不耕起栽培における菌根ネットワークの意義

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10556005
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 矢野 勝也 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助手 (00283424)
• 研究分担者: 飯嶋 盛雄 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (60252277) ; 山内 章 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (30230303)
• キーワード: 圧縮土壌 / 共生 / 菌根 / 根系 / 根圏pH / 土壌ストレス緩和 / 比根長 / 不攪乱土壌

研究概要

不耕起栽培は、土壌浸食防止や生産コスト低減の観点から近年着目されており、また化石エネルギーの消費節減やそれに伴うCO_2排出の抑制など地球環境保全面においても利点を有する。しかし、耕起作業の省略によって土壌硬度が増加するために作物根系の発達が阻害されやすく、養水分吸収能の低下や倒伏性の増大による収量不安定化が不耕起栽培の障壁となっている。ところで、多くの作物種の根には、糸状菌の一種VA菌根菌が感染して菌根を形成し、リンをはじめとする各種無機養分の吸収を促進させることが知られている。本研究では、この菌根共生系を活用して、不耕起土壌条件下で低下した根系機能を回復させることを目指した。まず、ポット土壌に菌根菌を接種または非接種してコムギを播種し、約6ヶ月間培養した。コムギ地上部を収穫後耕起ならびに不耕起処理を施し、後作としてキマメを3ヶ月間栽培した。土壌硬度は不耕起区において顕著に大きく、その結果根系の発育が著しく抑制された。一方、菌根形成能は耕起土壌よりも不耕起土壌で有意に高く、物理的攪乱のない土壌中で菌の活性が高く維持されることが明らかとなった。この結果、菌をあらかじめ接種した不耕起土壌では、土壌硬度増大にも関わらず、菌を接種した耕起区と有意差のない程度まで生育量が改善された。このストレス回避機構は、菌根形成が圧縮土壌においても比根長を増大させて、根系を発達させたためと考えられた。また、供試土壌に蓄積した難溶性リンの一部が、菌根形成によって利用された可能性も考えられる。特にマメ科作物においては、地上部光照射によって根軸特定領域で局所的に根圏が酸性化する現象を見出した。この根圏酸性化現象と難溶性リンの溶解との関係について今後検討する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Yano et al.: "Arbuscular mycorrhizal formation in undisturbed soil countertacts compacted soil stress for pigeon pea"Applied Soil Ecology. 10・1-2. 95-102 (1998)
• [文献書誌] 柴田,矢野: "菌根共生系を介したマメ科作物における難溶性リン酸獲得能の向上"日本作物学会紀事. 68・別1. 116-117 (1999)
• [文献書誌] 柴田,矢野: "マメ科作物の生態的地位向上に果たす菌根共生系の役割―難溶性リン酸の生物的利用能の拡大―"日本作物学会東海支部会報. 127. 17-18 (1999)
• [文献書誌] 柴田,矢野: "菌根共生系を介したラッカセイおよびキマメの難溶性リン酸の獲得―3種類の難溶性リン酸における比較―"日本作物学会紀事. 68・別2. 264-265 (1999)
• [文献書誌] Rao et al.: "A simple method for quantitative estimation of rhizosphere pH changes along root axes through visualization."Plant Production Sciences. (in press).
• [文献書誌] Rao et al.: "Rhizosphere pH changes induced by light on shoot"Plant Production Sciences. (in press).
• [文献書誌] 矢野勝也(分担執筆): "根の事典"朝倉書店. 438 (1998)