摘要：在根系隔离情况下,通过研究邻株身份（亲缘株、非亲缘株、陌生株）及其与种植密度（高、低）和土壤养分水平（高、低）交互作用对谷子（Setaria italica）形态学特征和生物量分配的影响,探索谷子地上部分是否能够识别亲缘邻株,以及谷子的这种亲缘识别能力对环境因子如何响应。结果显示：1）亲缘组谷子叶生物量分配显著降低,茎秆显著增粗,暗示着亲缘组谷子植株间减少竞争,并增强对当地多风气候的适应。而非亲缘组谷子叶生物量分配显著增加,表明非亲缘组谷子植株间竞争较强。2）与非亲缘组相比,陌生组谷子种子生物量分配显著增加,株高显著减少,表明陌生组谷子植株通过不对称竞争（与邻株糜（Panicum miliaceum）植株相比,株高显著增加）,进一步限制邻株（糜）生长,从而增强竞争能力,同时,将更多的生物量投资于繁殖,增加适合度。3）在高密度种植条件下,谷子茎生物量和叶生物量分配在各邻株身份处理间无显著差异,而在低密度种植条件下,与非亲缘组相比,亲缘组谷子茎生物量显著增加,叶生物量分配显著减小;随着种植间距的增大（种植密度减小）,亲缘组谷子叶生物量分配显著减少,而非亲缘组和陌生组叶生物量分配在高、低种植密度条件下无显著差异。4）在低土壤养分条件下,亲缘组和非亲缘组谷子叶生物量分配无显著差异,前者穗长显著小于后者,而在高土壤养分条件下,亲缘组谷子叶生物量分配显著小于非亲缘组,前者穗长显著大于后者。结果表明,在根系隔离的情况下,谷子能够识别亲缘邻株,且谷子地上部分竞争信号在亲缘识别过程中扮演重要角色。较低种植密度和较高土壤养分水平有利于谷子亲缘识别能力的表达。

关键词：谷子 竞争 生物量分配 亲缘识别 亲缘选择 

单位：华东师范大学生态与环境科学学院 上海200241 华东师范大学上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室 上海200241 华东师范大学浙江天童森林生态系统国家野外科学观测研究站 上海200241