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窒素安定同位体比の変化に基づく外生菌根菌から樹木への窒素供給機能の評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04937
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 森林科学
研究機関鹿児島大学

研究代表者

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

研究分担者 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, 准教授 (60390712)
木庭 啓介  京都大学, 生態学研究センター, 教授 (90311745)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2016年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード窒素安定同位体 / 窒素循環 / 外生菌根 / 窒素無機化速度 / 土壌深度 / 細根分布
研究成果の概要

本研究では、森林生態系における土壌-樹木間の窒素安定同位体比(δ15N)の変化とδ15N決定因子を明らかにした。外生菌根を形成する樹種の生葉のδ15Nはアーバスキュラー菌根を形成する樹種よりも高く、外生菌根菌による同位体分別はアーバスキュラー菌根よりも弱いことを示した。また、土壌のδ15Nは土壌の深さにともなって増加し、土壌表層のδ15Nは樹木の生葉のδ15Nと同程度であった。一方、各種形態の窒素のδ15Nと生葉のδ15Nとの関係は不明瞭であった。以上のことから、同位体分別に基づく窒素動態モデルの構築には、外生菌根以外の共生タイプと土壌深度を考慮する必要性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、外生菌根菌、土壌の深さ、窒素形態が樹木の生葉の窒素安定同位体比(δ15N)にどのように影響するのかが明らかになった。とくに、亜寒帯で確認されている外生菌根菌による窒素安定同位体の分別現象が、冷温帯、暖温帯、亜熱帯では確認されず、当該分野に新しい疑問を投げかけた。一方で、データの蓄積とそれにそった窒素循環プロセスモデルの構築は、外生菌根菌を介した窒素循環の理解へ1つのステップを提供するとともに、今後、当該モデルの完成に必要な知見およびデータについて一定の方向を示した。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 6件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] University of New Hampshire(米国)

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      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of New Hampshire(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Forest Research Institute Malaysia(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ニューハンプシャー大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of soil compaction by a forestry machine and slash dispersal on soil N mineralization in Cryptomeria japonica plantations under high precipitation2020

    • 著者名/発表者名
      Ugawa Shin、Inagaki Yoshiyuki、Fukuzawa Karibu、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      New Forests

      巻: - 号: 5 ページ: 887-907

    • DOI

      10.1007/s11056-019-09768-z

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrogen source utilization in co-existing canopy tree and dwarf bamboo in a northern hardwood forest in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Tateno Ryunosuke、Nakayama Masataka、Yano Midori、Fukuzawa Karibu、Inagaki Yoshiyuki、Koba Keisuke、Ugawa Shin
    • 雑誌名

      Trees - Structure and Function

      巻: -

    • NAID

      120006870878

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soil nitrogen cycling is determined by the competition between mycorrhiza and ammonia‐oxidizing prokaryotes2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Chikae、Taniguchi Takeshi、Du Sheng、Yamanaka Norikazu、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Ecology

      巻: 101 号: 3 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1002/ecy.2963

    • NAID

      120006810862

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Soil prokaryotic community structure is determined by a plant-induced soil salinity gradient rather than other environmental parameters associated with plant presence in a saline grassland2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Chikae、Imada Shogo、Taniguchi Takeshi、Du Sheng、Yamanaka Norikazu、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Journal of Arid Environments

      巻: 176 ページ: 104100-104100

    • DOI

      10.1016/j.jaridenv.2020.104100

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stream water quality in relation to watershed‐scale practical forest management in a cool‐temperate natural forest in northern Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Fukuzawa Karibu、Satoh Fuyuki、Shibata Hideaki、Kamiura Tatsuya、Kozuka Chikara、Takanishi Toshikazu、Hayakashi Shintaro、Hirano Yuya、Mamiya Wataru、Yabuhara Yuri、Sakai Rei、Sugiyama Hiroshi、Masumoto Hiroshi、Fukuzawa Naoko、Takeda Tetsuji、Morita Hideaki、Yamanouchi Makoto、Hasegawa Junko、Yoshida Toshiya
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: - 号: 5 ページ: 742-749

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12094

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Does conversion from natural forest to plantation affect fungal and bacterial biodiversity, community structure, and co-occurrence networks in the organic horizon and mineral soil?2019

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masataka、Imamura Shihomi、Taniguchi Takeshi、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 446 ページ: 238-250

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2019.05.042

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A simple method for leaf and branch biomass estimation in Japanese cedar plantations2019

    • 著者名/発表者名
      Inagaki, Yoshiyuki; Nakanishi, Asami; Tange, Takeshi
    • 雑誌名

      Trees

      巻: 34 号: 2 ページ: 349-356

    • DOI

      10.1007/s00468-019-01920-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature effects on the first three years of soil ecosystem development on volcanic ash2019

    • 著者名/発表者名
      Tateno Ryunosuke、Tatsumi Chikae、Nakayama Masataka、Takahashi Koichi、Kerfahi Dorsaf、Adams Jonathan
    • 雑誌名

      CATENA

      巻: 172 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1016/j.catena.2018.08.009

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reduced snow cover changes nitrogen use in canopy and understory vegetation during the subsequent growing season2019

    • 著者名/発表者名
      Tateno Ryunosuke、Imada Shogo、Watanabe Tsunehiro、Fukuzawa Karibu、Shibata Hideaki
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: in press 号: 1-2 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1007/s11104-019-04011-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Changes in quantity, morphology and nitrogen content of fine roots with stand development in a subalpine fir-wave forest2018

    • 著者名/発表者名
      Ugawa Shin、Miura Satoru、Hashimoto Shoji、Iwamoto Kojiro、Fukuda Kenji
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 23 号: 6 ページ: 336-345

    • DOI

      10.1080/13416979.2018.1516919

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soil freeze?thaw with root litter alters N transformations during the dormant season in soils under two temperate forests in northern Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Hosokawa Nanae、Isobe Kazuo、Urakawa Rieko、Tateno Ryunosuke、Fukuzawa Karibu、Watanabe Tsunehiro、Shibata Hideaki
    • 雑誌名

      Soil Biology and Biochemistry

      巻: 114 ページ: 270-278

    • DOI

      10.1016/j.soilbio.2017.07.025

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Soil Bacterial Communities in Volcanic Ash Microcosms in a Range of Climates2017

    • 著者名/発表者名
      Kerfahi,Dorsaf; Tateno,Ryunosuke; Takahashi,Koichi; Cho,HyunJun; Kim,Hyoki; Adams,Jonathan M.
    • 雑誌名

      Microbial Ecology

      巻: 73 号: 4 ページ: 775-790

    • DOI

      10.1007/s00248-016-0873-y

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimation of field soil nitrogen mineralization and nitrification rates using soil N transformation parameters obtained through laboratory incubation2017

    • 著者名/発表者名
      Urakawa R, Ohte N, Shibata H, Tateno R, Inagaki Y, Oda T, Toda H, Fukuzawa K, Watanabe T, Hishi T, Oyanagi N, Nakata M, Fukushima K, Nakanishi A
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 32 号: 2 ページ: 279-285

    • DOI

      10.1007/s11284-016-1420-5

    • NAID

      40021141607

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Short-term response of Sasa dwarf bamboo to a change of soil nitrogen fertility in a forest ecosystem in northern Hokkaido, Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe T, Fukuzawa K, Shibata H
    • 雑誌名

      Plants

      巻: 5 号: 2 ページ: 19-19

    • DOI

      10.3390/plants5020019

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 北海道東部の森林における土壌微生物群集と窒素無機化ポテンシャルの関係2020

    • 著者名/発表者名
      中山理智・今村志帆美・龍見史恵・谷口武士・舘野隆之輔
    • 学会等名
      第131回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リターの起源と降水量がリターの真菌群集と分解速度に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      舘野隆之輔・龍見史恵・兵藤不二夫・谷口武士・山中典和・杜 盛
    • 学会等名
      第131回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Difference in leaf δ15N among tree species with different type of microbial symbiosis in subtropical, warm-temperate and cooltemperate forests2019

    • 著者名/発表者名
      Ugawa Shin、Inagaki Yoshiyuki、Fukuzawa Karibu、Koba Keisuke、Tateno Ryunosuke、Hobbie Erik
    • 学会等名
      XXV IUFRO World Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Soil nitrogen cycling is determined by mycorrhizal fungi rather than soil physicochemical properties due to the nitrogen competition between mycorrhiza and free-living microbes2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi, Chikae; Taniguchi, Takeshi; Du, Shen; Yamanaka, Norikazu; Tateno, Ryunosuke
    • 学会等名
      2019 ESA Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 林業機械の踏圧と林地残材の有無が森林の土壌生産力に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      田口碩大,鵜川信,舘野隆之輔
    • 学会等名
      九州森林学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 北海道東部の天然林及び人工林の土壌細菌・真菌群集構造と共存ネットワーク2019

    • 著者名/発表者名
      中山 理智,今村 志帆美,谷口 武士,舘野 隆之輔
    • 学会等名
      第130回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The microbial community structures of surface soil and organic layer of three different types of forests in northeast of Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Nakayama M, Imamura S, Taniguchi T, Tateno R
    • 学会等名
      The 8th East Asian Federation of Ecological Societies
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 冷温帯林におけるササの除去は土壌水分と窒素動態を変えるか?2018

    • 著者名/発表者名
      福澤加里部,谷口武士,野村睦
    • 学会等名
      第129回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Soil microbial communities associated with each step in nitrogen transformation along a rainfall gradient in semiarid forests2018

    • 著者名/発表者名
      Chikae Iwaoka, Takeshi Taniguch, Sheng Du, Norikazu Yamanaka, Ryunosuke Tateno
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 北海道北部の冷温帯林における樹木とササの細根分布2017

    • 著者名/発表者名
      福澤 加里部・谷口 武士
    • 学会等名
      第128回日本森林学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The symbiotic relationship between dominant canopy trees and soil microbes affects the nitrogen source utilization of co-existing understory trees.2017

    • 著者名/発表者名
      Chikae Iwaoka, Fujio Hyodo, Takeshi Taniguchi, Weiyu Shi, Sheng Du, Norikazu Yamanaka and Ryunosuke Tateno
    • 学会等名
      2017 AGU Fall meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-28  

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