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2021 Fiscal Year Annual Research Report

多種樹木の窒素獲得戦略の解明とそれに基づく窒素循環プロセスモデルの構築

Research Project

Project/Area Number 20H03034
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

鵜川 信  鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (30582738)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 稲垣 善之  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (00353590)
福澤 加里部  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (10456824)
舘野 隆之輔  京都大学, フィールド科学教育研究センター, 教授 (60390712)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords窒素獲得戦略 / 共生タイプ / 窒素形態 / 窒素安定同位体 / プロセスモデル
Outline of Annual Research Achievements

同所的に共存するすべての樹種の窒素獲得戦略を3つの視点(根と微生物の共生タイプ、窒素を吸収する土壌の深さ、窒素を吸収する際の窒素形態)から類別化し、これを反映させた窒素循環プロセスモデルを構築しシミュレートすることで、各種環境変動に対する森林生態系の窒素吸収機能の脆弱性(機能低下のリスクとプロセス)を評価することを目的とする。
令和3年度の研究計画では以下の(B)の項目を進める予定であったが、新型コロナウイルス亜感染症の影響により、共同野外調査を実施できず、翌年令和4年度に繰越して実施した。
(B)15Nトレーサー実験による多種樹木の窒素獲得戦略の解明および類別化:鹿児島大学高隈演習林(暖温帯常緑広葉樹林)にて15Nトレーサー実験を実施した。令和2~3年度に実施した予備実験の結果を鑑み、土壌下層への15Nトレーサーの散布が難しいと判断し、「根と微生物の共生タイプ」と「窒素を吸収する際の窒素形態」の2つの視点で実験デザインを再構築した。既設の調査区14か所において樹種組成を把握したのち、対象個体の葉および細根を採取した(窒素安定同位体散布前のサンプル)。その後、2種類の窒素安定同位体(NH4NO3のNH4側がN15の同位体とNO3側がN15の同位体)を散布し、再度、対象個体の葉および細根を採取した(窒素安定同位体散布後のサンプル)。これらのサンプルについて、窒素安定同位体比の測定を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和3年度からの繰越し分の作業は予定どおり進行した。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度の繰越し分の作業は完了したが、一方で、分析機器等のトラブルにより当初の予定で令和4年度に実施する予定であった研究項目に遅延が生じている。今後はこれらの作業の実施と取りまとめを並行的に実施することで、作業の遅れを取り戻す。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Presence of understory dwarf bamboo determines ecosystem fine root production in a cool-temperate forest in northern Japan2023

    • Author(s)
      Yanagawa Sanae、Fukuzawa Karibu、Takagi Kentaro、Shibata Hideaki、Satoh Fuyuki
    • Journal Title

      Journal of Forest Research

      Volume: 28 Pages: 177~185

    • DOI

      10.1080/13416979.2023.2169981

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differences in the short-term responses of soil nitrogen and microbial dynamics to soil moisture variation in two adjacent dryland forests2022

    • Author(s)
      Tatsumi Chikae、Taniguchi Takeshi、Du Sheng、Chen Qiuwen、Yamanaka Norikazu、Otsuki Kyoichi、Tateno Ryunosuke
    • Journal Title

      European Journal of Soil Biology

      Volume: 110 Pages: 103394~103394

    • DOI

      10.1016/j.ejsobi.2022.103394

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Age-Related Changes in Water and Nitrogen Utilization in Crop Trees and Understory Vegetation in a Hinoki Cypress Plantation Forest in Kochi City, Southern Japan2022

    • Author(s)
      Inagaki Yoshiyuki、Miyamoto Kazuki、Sakai Atsushi
    • Journal Title

      Nitrogen

      Volume: 3 Pages: 247~259

    • DOI

      10.3390/nitrogen3020017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationship between root tip morphology and growth conditions across Macaranga and Shorea species in a tropical lowland forest of Peninsula Malaysia2022

    • Author(s)
      Ugawa Shin、Kuninaka Wataru、Hayata Keisuke、Maruta Naoko、Ohashi Syota、Kubota Victoria Rika、Rozita Ahmad、Wan Rasidah Kadir
    • Journal Title

      Plant and Soil

      Volume: 481 Pages: 621~639

    • DOI

      10.1007/s11104-022-05665-1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] In-situ measurement of the effect of canopy tree fine roots on nitrogen availability in forest soil2021

    • Author(s)
      Nakayama Masataka、Tateno Ryunosuke
    • Journal Title

      Rhizosphere

      Volume: 18 Pages: 100324~100324

    • DOI

      10.1016/j.rhisph.2021.100324

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Microbial functions and soil nitrogen mineralisation processes in the soil of a cool temperate forest in northern Japan2021

    • Author(s)
      Nakayama Masataka、Imamura Shihomi、Tatsumi Chikae、Taniguchi Takeshi、Tateno Ryunosuke
    • Journal Title

      Biogeochemistry

      Volume: 155 Pages: 359~379

    • DOI

      10.1007/s10533-021-00830-7

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 化合物組成の異なる根滲出物が森林土壌の微生物および窒素循環に与える影響2023

    • Author(s)
      中山理智、舘野隆之輔
    • Organizer
      第134回日本森林学会大会
  • [Presentation] 北海道東部の森林の根圏土壌における初冬・初春および盛夏の微生物群集2022

    • Author(s)
      中山理智、舘野隆之輔
    • Organizer
      第133回日本森林学会大会
  • [Presentation] 林床植生の除去は森林土壌の窒素動態と樹木根の外生菌根菌組成を変化させるか?2022

    • Author(s)
      福澤加里部、谷口武士、中山理智、野村睦
    • Organizer
      第70回日本生態学会大会
  • [Presentation] 林床植生除去に対する森林土壌の窒素動態の中長期的な応答2022

    • Author(s)
      福澤加里部、智和正明、菱拓雄、松山周平、野村睦
    • Organizer
      第134回日本森林学会大会
  • [Presentation] Relationship between forest mycorrhizal type and nitrogen-cycling functions of soil microbial communities: Implications from the rhizosphere scale to the ecosystem scale2021

    • Author(s)
      Chikae Tatsumi, Takeshi Taniguchi, Sheng Du, Norikazu Yamanaka, Ryunosuke Tateno
    • Organizer
      Annual Meeting of the Ecological Society of America
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 北方林における林床植生の除去が土壌の無機窒素量と外生菌根菌組成に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      福澤加里部、谷口武士、中山理智
    • Organizer
      日本地球惑星連合2021年大会
  • [Presentation] 冷温帯林における林床植生の存在が細根バイオマス・生産量に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      福澤加里部、梁川紗奈江、高木健太郎、柴田英昭、佐藤冬樹
    • Organizer
      第54回根研究集会

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Published: 2023-12-25  

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