2022 Fiscal Year Annual Research Report
Explore ways to prevent base depletion in plantation forests
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22H02384
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
谷川 東子 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (10353765)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平野 恭弘 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (60353827)
松田 陽介 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (30324552)
眞家 永光 北里大学, 獣医学部, 准教授 (00453514)
和穎 朗太 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (80456748)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 広葉樹林化 / 細根動態 / 針広混交林 / 針葉樹林 / 適地適木 / 土壌酸性化 / 土壌劣化 / 木材収穫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スギ人工林やヒノキ人工林には、土壌塩基が枯渇するベクトルが発生する林分があることを先行して見出している。対照となる森林生態系として複数樹種で構成される「混交林」に着目し、そこでは塩基が土壌に貯留されやすいのかを確認することを目的に、1樹種、2樹種混合、3樹種混合・・というように、樹種数を段階的に増やすデザインで細根と葉の分解試験を実施し、その過程で得られる溶脱液と分解残渣の分析を進めている。
土壌有機物は「塩基保持機能（CEC）」を有するが、我々は先行研究において、土壌塩基の枯渇ベクトルをもつスギ林では「細根量」と「土壌有機物量」が共に増えるものの、「CEC」は向上しないことを見出した。そこで「植物体に近い状態の有機物」、「分解が進んで鉱物と親和し、土壌における滞留時間を延ばしている有機物」を比重分画により抽出し、核磁気共鳴(NMR)分析を通して各有機物がもつ官能基を特定した。その結果、塩基枯渇ベクトルをもつスギ林の表層土壌では、土壌有機物の分解が進み、CECに有効な「鉱物と親和している有機物」が増えないことが確認され、このことが「土壌有機物が増えてもCECが高まらない理由」であると推察された。当該研究結果をまとめた論文が、国際誌Plant and Soilに掲載された。
細根増産が土壌に与える影響を「微生物増殖に重要な窒素」と「微生物叢遷移」の側面から確認するため、スギとヒノキの葉と細根の分解試験で得られた試料の解析を進めたところ、葉は「窒素を大気から取り込みリター内で多様な微生物を育むゆりかごのような役割」を果たすのに対し、細根は真菌叢遷移の程度が葉に比べかなり小さく、また「窒素を徐々に放出する肥料的な役割」を果たすという、対照的な生態学的役割があることが示された。当該研究結果をまとめた論文が、国際誌Science of the Total Environmentに掲載された。
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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
「細根動態あるいは土壌の酸性環境が土壌有機物の分解を促進するという発見」や「細根動態の森林生態系における窒素循環への寄与に関する知見」が国際誌2本に掲載され、各種実験からデータが集積しつつあることから、順調に進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
多樹種リター分解試験の解析を継続し、樹種混交効果が塩基をはじめとした養分物質の保持に与える影響を、引き続き検証する。土壌有機物は土壌鉱物存在下で微生物分解を免れ土壌における滞留時間を延ばすことから、細根は葉に比して鉱物と親和され易いかを現地リター分解試験で引き続き検証する。これらの研究から、「塩基の貯蔵・枯渇ベクトル」の発生要因を考察し、「土壌塩基を枯渇させない森林生態系の在り方（森林施業の在り方）」を模索する。
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| Remarks |
研究室HP：研究紹介 葉と細根のお話② および スギ林のお話② https://sites.google.com/view/plant-soil-nu/home-%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%A0
名古屋大学 note：土壌の養分キープ力、カギは「落ち根」？ それとも…？https://note.com/nagoya_ura/n/nd4a4b2f02108
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Research Products
(14 results)
