2018 Fiscal Year Annual Research Report
土壌窒素環境および根系内の空間的位置の違いによる細根機能の変動性の解明
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18J23364
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
土居 龍成 名古屋大学, 環境学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | ヒノキ / 細根 / 土壌窒素 / 土壌酸緩衝能 / 次数分類 / 比根長 / 種内変動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
樹木細根は養分吸収・輸送機能を担っており、分岐位置を考慮した次数分類は直径階級を用いた分類よりも機能特性をよく反映することが指摘されている。本研究の目的の一つである土壌窒素環境の変動に伴うヒノキ細根系の次数形態特性の変動性を明らかにするため、本年度は酸緩衝能の異なる土壌に生育する東海地方のヒノキ7林分において、根端（1次根）から4次根に至るまでの細根系を対象とし、細根系の次数別形態特性および土壌化学性との関係性を調べた。その結果、末端根付近の1次根から3次根の平均直径や根長は7つの調査地間で約1.4倍変動し、2次根から4次根の比根長Specific Root Length (SRL m g-1) は土壌CN比および土壌交換性Alとそれぞれ正の相関が認められた。特に酸緩衝能の低い土壌においてヒノキ細根のSRLは高くなることが明らかとなった。先行研究では土壌の酸緩衝能の違いにより、次数を考慮していない細根形態SRLや細根量に有意差は見られなかったが、本研究では次数分類による細根形態が土壌の酸緩衝能に応じて変化することが示唆された。
また直径2㎜以下の細根系について、これまで1次根など低次数根の各次数根単位における平均形態特性が土壌無機態窒素特性と関連性のあることを明らかにしたが、成長様式を考慮した根系構造、例えば7次根から1次根まで、7次根から2次根までの根系単位の形態特性との関連性は明らかにされていなかった。そこでヒノキ3林分において根系構造を反映する根系単位の形態特性と土壌化学特性との関連性を解析した。その結果、1次根から7次根、2次根から7次根、3次根から7次根までの根形単位のSRLは、土壌アンモニア態窒素濃度と正の相関が認められたが、4次根から7次根、5次根から7次根などでは認められなかった。すなわち1次根から3次根の形態特性が根系としても土壌無機態窒素に影響を受けていることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度における特筆すべき成果として、上記研究実績の通りヒノキ細根系次数形態と土壌窒素環境および酸性化環境との新たな関係性を明らかにしたことがあげられる。次数を考慮していない細根形態や細根量には土壌酸緩衝の違いにより差が認められていなかったが、次数分類を用いることで酸緩衝能の低い土壌ではSRLが高いヒノキ細根となることを明らかにした。このように機能を反映する次数分類を用いることで、土壌環境の変動に敏感な器官である細根系の特性についてさらなる理解が期待できる。土壌酸性化環境のとの関連性については第4回山岳科学研究集会で発表し優秀ポスター賞を受賞した。また土壌窒素特性との関連性については第66回日本生態学会でポスター、第130回日本森林学会で口頭発表した。以上からおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
樹幹からの水平距離別に応じたヒノキ細根系の次数別形態特性と土壌窒素など化学特性との関係性を明らかにするため、本年度計画済の土壌窒素養分状態が異なるヒノキ林2調査地にて、細根系及び表層土壌を採取し解析を行う。ヒノキ次数根別の機能特性の解明のため、本年度習得した次数根の組織解剖学的解析も試みる。
また、本年度回収済みの埋設後1，2年目のイングロースコアから細根量、形態を解析することで細根生産量を算出し、ヒノキ細根系の成長様式を明らかにしていく。
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