高CO_2環境制御下に生育する樹木の肥大成長と細胞壁構造に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11460076
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 船田 良 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (20192734)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 玉井 裕 北海道大学, 大学院・農学研究科, 講師 (50281796) ; 佐野 雄三 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助手 (90226043) ; 小池 孝良 北海道大学, 農学部・附属演習林, 教授 (10270919) ; 丸山 温 森林総合研究所, 北海道支所樹木生理研究室, 室長(研究職)
• Keywords: 高CO_2 / 光合成 / 肥大成長 / 木部細胞壁 / 木部細胞形態 / ポットサイズ / 炭素固定

Research Abstract

大気中のCO_2濃度が近年上昇しており、その結果温暖化が進行する可能性が高い。樹木は、CO_2を吸収して葉で光合成を行い、光合成生産物を樹幹に木部細胞壁成分として固定できるため、樹木の大気中CO_2濃度の上昇を緩和する機能が期待されている。本研究では、大気中CO_2濃度を上昇させた環境制御下で樹木を長期間生育させ、樹木のCO_2固定能力を評価することを目的としている。根系の発達に空間的な制限が起こる場合、高CO_2の正の効果が制限される可能性が指摘されている。そこで本年度は、異なるポットサイズで生育した供試木の高CO_2に対する反応性を詳細に調べた。ポットサイズを3条件設定し、通常CO_2と高CO_2環境下でシラカンバ苗木を生育させ成長特性や生理学的な反応を調べた。どちらのCO_2濃度環境下においても、ポットサイズが大きくなるに伴い樹高、樹幹直径、木部幅、地上部乾重量、根の乾重量、総乾重量が有意に増加した。ポットサイズが大きくなるに伴い、生育環境下における単位面積当たりの光合成速度は有意に高く、成長が促進した要因のひとつと考えられる。一方、道管要素の占有率や単位面積当たりの道管要素数にはポットサイズの影響は認められなかったが、ポットサイズが大きくなるに伴い断面積の大きな道管要素の出現頻度が高くなった。高CO_2環境下では、通常CO_2環境下に比べて伸長成長の有意な促進が認められた。また地上部の器官乾重量と総器官重量の増加傾向が認められた。しかしながら、これら高CO_2環境下における成長量の増加はポットサイズが大きい場合のみに認められ、ポットサイズが小さい場合は大気中CO_2濃度の効果は認められなかった。以上の結果は、ポットサイズにより成長特性やCO_2濃度に対する反応が異なることを示しており、根系の発達の制限がない場合には高CO_2条件において樹木の地上部の成長が促進するといえる。

Research Products

• [Publications] Kitin, P.: "Analysis by confocal microscopy of the structure of cambium in the hardwood Kalopanax pictus"Annals of Botany. 86. 1109-1117 (2000)
• [Publications] Yazaki, K.: "Growth and annual ring structure of Larix sibirica grown at different CO_2 concentration and nutrient supply"Tree Physiology. (印刷中). (2001)