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2020 年度 実績報告書

樹木根系における種の識別法の確立:生物多様性の役割の解明を目指して

研究課題

研究課題/領域番号 18K14488
研究機関信州大学

研究代表者

牧田 直樹  信州大学, 学術研究院理学系, 助教 (40723086)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード細根 / 滲出物放出速度 / 水吸収速度 / 窒素吸収速度 / 形質
研究実績の概要

樹木細根の機能は樹種を問わず共通のものであるが、野外で実際に根を観察してみると、その姿は実に様々である。本課題では、樹木細根系の特性を表す外見・内面の形質データを統合し、種の識別法の確立を行うことを目的とする。また多様な樹種が自生する混交林において、根系の種ごとの形質の解明を目指す。最終年度は、次の疑問に答えることを目標とする。

多樹種において、根系の滲出物放出速度、窒素吸収速度、水吸収速度は種間で異なるのか?
多樹種の総炭素滲出速度および一次代謝産物であるアミノ酸・有機酸・糖を定量化した結果、総炭素滲出速度は被子─内生菌のグループが最も高く、一次代謝産物の濃度や組成に樹種間差が認められ、滲出物を介した炭素投資や栄養獲得能力に樹種特異性があることが示唆された。また根滲出物と形態特性の相関性は、形態的な栄養獲得能力に加えて、滲出物がそれを促進、補足する関係にあるためだと考えられる。また、樹木細根による無機態窒素(硝酸態およびアンモニア態窒素)の吸収機能の種間差を直接的に評価した結果、アンモニア態吸収速度は樹種、硝酸態吸収速度は菌共生タイプによって異なった。さらに吸収速度と根特性との関係は、根組織密度で硝酸態吸収速度とアンモニア態吸収速度で逆の相関、根 CN 比では外生菌根種と内生菌根種で異なる関係が見られた。さらに、組織内の水の流れやすさを示す水透過性の直接評価を行った結果、水透過性の平均値は外生菌根種が、内生菌根種と比べて高くなった。以上より、樹木細根系の形質は、樹種特異性をもっていることが明らかとなった。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Plasticity of pine tree roots to podzolization of boreal sandy soils2021

    • 著者名/発表者名
      Fujii Kazumichi、Makita Naoki、Kamara Mouctar、Kttim Martin、Sugita Shinya
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s11104-021-04928-7

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Anatomical patterns of condensed tannin in fine roots of tree species from a cool-temperate forest2021

    • 著者名/発表者名
      Endo Izuki、Kobatake Miwa、Tanikawa Natsuko、Nakaji Tatsuro、Ohashi Mizue、Makita Naoki
    • 雑誌名

      Annals of Botany

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/aob/mcab022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distinct patterns of below- and aboveground growth phenology and litter carbon inputs along a boreal site type gradient2021

    • 著者名/発表者名
      Ding Yiyang、Leppalammi-Kujansuu Jaana、Salemaa Maija、Schiestl-Aalto Pauliina、Kulmala Liisa、Ukonmaanaho Liisa、Nojd Pekka、Minkkinen Kari、Makita Naoki、Zeleznik Peter、Merila Paivi、Helmisaari Helja-Sisko
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 489 ページ: 119081~119081

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2021.119081

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Slope position and water use by trees in a headwater catchment dominated by Japanese cypress: Implications for catchment‐scale transpiration estimates2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuruta Kenji、Yamamoto Hiroyuki、Kosugi Yoshiko、Makita Naoki、Katsuyama Masanori、Kosugi Ken'ichirou、Tani Makoto
    • 雑誌名

      Ecohydrology

      巻: 13 ページ: e2245

    • DOI

      10.1002/eco.2245

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-term effects of biochar on soil CO2 efflux in boreal Scots pine forests2020

    • 著者名/発表者名
      Zhu Xudan、Zhu Tingting、Pumpanen Jukka、Palviainen Marjo、Zhou Xuan、Kulmala Liisa、Bruckman Viktor J.、Koster Egle、Koster Kajar、Aaltonen Heidi、Makita Naoki、Wang Yixiang、Berninger Frank
    • 雑誌名

      Annals of Forest Science

      巻: 77 ページ: number: 59

    • DOI

      10.1007/s13595-020-00960-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 樹木根の成長と構造の基礎的な仕組みと競争・共生関係2021

    • 著者名/発表者名
      牧田直樹,菱拓雄,小林真,野口享太郎,松田陽介
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
  • [学会発表] 針葉樹 4 種における細根の無機態窒素吸収と根特性との関係2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤拓生,小田あゆみ,暁麻衣子,増本泰河,牧田直樹
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
  • [学会発表] 針葉樹 4 種における細根系の水透過性と根特性の関係性の解明2021

    • 著者名/発表者名
      増本泰河,暁麻衣子,伊藤拓生,牧田直樹
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
  • [学会発表] カラマツのシュートと細根のフェノロジーは同期するのか?2021

    • 著者名/発表者名
      田村 梓,小熊宏之,藤本稜真,栗林正俊,牧田直樹
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
  • [学会発表] 根滲出物の樹種特異性:野外の根は何をどれぐらい滲出させるのか?2021

    • 著者名/発表者名
      暁麻衣子,伊藤拓生,増本泰河,高梨功次郎,高橋史樹,牧田直樹
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
  • [学会発表] 樹木細根の機能特性の多樹種比較 ~この根、なんの根?~2021

    • 著者名/発表者名
      牧田直樹
    • 学会等名
      第439回生存圏シンポジウム「土壌・植物・大気を跨ぐ物質の循環と機能に関するワークショップ」
    • 招待講演
  • [図書] 植物根.森林学の百科事典2021

    • 著者名/発表者名
      牧田直樹(編:日本森林学会)
    • 総ページ数
      200-201
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621305843
  • [図書] 根の形質.森の根の生態学2020

    • 著者名/発表者名
      牧田直樹(編:平野恭弘, 野口享太郎, 大橋瑞江)
    • 総ページ数
      74-90
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320058132
  • [図書] 根の水吸収.森の根の生態学2020

    • 著者名/発表者名
      牧田直樹(編:平野恭弘, 野口享太郎, 大橋瑞江)
    • 総ページ数
      142-156
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      9784320058132

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公開日: 2021-12-27  

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