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導管水同位体解析から評価した天水田イネの水資源獲得様式

研究課題

研究課題/領域番号 13575019
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分海外学術
研究分野 作物学
研究機関中部大学

研究代表者

河野 恭廣  中部大学, 応用生物学部, 教授 (90023407)

研究分担者 矢野 勝也  名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助手 (00283424)
山内 章  名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (30230303)
研究期間 (年度) 2001 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2003年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2002年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2001年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
キーワード国際研究者交流 / ザンビア:フィリピン:バングラデシュ / 水素安定同位体 / 水循環 / 破生通気組織 / 導管液 / 植物スプリンクラー / hydraulic lift / 降水 / 地下水 / 同位体効果 / 深根 / ザンビア / バングラデシュ / 根系 / 天水田 / δD
研究概要

土壌深層に存在する水分の獲得に優れる作物個体・系統を、フィールドレベルで探索する方法論として、作物導管に含まれる水分子の安定同位体比解析の有効性を検証するとともに、深層水分獲得に優れる作物の形態的・生理的特徴の把握を目的とした。
ザンビアにおける調査で、地下水と降水の水素同位体自然存在比(δD値)を解析して次の結果を得た。すなわち、深層水δD値は季節変動がなくほぼ一定で推移するのに対して、降水δD値は大きく変動した。さらに、栽培作物から導管水を採取してδD値を解析したところ、降水δD値の変動に伴って導管水δD値も変動することを確認した。しかし、その変動パターンは作物種によって異なり、ある種は常に深層水δD値に近い値で推移した。この結果は、根を同様に深くまで発達させた個体であっても、深層水への依存度が種によって異なることを示唆している。さらに、根の内部形態を調べたところ、深層水依存度の低い種では皮層に細胞間隙が発達するのに対して、依存度の高い種ではそれが発達していないことがわかった。以上の結果から、作物導管水のδD値を解析することで、その個体の降水や深層水の利用能を評価できること、さらに深層水分獲得能が根の内部構造に規定される可能性を明らかにした。
また、深根性作物が深層水をくみ上げて、それを隣接する植物に供給する現象(hydraulic lift)を、耕地生態系で初めて確認することにも成功した。さらに、この現象を促進するには遮光処理が有効であることも立証した。この思わぬ成果から、植物を灌概手段として活用する、という全く新しいコンセプトを打ち立てた。すなわち、これまでもっぱら水を与えられる受動的存在としての植物に、ポンプおよびスプリンクラー機能を能動的に付与することを意図するものである。このアイデアは、植物の利用価値を新たに開拓するものと位置づけられる。

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (33件) 図書 (4件) 文献書誌 (18件)

  • [雑誌論文] Do pigeon pea and sesbania supply groundwater to intercropped maize through hydraulic lift?-Hydrogen stable isotope investigation of xylem waters2004

    • 著者名/発表者名
      Sekiya et al.
    • 雑誌名

      Field Crops Research 86・2-3

      ページ: 167-173

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 植物のスプリンクラー機能:Hydraulic liftの活用2004

    • 著者名/発表者名
      関谷ら
    • 雑誌名

      農業および園芸 79・6

      ページ: 695-702

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 植物の難溶性リン利用能と菌根共生系の関与2004

    • 著者名/発表者名
      矢野ら
    • 雑誌名

      農業および園芸 79・9

      ページ: 1012-1017

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Progress in drought avoidance of rainfed lowland rice2004

    • 著者名/発表者名
      Wade et al.
    • 雑誌名

      Water in Agriculture, ACIAR Proceedings No.16

      ページ: 215-223

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Do pigeon pea and sesbania supply groundwater to intercropped maize through hydraulic lift? : Hydrogen stable isotope investigation of xylem waters.2004

    • 著者名/発表者名
      Sekiya et al.
    • 雑誌名

      Field Crops Research 86(2-3)

      ページ: 167-173

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A sprinkler-like function of plants : Application of hydraulic lift2004

    • 著者名/発表者名
      Sekiya et al.
    • 雑誌名

      Agriculture and Horticulture 79(6)

      ページ: 695-702

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Involvement of mycorrhizal symbiosis in utilization of sparingly soluble phosphate by plants.2004

    • 著者名/発表者名
      Yano
    • 雑誌名

      Agriculture and Horticulture 79(9)

      ページ: 1012-1017

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Progress in drought avoidance of rainfed lowland rice.2004

    • 著者名/発表者名
      Wade et al.
    • 雑誌名

      Water in Agriculture ACIAR Proceedings No.116

      ページ: 215-223

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 植物のスプリンクラー機能:Hydraulic liftの応用2004

    • 著者名/発表者名
      関谷
    • 雑誌名

      農業および園芸 79・6

      ページ: 695-702

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 植物の難溶性リン利用能と菌根共生系の関与2004

    • 著者名/発表者名
      矢野
    • 雑誌名

      農業および園芸 79・9

      ページ: 1012-1017

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Progress in drought avoidance of rainfed lowland rice2004

    • 著者名/発表者名
      Wade et al.
    • 雑誌名

      Water in Agriculture, ACIAR Proceedings No.116

      ページ: 215-223

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A capacity to stimulate phosphorus uptake by maize in undisturbed soil compared to disturbed soil is absent from some growth promoting arbuscular mycorrhizal fungi2003

    • 著者名/発表者名
      McGonigle et al.
    • 雑誌名

      Biology and Fertility of Soils 37・5

      ページ: 268-273

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phosphorus acquisition from non-labile sources in peanut and pigeonpea with mycorrhizal interaction2003

    • 著者名/発表者名
      Shibata et al.
    • 雑誌名

      Applied Soil Ecology 24・2

      ページ: 133-141

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mycorrhizal phosphorus enhancement of plants in undisturbed soil differs from phosphorus uptake stimulation by arbuscular mycorrhizae over non-mycorrhizal controls.2003

    • 著者名/発表者名
      McGonigle et al.
    • 雑誌名

      Biology and Fertility of Soils 37(5)

      ページ: 268-273

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phosphorus acquisition from non-labile sources in peanut and pigeonpea with mycorrhizal interaction.2003

    • 著者名/発表者名
      Shibata et al.
    • 雑誌名

      Applied Soil Ecology 24(2)

      ページ: 133-141

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 水素の安定同位体自然存在比から評価した植物が利用する水資源の由来2002

    • 著者名/発表者名
      関谷ら
    • 雑誌名

      根の研究 11・2

      ページ: 35-42

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Regulation of rhizosphere acidification by photosynthetic activity in cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) seedlings2002

    • 著者名/発表者名
      Rao et al.
    • 雑誌名

      Annals of Botany 89・2

      ページ: 213-220

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Water acquisition from rainfall and groundwater by legume crops developing deep rooting systems determined with stable hydrogen isotope compositions of xylem waters2002

    • 著者名/発表者名
      Sekiya et al.
    • 雑誌名

      Field Crops Research 78・2-3

      ページ: 133-139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Relationship between the distribution of Na and the damages caused by salinityin the leaves of rice seedlings grown under a saline condition2002

    • 著者名/発表者名
      Mitsuya et al.
    • 雑誌名

      Plant Production Science 5・4

      ページ: 269-274

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Studies on plant water uptake through measurements of stable hydrogen isotope compositions of xylem- and environmental-waters.2002

    • 著者名/発表者名
      Sekiya et al.
    • 雑誌名

      Root Research 11(2)

      ページ: 35-42

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Regulation of rhizosphere acidification by photosynthetic activity In cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) seedlings2002

    • 著者名/発表者名
      Rao et al.
    • 雑誌名

      Annals of Botany 89(2)

      ページ: 213-220

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Water acquisition from rainfall and groundwater by legume crops developing deep rooting systems determined with stable hyfrogen isotope compositions of xylem waters.2002

    • 著者名/発表者名
      Sekiya et al.
    • 雑誌名

      Field Crops Research 78(2-3)

      ページ: 133-139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Relationship between the distribution of Na and the damages Caused by salinity in the leaves of rice seedlings grown under a saline condition.2002

    • 著者名/発表者名
      Mitsuya et al.
    • 雑誌名

      Plant Production Science 5(4)

      ページ: 269-274

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 水素の安定同位体自然存在比から評価した植物が利用する水資源の由来2002

    • 著者名/発表者名
      関谷
    • 雑誌名

      根の研究 11・2

      ページ: 35-42

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Nitrogen delivery to maize via mycorrhizal hyphae depends on the form of N supplied

    • 著者名/発表者名
      Tanaka et al.
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Root morphological plasticity for heterogeneous phosphorus supply in Zea mays L.

    • 著者名/発表者名
      Yano et al.
    • 雑誌名

      Plant Production Science (In press)

    • NAID

      110001794548

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mycorrhizal alleviation of acid soil stress in the sweet potato (Ipomoea batatas)

    • 著者名/発表者名
      Yano et al.
    • 雑誌名

      Soil Biology & Biochemistry (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nitrogen delivery to maize via mycorrhizal hyphae depends on the form of N supplied.

    • 著者名/発表者名
      Tanaka et al.
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Root morphological plasticity for heterogeneous phosphorus supply in Zea mays L.

    • 著者名/発表者名
      Yano et al.
    • 雑誌名

      Plant Production Science (in press)

    • NAID

      110001794548

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mycorrhizal alleviation of acid soil stress in the sweet potato (Ipomoea batatas).

    • 著者名/発表者名
      Yano et al.
    • 雑誌名

      Soil Biology & Biochemistry (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nitrogen delivery to maize via mycorrhizal hyphae depends on the form of N supplied

    • 著者名/発表者名
      Tanaka et al.
    • 雑誌名

      Plat, Cell & Environment (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Root morphological plasticity for heterogeneous phosphorus supply in Zea mays L.

    • 著者名/発表者名
      Yano et al.
    • 雑誌名

      Plant Production Science (In press)

    • NAID

      110001794548

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Mycorrhizal alleviation of acid soil stress in the sweet potato (Ipomoea batatas)

    • 著者名/発表者名
      Yano et al.
    • 雑誌名

      Soil Biology & Biochemistry (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 根のデザイン-根が作る食糧と環境-2004

    • 著者名/発表者名
      森田ら
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      養賢堂
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 根のデザイン-根が作る食糧と環境-2004

    • 著者名/発表者名
      森田
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      養賢堂
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] ファイテク How to みる・きく・はかる-植物環境計測-2002

    • 著者名/発表者名
      村瀬ら
    • 総ページ数
      237
    • 出版者
      養賢堂
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] ファイテク How to みる・きく・はかる-植物環境計測-2002

    • 著者名/発表者名
      村瀬
    • 総ページ数
      237
    • 出版者
      養賢堂
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 関谷ら: "水素の安定同位体自然存在比から評価した植物が利用する水資源の由来"根の研究. 11・2. 35-42 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Rao et al.: "Regulation of rhizosphere acidification by photosynthetic activity in cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) seedlings"Annals of Botany. 89・2. 213-220 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sekiya et al.: "Water acquisition from rainfall and groundwater by legume crops developing deep rooting systems determined with stable hydrogen isotope compositions of xylem waters"Field Crops Research. 78・2-3. 133-139 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuya, et al.: "Relationship between the distribution of Na and the damages caused by salinity in the leaves of rice seedlings grown under a saline condition"Plant Production Science. 5・4. 269-274 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] McGonigle et al.: "A capacity to stimulate phosphorus uptake by maize in undisturbed soil compared to disturbed soil is absent from some growth promoting arbuscular mycorrhizal fungi"Biology and Fertility of Soils. 37・5. 268-273 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shibata et al.: "Phosphorus acquisition from non-labile sources in peanut and pigeonpea with mycorrhizal interaction"Applied Soil Ecology. 24・2. 133-141 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sekiya et al.: "Do pigeon pea and sesbania supply groundwater to intercropped maize through hydraulic lift?-Hydrogen stable isotope investigation of xylem waters"Field Crops Research. 86・2-3. 167-173 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 村瀬ら: "ファイテクHow toみる・きく・はかる-植物環境計測-"養賢堂. 237 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 森田ら: "根のデザイン-根が作る食糧と環境-"養賢堂. 208 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 関谷信人: "水素の安定同位体自然存在比から評価した植物が利用する水資源の由来"根の研究. 11・2. 35-42 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Rao, T.P.et al.: "Regulation of rhizosphere acidification by photosynthetic activity in cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) seedlings"Annals of Botany. 89・2. 213-220 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sekiya, N. et al.: "Water acquisition from rainfall and groundwater by legume crops developing deep rooting systems determined with stable hydrogen isotope compositions of xylem waters"Field Crops Research. 78・2-3. 133-139 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuya, S. et al.: "Relationship between the distribution of Na and the damages caused by salinity in the leaves of rice seedlings grown under a saline condition"Plant Production Science. 5・4. 269-274 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] McGonigle, TJP. et al.: "A capacity to stimulate phosphorus uptake by maize in undisturbed soil compared to disturbed soil is absent from some growth promoting arbuscular mycorrhizal fungi"Biology and Fertility of Soils. (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 村瀬治比古: "ファイテクHow toみる・きく・はかる-植物環境計測-"養賢堂. 237 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 関谷信人, 矢野勝也: "ザンビア共和国南部州における地下水、降水および作物導管液δ値の季節変動"東海作物研究. 131. 40 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Rao, T.P., Yano, K., Iijima, M., Yamauchi, A., Tatsumi, J.: "Regulation of rhizosphere acidification by photosynthetic activity in cowpea (Vignaunguiculata L. Walp.) seedlings"Annals of Botany. 89. 213-220 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] JSRR ed.: "Proceedings of the 6th Symposium of International Society of Root Research"Japanese Society for Root Research(JSRR). 600 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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