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半乾燥地の外来種林の在来種林転換方法確立に向けた外生菌根菌の窒素獲得機能評価

研究課題

研究課題/領域番号 17J07686
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 森林科学
研究機関京都大学

研究代表者

龍見 史恵 (2019)  京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)

岩岡 史恵 (2017-2018)  京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード窒素循環 / 外生菌根菌 / 半乾燥地 / 外来種 / 土壌DNA / 窒素安定同位体 / 硝化 / 微生物群集 / 土壌微生物 / 菌根菌 / 乾燥地
研究実績の概要

本申請課題では、中国の黄土高原の外来種ニセアカシア林を在来種リョウトウナラ林へと転換するために、植物とって重要な栄養塩である窒素の動態およびリョウトウナラが窒素の獲得を依存する外生菌根菌に着目して研究を行った。具体的な研究課題は、(1)ニセアカシア林とリョウトウナラ林の窒素循環メカニズムの解明、(2)リョウトウナラによる外生菌根菌を介した窒素の獲得過程の解明、(3)1・2の研究から得られる情報を基に提案されるリョウトウナラの植栽方法のフィールドでの実践による有効性検証、である。

当該年度では、これまで得られた結果を論文としてとりまとめる作業を中心に行った。課題1に関連して、ニセアカシア林とリョウトウナラ林ではアンモニア酸化菌の量およびアンモニア酸化菌が駆動する硝化過程に大きな違いがあることが明らかとなった。さらに、その違いは土壌含水率やpH、養分量ではなく、外生菌根菌の有無に起因することが示唆された(Tatsumi et al. 2020 Ecology)。加えて、黄土高原の森林の土壌窒素循環は、優占樹種だけではなく乾燥傾度にも影響を受けることが明らかとなり、特に、ニセアカシア林では窒素の形態変化過程の全ての段階が乾燥度に制限を受けることが明らかとなった(Tatsumi et al. 2019 Biogeochemistry)。また、課題2に関連して、植物の共生する菌根菌群集、および菌根菌への窒素獲得の依存度が、土壌の窒素動態を反映して変化することが明らかとなった。その結果をとりまとめた論文は、現在学術雑誌にて査読中である。さらに、課題3に関連して、リョウトウナラ実生に菌根菌を接種させ、ニセアカシア林で育成すると、葉の窒素濃度や成長量が改善されることが明らかとなった。その結果についての論文は現在執筆中である。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 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 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件)

  • [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [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] The steps in the soil nitrogen transformation process vary along an aridity gradient via changes in the microbial community2019

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

      Biogeochemistry

      巻: 144 号: 1 ページ: 15-29

    • DOI

      10.1007/s10533-019-00569-2

    • 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] 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] The impacts of soil fertility and salinity on soil nitrogen dynamics mediated by the soil microbial community beneath the halophytic shrub tamarisk.2018

    • 著者名/発表者名
      Iwaoka, C., S. Imada, T. Taniguchi, S. Du, N. Yamanaka and R. Tateno
    • 雑誌名

      Microbial Ecology

      巻: 75 号: 4 ページ: 985-996

    • DOI

      10.1007/s00248-017-1090-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Mycorrhizal fungi determine soil nitrogen cycling and its microbial drivers through the nitrogen competition rather than soil physicochemical properties2019

    • 著者名/発表者名
      Chikae Tatsumi, Takeshi Taniguchi, Sheng Du, Norikazu Yamanaka, Ryunosuke Tateno
    • 学会等名
      Ecological Society of America Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Soil N cycling is more strongly determined by forest type due to the difference in mycorrhizal type than by geographical distance along the aridity gradient2018

    • 著者名/発表者名
      Chikae Tatsumi, Takeshi Taniguchi, Sheng Du, Norikazu Yamanaka and Ryunosuke Tateno
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2018 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Does the response of soil nitrogen dynamics and microbial community to an artificial rainfall differ depending on the forest type, especially the mycorrhizal type?2018

    • 著者名/発表者名
      Chikae Tatsumi (Iwaoka), Takeshi Taniguchi, Sheng Du, Norikazu Yamanaka and Ryunosuke Tateno
    • 学会等名
      the 103rd Ecological Society of America Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The soil prokaryotic community under halophytic tamarisk shrubs compared to barren areas and grass patches in drylands2018

    • 著者名/発表者名
      Chikae Iwaoka, Shogo Imada, Takeshi Taniguchi, Sheng Du, Norikazu Yamanaka and Ryunosuke Tateno
    • 学会等名
      the 8th East Asian Federation of Ecological Societies International Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Canopy plant community and arboreal soil characteristics of large Cercidiphyllum japonicum in Ashiu research forest, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Wakana Azuma, Akira Nakanishi, Natsuki Komada, Chikae Iwaoka, Yuya Ogawa, Keisuke Nishida, Yuiko Noguchi, Hiroaki Ishii, Mamoru Kanzaki
    • 学会等名
      the 8th East Asian Federation of Ecological Societies International Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [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 Taniguchi, 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] 芦生研究林内保存木の保全生態学的研究 -着生植物群集と林冠土壌-2018

    • 著者名/発表者名
      東 若菜、中西 晃、駒田 夏生、岩岡 史恵、小川 裕也、西田 圭佑、野口 結子、石井 弘明、神崎 護
    • 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] The symbiotic relationship between dominant canopy trees and soil microbes affects the nitrogen source utilization of co-existing understory trees2017

    • 著者名/発表者名
      Chikae Iwaoka, Fujio Hyodo, Takeshi Taniguchi, Weiyu Shi, Sheng Du, Norikazu Yamanaka, Ryunosuke Tateno
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plant nitrogen utilization affected by different soil nitrogen dynamics in semiarid forests2017

    • 著者名/発表者名
      Chikae Iwaoka
    • 学会等名
      2nd CER-NIE Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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