| 研究課題/領域番号 |
17K19288
|
|---|
| 研究機関 | 三重大学 |
|---|
研究代表者 |
松尾 奈緒子 三重大学, 生物資源学研究科, 講師 (00423012)
|
|---|
| 研究分担者 |
松田 陽介 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (30324552)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2021-03-31
|
| キーワード | アンモニア態窒素 / 硝酸態窒素 / 抽出可能有機態窒素 / 同位体分別 / 土壌水分 |
|---|
| 研究実績の概要 |
温帯常緑針葉樹ヒノキの窒素利用に対して根に共生するアーバスキュラー菌根菌（AM菌）が及ぼす影響を解明するため、2018年にヒノキの一年生苗を10週間ポット栽培し、細根の窒素安定同位体比を栽培土壌中のアンモニア態窒素、硝酸態窒素、抽出可能有機態窒素(EON)のそれらと比較した。栽培土壌には総硝化速度が低いことが報告されている京都大学上賀茂試験地のヒノキ林で採取した土壌にパーライトを体積比2:1で混合したものを用い、この土壌中に存在する胞子からヒノキ苗の細根にAM菌を感染させた。栽培終了時における乾燥土壌当たりの窒素含有量はアンモニア態窒素とEONが多く、硝酸態窒素は1ポットを除いて検出されなかった。土壌中の各窒素源の窒素安定同位体比はアンモニア態窒素＞EON＞硝酸態窒素であり、ヒノキ苗の細根の窒素安定同位体比はアンモニア態窒素とEONの間に位置した。これらの結果から、ヒノキ苗の細根の窒素源がアンモニア態窒素とEONであると考察した。しかし、無機化では同位体分別が起こらないとされているのにEONの窒素安定同位体比よりもそれが無機化されてできたアンモニア態窒素の窒素安定同位体比が高くなる原因を説明できていなかった。そこで2019年に栽培土壌の含水率やパーライトのpHなどの測定を行った結果、本実験の供試土壌は低総硝化速度であると報告されているが、パーライトを混合したことや毎日潅水したことによりポット内土壌の含水率が上昇して硝化が起き、アンモニア態窒素の窒素安定同位体比が上昇した可能性、硝化により生成された硝酸態窒素が流出した可能性が考えられた。このことを踏まえ、AM菌による-2.0‰の分別を仮定すると、細根の窒素源はアンモニア態窒素と硝酸態窒素であること，それらの割合はAM菌感染率の影響を受けないことが示唆された。
|
| 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
ヒノキ林における現地観測の結果から推測した土壌窒素プロセスがヒノキの窒素利用とそれに対するアーバスキュラー菌根菌（AM菌）の影響を検証するため、総硝化速度が低いと報告されているヒノキ林土壌を用いて苗木をポットで栽培する実験をガラス室内で十分な潅水条件下で実施した。その結果、その栽培条件における苗木の窒素源やAM菌の影響を考察することができた。しかしその一方で、苗木を枯死させないため栽培土壌に土壌改良材パーライトを混合したり、撥水性のある土壌にシリンジを使って毎日潅水を行ったりしたことで、ポット内の含水率が上昇して硝化が起きたと考えられた。この条件は総硝化速度が低いことが報告されているヒノキ林の条件とは異なることから、当初の目的である現地観測の結果の検証には至らなかった。したがって、ヒノキ苗を用いたポット実験結果とヒノキ林における現地観測結果を結びつけるさらなる工夫が必要である。苗木と成木の違い、ポットと森林の違いは実験条件をコントロールしても解消できるものではないため、野外観測項目を追加することで両者を関連付けたい。
|
| 今後の研究の推進方策 |
苗木実験に用いた土壌を採取した京都大学上賀茂試験地のヒノキ林において、成長速度が大きい夏季に土壌含水率およびpHを測定する。さらに、数個体のヒノキ成木を対象として細根およびアーバスキュラー菌根菌（AM菌）の菌糸の窒素安定同位体比を測定する。また、2018年に実施した苗木実験の栽培土壌中の菌糸についても窒素安定同位体比を測定する。土壌中の菌糸は比重法を用いて採取し、微量サンプル用に改良した燃焼式元素分析計つき安定同位体比質量分析計を用いて窒素安定同位体比を測定する。これらの現地観測結果と苗木実験結果を比較して土壌窒素プロセスを明らかにした上で、ヒノキの窒素源とそれに対するAM菌の影響を考察する。なお、ヒノキ林の土壌中の各窒素源の窒素安定同位体比は過去の測定結果を使用する予定である。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
ヒノキ苗を用いたポット実験において、総硝化速度の低いヒノキ林土壌を使用し、かつ栽培終了時の土壌中に硝酸態窒素が存在していなかったのにもかかわらず、アンモニア態窒素の窒素安定同位体比が抽出可能有機態窒素のそれよりも高い値であった原因を解明するため、当初予定していた現地観測ではなく当該ポット実験の土壌条件などの追加測定を行ったため、次年度使用額が生じた。これらの追加測定の結果、原因の仮説が立てられたので、次年度にヒノキ林において追加観測を行う費用とする。
|
