| 研究課題/領域番号 |
17K00610
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
坂上 伸生 茨城大学, 農学部, 准教授 (00564709)
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| 研究分担者 |
西澤 智康 茨城大学, 農学部, 准教授 (40722111)
郭 永 茨城大学, 農学部, 非常勤研究員 (00791451)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 土壌生成 / 植生回復 / ブナ林再生 / 耕作放棄地 / 森林皆伐 / 共生菌類 / 駒止湿原 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の対象地である駒止湿原は福島県南会津町および昭和村の境界付近に位置しており，戦後の農地開墾により失われたブナ林を回復させるため，2000年よりブナ稚樹の植樹が試みられてきた。植樹されたブナは，一部地域では良好な生育を見せているものの，生育が不良で植生回復に至っていない場所も認められる。本研究では，ブナの生育において重要な役割を担う外生菌根菌に着目してブナ二次林および開墾跡地に生育するブナの共生菌類を調査し，これまでに調査地における外生菌根菌群集の特徴は，ブナ林区・境界区におけるブナ実生のグループと開墾跡地におけるブナ実生のグループに分かれており開墾跡地ではブナ林内とは異なる菌類相であることがブナの生育の妨げになっていることが考えられた。そこで，ブナの生存・生育の促進に関わる外生菌根菌あるいは内生菌類を選抜し，ブナ稚樹への接種および植樹試験をおこなったところ，共生菌接種区ではわずかに高いSPAD値を示す傾向が認められた。現段階において有意差は認められないものの，次年度の生育調査において接種効果が表れてくることが期待できる。今後，ブナの生育に関わる外生菌根菌の共生に関する生理生態的特性をさらに調査するとともに，開墾跡地の植生遷移においてブナ林へと発達することが期待される土壌・微生物環境を明らかとすることで，ブナ林再生に向けた植樹手法の提案を目指す。また，本研究を通して得られた土壌－微生物－植生の相互作用に関する基礎科学的知見をまとめ，耕作放棄地や災害罹災地における森林再生の技術への適用を目指していく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
2016年度にブナ林から開墾跡地に掛けて設置した10m×30mの調査区内外から採取したブナ実生について，グリッドシート法により菌根形成率を求め，形態型に基づく外生菌根菌群集構造の類似性を比較した。その後，CTAB法により菌根チップからDNAを抽出し，菌根形成菌種の同定を行い，ブナ実生根部において形成頻度が高いまたは低い形態型を基準に選抜した菌根片および非菌根を用いて，根部内生菌の分離を行った。得られた分離菌株の培養菌糸からDNAを抽出して菌種を同定し，現地における開墾跡地への植樹試験に用いる接種菌株として，根部内生菌Leptodontidium sp.および外生菌根菌C. geophilumを選抜した。現地において4 m×5 mの植樹区を9つ（対象区，Le区およびCg区を3反復）設置し，それぞれの区に12本のブナ稚樹を，1m以上の間隔を空けて植樹した。Le区およびCg区については，それぞれの菌糸懸濁液を現地で希釈し，大型のビニール袋内でブナ稚樹の根部と接触させることで接種した後，速やかに植樹をおこなった。これらの稚樹について，6月上旬および8月下旬に主幹長や葉の葉緑素含量の測定を行った。6月から8月にかけての各処理区のブナの主幹長の成長率は，枝折れなどがなく比較が可能であった個体について対象区で112±9.7%，Cg区で111±7.4%，Le区で112±12%であり，有意な差は認められなかった。また，各処理区のブナのSPAD値は，生育良好な個体について対象区，Cg区，Le区で6月は25.2±3.5，26.9±3.9，23.9±3.4，そして8月は36.0±6.9，39.8±5.1，37.5±9.6となった。現在，各区から2個体を採取し，接種した共生菌の定着率などの調査を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の目標は，耕作放棄地や災害罹災地における環境修復技術への応用が可能な基礎科学的知見を得ることである。微生物群集構造解析からは，開墾跡地ではブナ林区に比べて群集構造が単純で，菌根菌などを含む担子菌類が少なくなる傾向が認められているが，今後，ブナの生育に関わる外生菌根菌の共生に関する生理生態的特性をさらに調査するとともに，開墾跡地の植生遷移においてブナ林へと発達することが期待される土壌・微生物環境を明らかとすることで，ブナ林再生に向けた植樹手法の提案を目指していく必要がある。そのために，次年度は以下の試験を実施する。
・外生菌根菌および内生菌を用いたポット試験を行い，ブナの生育に与える共生菌類の影響を調査する。先行研究に引き続き，菌根および菌根圏土壌から微生物を分離し，それら微生物を用いた接種試験を行うことで，菌根周辺に生息もしくは菌根に内生する微生物が菌根の形成や分解に与える影響を調査し，ブナの生育との関係を明らかとする。
・開墾跡地や周辺地域の植生分布，土壌の一般理化学性などの環境調査を行い，ブナ林へと遷移していくために必要な環境条件について検討する。
・開墾跡地の多地点にブナ山引き苗を植樹し，ブナ実生の定着状況および環境要因（土壌の一般理化学性や周辺植生等）を把握し，ブナ林再生に資する直接的な知見を得る。
以上のブナ以外の樹種を含めた植林の年次計画や，ブナの生育に有効な菌根菌を接種する補助資材など，駒止湿原のブナ林再生に向けた提言をまとめる。また，本研究を通して得られた土壌－微生物－植生の相互作用に関する基礎科学的知見をまとめ，耕作放棄地や災害罹災地における森林再生の技術への適用を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
おおむね順調に進展しているが，端数としてわずかに次年度使用額が生じたため，2019年度の消耗品費等に充当し，研究計画に沿って適正に使用する。
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