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植物个体间的相互识别与响应是植物行为研究的中心问题之一，水稻与伴生杂草间识别与响应过程的研究对于阐明水稻与稻田杂草间的生态学关系具有重要意义。本研究以化感和非化感水稻各两个品种为研究对象，重点研究了水稻在伴生稗草情况下的可塑性响应，并探讨了这一响应行为可能的机制。同时研究了水稻根系分泌物及其化感物质对土壤真菌的影响。
研究结果表明：
(1)盆栽条件下与稗草伴生时，化感品种PI312777、华丰占1号和非化感品种辽粳-9能通过生物量增加而对稗草产生可塑性响应。田间条件下与稗草1:1伴生时，PI312777地上生物量增加了12％，而非化感品种辽粳-9和华粳籼1号地上生物量则分别减少33％和35％；除辽粳-9外，其余三品种水稻繁殖生物量均显著增加，其中PI312777增加26％。结果暗示化感品种水稻PI312777的竞争优势不仅源于其能向土壤释放比非化感品种水稻更多的化感物质，与稗草伴生时能产生更多生物量也应是其具有较强竞争力的主要原因。
(2)化感品种水稻能对伴生稗草产生以特征次生物质含量升高为表征的可塑性化学响应，表明化感品种水稻在生理和行为方面的可塑程度均高于非化感品种水稻。在水培条件下水稻对马唐产生较强的化学响应，显示水稻能通过杂草根系分泌的信息物质对不同杂草进行选择性识别。
(3)稗草伴生对化感品种水稻生长土壤的速效养分影响不显著，但PI312777生长土壤中的微生物生物量C显著升高87％，其土壤微生物群落结构与非化感品种水稻显著不同。表明化感品种水稻与稗草伴生时的可塑性行为不是水稻对土壤营养水平响应的结果，而是对稗草和水稻根分泌物共同影响形成的特征土壤微生物群落结构的间接反馈。
(4)水稻根系分泌物和阿魏酸、苯甲酸能促进真菌生长，而黄酮和黄酮甙则造成真菌种群数量减少。病原真菌尖孢镰孢菌和立枯丝核菌生长均受黄酮抑制，水稻根分泌物对尖孢镰孢菌生长具有抑制作用。结果表明水稻能通过根分泌物中的化感物质对病原真菌产生化学防御。