Assessment of ecosystem services in arbuscular mycorrhizal fungal communities for corn production in crop rotational systems

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39020:Crop production science-related
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: HIGO Masao 日本大学, 生物資源科学部, 講師 (80708008)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: アーバスキュラー菌根菌 / 土壌微生物生態 / 耕起法 / 冬作緑肥 / 輪作体系 / アンプリコンシーケンス / 群集構造 / トウモロコシ

Outline of Final Research Achievements

The present study was carried out to determine the relationship between the communities of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and nutrient uptake and productivity of maize in a crop rotation system combining tillage and winter crop management, and to obtain basic information for establishing a plant-microbe based cropping system for maize cultivation in Japan. The results showed that both rotary and no-till treatments improved phosphorus (P) uptake and yield of maize in winter crop treatments compared with the fallow. Furthermore, the community structure of AMF colonizing maize roots also tended to change with the combination of winter crop management and tillage methods. These changes in community structures of AMF may improve the P uptake and yield of maize.

Free Research Field

土壌微生物生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

以上の成果は、国内のトウモロコシにおける共生微生物利用型栽培体系を確立できる可能性を示した。リン酸肥料の原料であるリン鉱石が枯渇しつつある状況で、新たな栽培技術の可能性を見いだした点は大きな意義があるといえる。また、土壌や根内のAM菌の群集構造の決定に関わる環境要因はかなり複雑であることも示された。特にAM菌群集構造の決定要因の解明はトウモロコシのリン吸収の改善の重要なファクターである一方、AM菌以外の土壌微生物群集との関係性等が示唆された本研究の結果を踏まえ、今後よりデータの蓄積が期待される。