酸性硫酸塩土壌の特性および強酸性化現象にともなう樹木の生理反応と耐性種の検索

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03404009
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐々木 恵彦 東京大学, 農学部, 教授 (20196158)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小島 克己 東京大学, 農学部, 助手 (80211895) ; 丹下 健 東京大学, 農学部, 助手 (20179922) ; 井出 雄二 東京大学, 農学部(林), 助教授 (90213024) ; 八木 久義 東京大学, 農学部, 助教授 (80191089)
• Keywords: 酸性硫酸塩土壌 / パイライト / 鉱物風化 / 熱帯産アカシア / 酸性土壌耐性 / 硫酸酸性ストレス / プロトプラスト / 組織・細胞培養系

Research Abstract

各地から採取した、酸性硫酸塩土壌の母材であるパイライトを含む基岩(第3紀層)を、過酸化水素水によって強制酸化させ、溶出した硫酸イオン、塩基類、マンガン等の濃度を調べたところ、基岩によって溶出量に違いがみられた。そこで、特徴的な基岩を4種選び、カラム実験によりパイライトの風化の経時変化を調べた。その結果、水と酸素とがあれば酸化剤がなくてもいずれの基岩のパイライトも急激に酸化が進むこと、未風化の状態でも硫酸イオンを多量に含む基岩があること、パイライトの酸化にともなって溶出する塩基量やマンガン量に基岩によって著しい差があること、などが明らかとなった。したがって、基岩中のパイライト含有量だけからでは、生成される酸性硫酸塩土壌の性質を予測できず、パイライトの結晶化の程度を含めた基岩の鉱物的な性質の評価が必要であることが示唆された。
熱帯産アカシア属のAcasia mangiumとA.auriculiformisの稚樹を材料として、低pHと硫酸イオンが樹体に及ぼす影響を調べた。この両種は、根系には細根量の減少や根粒形成の抑制などの影響が認められたが、pH2.5(硫酸イオン濃度6.25me/l)の強酸性培養液で生育させても枯死せず、硫酸イオンの取り込みはみられず、栄養障害や光合成機能の低下もみられなかったことから、低pHに対してかなりの耐性を持つことが明らかになった。
A.mangiumの組織培養より得られたシュートおよび温室で育てた稚樹の葉からプロトプラストを単離することに成功した。プロトプラストの培養系が確立すれば、細胞融合・遺伝子導入による育種手法を用いてることが可能となる。またA.mangiumの細胞培養系を確立し、硫酸酸性条件およびMn過剰条件に対する耐性細胞の選抜を行った。増殖率は低いが、選抜条件下で増殖をしめす細胞が得られている。