2016 Fiscal Year Annual Research Report
Effect of high nitrogen loading on growth of cool temperate trees raised under free-air O3 exposure
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26292075
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
小池 孝良 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10270919)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 冬樹 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (20187230)
高木 健太郎 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (20322844)
渡辺 誠 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50612256)
渡部 敏裕 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (60360939)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 越境大気汚染 / オゾン / 窒素沈着 / カラマツ類 / 成長 / 光合成機能 / 養分分析 / プラズマ発光分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
越境大気汚染物質として地表付近オゾン(O3)濃度が増加し樹木の成長が低下してきた。一方、窒素沈着も増加しており、樹木はO3と窒素沈着の複合影響を受ける。先行の温室の研究から、窒素沈着の増加でO3への感受性がカラマツでは低下したが，野外でのデータは不十分である。北海道は未成熟火山灰土壌や特殊土壌が多く、激変する無機生産環境に適応できる樹種特性と植栽場所の選定基準が求められている。
そこで開放系O3付加施設を造り、窒素沈着との複合影響をＦ１とカラマツを主な対照にし、生理データをスケールアップして持続可能な生産予測図を提供する。既存施設を改修し研究した。土壌は褐色森林土と未成熟火山灰土とし、グイマツ雑種F1と競合種などを植栽し、急増してきた越境汚染を想定した硫酸アンモニムによる窒素沈着処理を施した。イングロース法による根の観察を実施し、成長阻害を樹木栄養生理的に評価した。プラズマ発光分析を用いて光合成機能等との詳細な関係解析を行う。窒素沈着は無機態窒素量を増加させるが硫安沈着は土壌pHを低下させ土壌からのストレスが生じる可能性を検証した。
窒素沈着とO3の複合影響を日本の森林樹種を対象に行われてきた研究は，脱硫装置導入後なので硝酸アンモニウム(硝安：NH4NO3)沈着を想定した。O3と硝安の複合影響では、材料の葉緑体の酵素再生機能とCO2固定酵素濃度は低下した。従来の硝安の土壌への付加は100 kgN/ha・yrでpHは5を下回ったが、50 kgN/ha・yrではｐHは5を下回らなかった。本研究の硫安（[NH4]2SO4）付加では、光合成能を低下させるO3と窒素の複合影響は、予想と異なり両樹種で確認できなかった。この原因として、(NH4)2SO4付加による顕著な土壌ストレスが生じず窒素栄養として作用し、個葉レベルの生理反応は促進された可能性がある。さらなる解析が必要である。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(20 results)
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[Journal Article] Foliar chemical composition of two oak species grown in a free-air enricment system with elevated O3 and CO22016
Author(s)
Shi, C., Kitao, M., Agathokleous, E., Watanabe, M., Tobita, H., Yazaki. K., Kitaoka, S., and Koike, T.
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Journal Title
Journal of Agricultural Meteorology
Volume: 72
Pages: 50 - 58
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A review study on past 40 years of research on effects of tropospheric O3 on belowground structure, functioning and processes of trees: a linkage with potential ecological implications2016
Author(s)
Agathokleous, E., Saitanis, C.J., Wang, X., Watanabe, M., and Koike, T.
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Journal Title
Water, Air, & Soil Pollution
Volume: 227
Pages: 33-61
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Impacts of ethylene diurea (EDU) soil drench and foliar spray in Salix sachalinensis protection against O3-induced injury2016
Author(s)
Agathokleous, E., Paoletti, E., Saitanis, C.J., Manning, W.J., Sugai, T.and Koike, T.
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Journal Title
Science of the Total Environment
Volume: 573
Pages: 1053-1062
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Japanese larch and its hybrid grown in two soils in a free-air O3 enrichment regime: Growth and photosynthetic pigments.2016
Author(s)
Agathokleous, E., Vanderstock, A., Sugai, T., Fujita, S., and Koike, T.
Organizer
IUFRO Regional Congress for Asia and Oceania 2016, Air pollution and climate change impacts on forest ecosystems
Place of Presentation
Beijing, People’s Republic of China
Year and Date
2016-10-24 – 2016-10-27
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Reduced insect grazing in white birch stands under free-air O3; enrichment2016
Author(s)
Vanderstock, A, Fujita, S, Inoue, W, Agathakleous, E, Nakamura, M and Koike T
Organizer
IUFRO Regional Congress for Asia and Oceania 2016,
Place of Presentation
Beijing, People’s Republic of China
Year and Date
2016-10-24 – 2016-10-27
Int'l Joint Research
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