Effects of high soil temperature in tropical degraded lands on tree water and nutrient uptake

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05683
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40010:Forest science-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Norisada Mariko 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00463886)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 土壌高温 / 熱帯荒廃地 / 森林再生 / 窒素吸収 / 根圏低酸素ストレス / Melaleuca cajuputi / Acacia mangium / Syzygium

Outline of Final Research Achievements

The effects of high soil temperature on the nitrogen uptake in tropical planting candidate tree species, Melaleuca cajuputi and Acacia mangium, have been investigated using the hydroponic system and stable nitrogen isotope labeling procedure. Both species exhibited high tolerance to the high temperature stress of 40 ℃, showing no reduction of nitrogen uptake at 40 ℃ in 30 ℃-grown seedlings and an enhancement of nitrogen uptake after 7 days of daily 4-hour high temperature stress at 40 ℃. Investigations of responses of M. cajuputi and three Syzygium species to the combined stresses of high temperature and rhizospheric hypoxia revealed that M. cajuputi and S. kunstleri maintain their high temperature tolerance even under the hypoxic condition.

Free Research Field

樹木環境生理学、造林学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

熱帯荒廃地に森林を再生する際、植生が疎らなために太陽光が直接土壌表面に到達しがちで土壌温度が上昇しやすくなり、植栽木の根に高温ストレスがかかりやすい。また低湿地では根圏低酸素ストレスが主要な植物の生育阻害要因となるため、荒廃熱帯低湿地では、低酸素ストレスと高温ストレスが複合的に植栽木に負荷される。土壌高温に対する樹木の応答や耐性に関する知見は限られており、本研究課題により得られた熱帯荒廃地の造林候補樹種の根の窒素吸収能の高温応答ならびに根圏低酸素ストレスと高温ストレスとの複合ストレスに対する応答性の樹種間差に関する知見は、熱帯荒廃地における森林再生のための有用な基礎的知見となる。