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炭素・窒素資源を巡る植物-土壌微生物の共生関係から読み解く結実豊凶現象

研究課題

研究課題/領域番号 17H03837
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
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構

研究代表者

韓 慶民  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 (40391180)

研究分担者 壁谷 大介  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 (30353650)
藤井 一至  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 (60594265)
野口 享太郎  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 (70353802)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード生物多様性 / 結実豊凶 / 資源動態 / 窒素 / 炭水化物 / 細根 / 滲出物 / 炭素 / 生態・生物多様性 / マスディング / 配分 / マスティング / 肥大成長 / 需給バランス
研究成果の概要

樹木の結実豊凶メカニズムに関する研究は、これまで地上部器官に絞って資源動態を分析する考えが一般的だったが、本研究では、ブナ林において葉の生産量に匹敵する細根が生産され、窒素資源の獲得に寄与していることが示唆された。また、繁殖年においては、実を成熟させるために、土壌からの窒素吸収量を増加させたり、種子の成熟に伴って殻斗や葉など他の器官から種子へ窒素資源を転流したりすることなど、不足しがちな窒素資源を補うため巧妙にやりくりしていることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

実を成熟させるために、ブナは必要となる窒素を土壌からより多く吸い上げたり、殻斗や葉など他の器官から転流したりするなど、不足しがちな窒素資源を補うため巧妙にやりくりしていることを解明した。これは樹木の結実豊凶現象の解明に向けて一歩前進した成果である。この成果は、ブナなどの堅果類樹木の結実間隔や着果量の予測に役立つだけでなく、今後の気候変動に対応したブナ林の天然更新や保全技術の開発、さらにはツキノワグマなどブナの堅果を餌とする野生生物の保護管理手法の策定など、幅広い分野での応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Reproduction affects partitioning between new organs of a pulse of 15N applied during seed ripening in Fagus crenata2020

    • 著者名/発表者名
      Han Q, Kabeya D and Inagaki Y
    • 雑誌名

      New Forests

      巻: - 号: 5 ページ: 739-752

    • DOI

      10.1007/s11056-019-09757-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field transcriptome revealed a novel relationship between nitrate transport and flowering in Japanese beech2019

    • 著者名/発表者名
      Satake Akiko、Kawatsu Kazutaka、Teshima Kosuke、Kabeya Daisuke、Han Qingmin
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-019-39608-1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of reproduction on nitrogen uptake and allocation to new organs in Fagus crenata2017

    • 著者名/発表者名
      Han Q, Kabeya D, Inagaki Y
    • 雑誌名

      Tree Physiology

      巻: 37 号: 10 ページ: 1436-1443

    • DOI

      10.1093/treephys/tpx095

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent developments in understanding mast seeding in relation to dynamics of carbon and nitrogen resources in temperate trees2017

    • 著者名/発表者名
      Han Q and Kabeya D
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 32 号: 6 ページ: 771-778

    • DOI

      10.1007/s11284-017-1494-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth rate reduction causes a decline in the annual incremental trunk growth in masting Fagus crenata trees2017

    • 著者名/発表者名
      Kabeya D, Inagaki Y, Noguchi K and Han Q
    • 雑誌名

      Tree Physiology

      巻: 37 号: 10 ページ: 1444-1452

    • DOI

      10.1093/treephys/tpx081

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Root exudation seasonally increases microbial biomass and nitrogen competition in a beech forest soil2020

    • 著者名/発表者名
      藤井一至、壁谷大介、川崎達郎、野口享太郎、韓慶民
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会要旨集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Influence of reproduction on seasonal variations of carbon and nitrogen in mature forest trees2019

    • 著者名/発表者名
      Han Q, Kabeya D, Inagaki Y and Kagawa A
    • 学会等名
      アメリカ地球物理学連合学会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 結実による落葉樹個体内の窒素循環への影響2019

    • 著者名/発表者名
      韓慶民
    • 学会等名
      第129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] ミニライゾトロン法による苗場山ブナ林における細根動態の解析2019

    • 著者名/発表者名
      野口享太郎、壁谷大介、藤井一至、韓慶民
    • 学会等名
      第129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] Carbon and nitrogen dynamics in masting Fagus crenata2018

    • 著者名/発表者名
      HAN Qingmin、KABEYA Daisuke、INAGAKi Yoshiyuki、KAGAWA Akira
    • 学会等名
      第11回ブナ国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth rate reduction causes a decline in the annual incremental trunk growth in masting trees Fagus crenata2018

    • 著者名/発表者名
      KABEYA Daisuke、NOGUCHI Kyotaro、INAGAKi Yoshiyuki、HAN Qingmin
    • 学会等名
      第11回ブナ国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 樹木のマスディング現象の解明に着目した土壌栄養量の経年変化2018

    • 著者名/発表者名
      韓慶民、壁谷大介、野口享太郎、稲垣善之、佐竹暁子
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 窒素循環に関わる微生物の土壌中存在量および群集構造の変化2018

    • 著者名/発表者名
      藤田卓、韓慶民、濱村奈津子、佐竹暁子
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 安定同位体パルスラベリングを用いたブナの当年シュート各器官への窒素配分2018

    • 著者名/発表者名
      韓慶民、壁谷大介、稲垣善之
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effect of reproduction on nitrogen uptake and allocation to shoots in Fagus crenata2017

    • 著者名/発表者名
      Qingmin Han、Yoshiyuki Inagaki、Daisuke Kabeya、Kyotaro Noguchi
    • 学会等名
      IUFRO
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Trade-off between vegetative and reproductive growth at shoot, branch and individual levels in masting Fagus crenata trees2017

    • 著者名/発表者名
      Qingmin Han、Daisuke Kabeya、Yoshiyuki Inagaki、Kyotaro Noguchi、Kazumichi Fujii
    • 学会等名
      イギリス生態学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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