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2021 年度 実績報告書

多種樹木の窒素獲得戦略の解明とそれに基づく窒素循環プロセスモデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20H03034
研究機関鹿児島大学

研究代表者

鵜川 信  鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 准教授 (30582738)

研究分担者 稲垣 善之  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (00353590)
福澤 加里部  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (10456824)
舘野 隆之輔  京都大学, フィールド科学教育研究センター, 教授 (60390712)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード窒素獲得戦略 / 共生タイプ / 窒素形態 / 窒素安定同位体 / プロセスモデル
研究実績の概要

同所的に共存するすべての樹種の窒素獲得戦略を3つの視点(根と微生物の共生タイプ、窒素を吸収する土壌の深さ、窒素を吸収する際の窒素形態)から類別化し、これを反映させた窒素循環プロセスモデルを構築しシミュレートすることで、各種環境変動に対する森林生態系の窒素吸収機能の脆弱性(機能低下のリスクとプロセス)を評価することを目的とする。
令和3年度の研究計画では以下の(B)の項目を進める予定であったが、新型コロナウイルス亜感染症の影響により、共同野外調査を実施できず、翌年令和4年度に繰越して実施した。
(B)15Nトレーサー実験による多種樹木の窒素獲得戦略の解明および類別化:鹿児島大学高隈演習林(暖温帯常緑広葉樹林)にて15Nトレーサー実験を実施した。令和2~3年度に実施した予備実験の結果を鑑み、土壌下層への15Nトレーサーの散布が難しいと判断し、「根と微生物の共生タイプ」と「窒素を吸収する際の窒素形態」の2つの視点で実験デザインを再構築した。既設の調査区14か所において樹種組成を把握したのち、対象個体の葉および細根を採取した(窒素安定同位体散布前のサンプル)。その後、2種類の窒素安定同位体(NH4NO3のNH4側がN15の同位体とNO3側がN15の同位体)を散布し、再度、対象個体の葉および細根を採取した(窒素安定同位体散布後のサンプル)。これらのサンプルについて、窒素安定同位体比の測定を行った。

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

令和3年度からの繰越し分の作業は予定どおり進行した。

今後の研究の推進方策

令和3年度の繰越し分の作業は完了したが、一方で、分析機器等のトラブルにより当初の予定で令和4年度に実施する予定であった研究項目に遅延が生じている。今後はこれらの作業の実施と取りまとめを並行的に実施することで、作業の遅れを取り戻す。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Presence of understory dwarf bamboo determines ecosystem fine root production in a cool-temperate forest in northern Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Yanagawa Sanae、Fukuzawa Karibu、Takagi Kentaro、Shibata Hideaki、Satoh Fuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 28 ページ: 177~185

    • DOI

      10.1080/13416979.2023.2169981

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences in the short-term responses of soil nitrogen and microbial dynamics to soil moisture variation in two adjacent dryland forests2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Chikae、Taniguchi Takeshi、Du Sheng、Chen Qiuwen、Yamanaka Norikazu、Otsuki Kyoichi、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      European Journal of Soil Biology

      巻: 110 ページ: 103394~103394

    • DOI

      10.1016/j.ejsobi.2022.103394

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Age-Related Changes in Water and Nitrogen Utilization in Crop Trees and Understory Vegetation in a Hinoki Cypress Plantation Forest in Kochi City, Southern Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Inagaki Yoshiyuki、Miyamoto Kazuki、Sakai Atsushi
    • 雑誌名

      Nitrogen

      巻: 3 ページ: 247~259

    • DOI

      10.3390/nitrogen3020017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between root tip morphology and growth conditions across Macaranga and Shorea species in a tropical lowland forest of Peninsula Malaysia2022

    • 著者名/発表者名
      Ugawa Shin、Kuninaka Wataru、Hayata Keisuke、Maruta Naoko、Ohashi Syota、Kubota Victoria Rika、Rozita Ahmad、Wan Rasidah Kadir
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: 481 ページ: 621~639

    • DOI

      10.1007/s11104-022-05665-1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In-situ measurement of the effect of canopy tree fine roots on nitrogen availability in forest soil2021

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masataka、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Rhizosphere

      巻: 18 ページ: 100324~100324

    • DOI

      10.1016/j.rhisph.2021.100324

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microbial functions and soil nitrogen mineralisation processes in the soil of a cool temperate forest in northern Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masataka、Imamura Shihomi、Tatsumi Chikae、Taniguchi Takeshi、Tateno Ryunosuke
    • 雑誌名

      Biogeochemistry

      巻: 155 ページ: 359~379

    • DOI

      10.1007/s10533-021-00830-7

    • 査読あり
  • [学会発表] 化合物組成の異なる根滲出物が森林土壌の微生物および窒素循環に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      中山理智、舘野隆之輔
    • 学会等名
      第134回日本森林学会大会
  • [学会発表] 北海道東部の森林の根圏土壌における初冬・初春および盛夏の微生物群集2022

    • 著者名/発表者名
      中山理智、舘野隆之輔
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
  • [学会発表] 林床植生の除去は森林土壌の窒素動態と樹木根の外生菌根菌組成を変化させるか?2022

    • 著者名/発表者名
      福澤加里部、谷口武士、中山理智、野村睦
    • 学会等名
      第70回日本生態学会大会
  • [学会発表] 林床植生除去に対する森林土壌の窒素動態の中長期的な応答2022

    • 著者名/発表者名
      福澤加里部、智和正明、菱拓雄、松山周平、野村睦
    • 学会等名
      第134回日本森林学会大会
  • [学会発表] Relationship between forest mycorrhizal type and nitrogen-cycling functions of soil microbial communities: Implications from the rhizosphere scale to the ecosystem scale2021

    • 著者名/発表者名
      Chikae Tatsumi, Takeshi Taniguchi, Sheng Du, Norikazu Yamanaka, Ryunosuke Tateno
    • 学会等名
      Annual Meeting of the Ecological Society of America
    • 国際学会
  • [学会発表] 北方林における林床植生の除去が土壌の無機窒素量と外生菌根菌組成に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      福澤加里部、谷口武士、中山理智
    • 学会等名
      日本地球惑星連合2021年大会
  • [学会発表] 冷温帯林における林床植生の存在が細根バイオマス・生産量に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      福澤加里部、梁川紗奈江、高木健太郎、柴田英昭、佐藤冬樹
    • 学会等名
      第54回根研究集会

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公開日: 2023-12-25  

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