». В истории сельского хозяйства был период, когда севооборот и удобрения противопоставляли друг другу. Так, после известных работ немецкого ученого Ю. Либиха в середине XIX в. в Германии стали широко использовать минеральные удобрения, но перестали заботиться о севообороте. Первоначально урожаи резко возросли. Однако вскоре пришло разочарование — нормы удобрений увеличивались, а урожаи не поднимались, даже падали.

Несмотря на давно установленную пользу от культурных севооборотов, в царской России преобладало трехполье, истощавшее почву. Лишь в начале ХХ века трехполку заминили травопольная и плодосменная системы, включавшие посев травосмесей. При этой системе травами занимают до 30—40% почвы, при плодосмене — 25%. Следует помнить, что в каждой почвенно-климатической зоне требуется свое чередование культур.

Как же предшественник может влиять на последующую культуру, и какая роль в этом процессе принадлежит микробам? Несомненно, здесь мы встречаемся с комплексом явлений: избирательным потреблением растениями тех или иных элементов, изменением химических и физических свойств почвы и т. д. Некоторые из этих причин установлены, но многие из них до сих пор не ясны. Под некоторыми растениями, например пропашными, почва истощается и ее структура ухудшается.

Если растения, обладающие сельскохозяйственной ценностью, имеют общих вредителей, в том числе вредителей-микробов, то их не рекомендуется возделывать друг за другом. Например, под озимой пшеницей накапливаются возбудители корневых гнилей злаковых растений, снежная плесень и т. д. Однако между сменяющими друг друга растениями были обнаружены связи химического характера, вызывающие аллелопатическое взаимодействие растений. Термин «аллелопатия» в свое время был предложен немецким ученым Г. Молишем для определения химического воздействия одного растения на другое.

Большинству покрытосемянных растений присуща способность вырабатывать те или иные токсические вещества, в том числе алкалоиды. Эти химические соединения аккумулируются в тканях растений, но частично выделяются и в почву. Существует гипотеза Т. Суэйна, по которой динозавры вымерли из-за того, что покрытосемянные растения, богатые алкалоидами, уступили место нетоксичным голосемянным. Динозавры, поедавшие огромные количества растительной массы, «отравились» новой пищей. Эта теория оспаривается, но несомненна способность высших растений синтезировать токсические соединения, являющиеся для них средством самозащиты.