| 研究課題/領域番号 |
21H02328
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41050:環境農学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
矢野 勝也 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (00283424)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
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| キーワード | 高CO2環境 / 水利用効率 / 蒸散 / 窒素 / リン / カリウム / 高CO2 / 老化 / 窒素形態 / ジャガイモ / 根粒非着生ダイズ / イネ / 夜間蒸散量 / CO2 / バイオマス / 栄養状態 / 植物栄養 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物のバイオマス生産量と蒸散量の間には緊密な関係が存在し、バイオマス生産量＝積算蒸散量×水利用効率、と表現できる。ここで水利用効率とは、蒸散量当たりのバイオマス生産量を示す。水利用効率が高いと少量の水消費でバイオマス生産が可能となり、乾燥耐性の指標となっている。ただし、水利用効率とバイオマス生産の間にはトレードオフの関係があると従来は考えられていた。しかし、高CO2環境下ではこのトレードオフが打破される可能性があり、本研究では窒素・リン栄養状態が水利用効率の向上、さらにはバイオマス生産増を可能にするかどうかを検証する。
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| 研究成果の概要 |
倍増したCO2濃度環境下では気孔開度が低くてもCO2の取り込みが可能になり、蒸散量の増加なしでもバイオマス生産能を倍増させることを実証した。ただし、そのためには植物の栄養状態の制御がこれまで以上に重要で、需要量が増す窒素・リン・カリウムを過不足なく供給することが水利用効率の増加につながり、その増加がバイオマス生産能に直結することを明らかにした。また、高CO2環境は昼間の蒸散を抑制しても夜間の蒸散抑制には至らないこと、光合成を伴わない夜間の蒸散にはバイオマス生産に直結しない無駄な水消費が含まれており、その抑制がバイオマス生産を低下させずに水消費量を抑制させる可能性があることを示唆した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
植物のバイオマス生産能は蒸散量と水利用効率の積で表現でき、蒸散量・水利用効率あるいはその両方の増加がバイオマス生産能を向上させる。ただし、バイオマス生産能と水利用効率の間には負の相関関係が成立する場合が多いため、蒸散量の増加が重要とされてきた。これに対して本研究では、この従来の考え方が現在の相対的に低いCO2濃度では成立しても、CO2濃度が上昇する将来では必ずしも成立しない可能性を示した。高CO2環境下では水利用効率が増加しやすくなるが、この水利用効率増加が栄養状態（リン・カリウム・窒素）に強く依存すること、そして利用効率の増加が植物のバイオマス生産能をに直結しやすいことを明らかにできた。
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