土壌生成最初期の先駆植物による粘土鉱物生成過程の解明

• 研究課題/領域番号: 23K17031
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分63010:環境動態解析関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山北 絵理 九州大学, 農学研究院, 特任助教 (10929607)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2027年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: コケ / 火山灰 / 土壌生成初期 / 先駆植物 / 粘土生成 / 風化 / 初期遷移

研究開始時の研究の概要

溶岩上に最初に遷移した事が報告されているコケ1種と草本植物2種を溶岩、スコリア、火山灰上で栽培し、元素の溶出量、元素の溶出速度および生成される二次鉱物（酸化物・粘土鉱物）の分析を行う。岩石風化の要因になる、植物根から分泌される有機酸の定性・定量分析を行い、植物種による土壌形成初期過程の違いを解明する。

研究実績の概要

本研究の目的は、土壌形成の最初期に遷移するコケや維管束植物が、溶岩の風化と二次鉱物の生成に及ぼす作用を解明することである。そこで、溶岩上に最初に遷移した事が報告されているエゾスナゴケと草本植物であるイタドリとススキを火山噴出物を用いて栽培し、元素の溶出量、元素の溶出速度および生成される二次鉱物（酸化物・粘土鉱物）の分析を行うことを目指している。
本年度はイタドリとススキを用いた栽培実験を２回行い、栽培系の改善を行った。栽培土として桜島の火山灰を用いたが、１回目の栽培実験では、火山灰に混入していた種子などが発芽してしまうという問題が生じた。これを改善するために２回目の栽培実験では、火山灰の洗浄を行い、有機物を取り除く作業を行った。これにより、混入していた種子の発芽を抑え、約２か月間の栽培を成功させることができた。回収した植物体と栽培後の火山灰を乾燥させ、蛍光Ｘ線分析によって元素量分析を行った。
初期計画ではエゾスナゴケも同様に栽培実験を行う予定だったが、在庫数の関係により栽培実験を行うのに十分なコケを確保することができなかった。そこで、九州大学福岡演習林にて採取したジャゴケと土壌を用いて、分析手法を検討することとした。ジャゴケは火山灰土壌との関係が指摘されている種であり、また種の同定が容易であることなどから、火山噴出物による栽培結果の検討のサンプルに適していると考えた。土壌サンプルを風乾後、選択溶解法という手法を用いて、鉄・アルミニウムの含量を定量した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度中に種子からのイタドリとススキの火山灰を用いた栽培に成功することができ、サンプルを回収することができた。また、コケについては、予定した種を購入して栽培することはできなかったが、野外採取した試料を用いて、分析手法を検討することができた。

今後の研究の推進方策

今後は回収した植物体および火山灰サンプルの元素量変化や二次鉱物生成の分析を進めるとともに、コケを用いた栽培実験を行い、これらの比較を行いたい。また、同様の手法を用いて野外採取したサンプルについても分析を行い、コケ植物と生育基物との相互関係を明らかにしていく予定である。