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2023 年度 実績報告書

CO2環境と栄養状態の相互作用がもたらす植物水分経済の新機軸

研究課題

研究課題/領域番号 21H02328
研究機関名古屋大学

研究代表者

矢野 勝也  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (00283424)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード高CO2 / 老化 / 窒素形態 / ジャガイモ / 根粒非着生ダイズ / イネ / 夜間蒸散量 / 水利用効率
研究実績の概要

ジャガイモ2品種(男爵・出島)用いて品種間差異について検証した。その結果、男爵よりも出島の方が高CO2環境下で比較的早く老化し、しかもその老化速度は尿素よりも硝酸態窒素を供与した場合に顕著であった。この出島においては、尿素供与に伴う老化抑制が移植後93日目のバイオマス生産の向上に貢献し、老化進行の早かった硝酸供与個体よりも有意に大きかった。ただし、男爵においては供与窒窒素形態が老化に与える影響は小さかったため、バイオマス生産も有意に変化しなかった。さらに、ダイズの根粒着生系統と非着生系統を用いて、それぞれに尿素・硝酸を供与し、高CO2環境下での老化速度を解析した。その結果、大気N2を窒素源として利用可能な根粒着生系統では供与する窒素形態に依存することなく老化が遅いのに対して、根粒非着生系統では下位葉の老化が促進されること、しかもアンモニア態窒素よりも硝酸態窒素を供与した場合により顕著となり、ジャガイモと同様の傾向を認めた。
CO2濃度上昇は光合成能を低下させることなく蒸散量を強く抑制する結果、水利用効率が著しく向上して植物の水需要を大きく低下させる。これは日中の光があるときの場合であるが、光のない夜間でも植物は蒸散で水を消費している。この夜間の蒸散では光合成が行われないため、無駄な水消費とみなされてきたが、高CO2環境が夜間の水消費に与える影響については不明であった。イネ5品種を用いて、湛水から乾燥までの土壌水分条件下で夜間蒸散の役割を異なるCO2濃度環境下で調査した。乾燥条件下では夜間蒸散量が多いほどバイオマス生産も高くなること、しかし湿潤土壌ではむしろ夜間蒸散量の抑制がバイオマス生産に有利となることが示唆された。高CO2環境は昼間の蒸散を強く抑制したが、夜間蒸散に対する影響は相対的に小さく、結果として夜間/昼間の蒸散比を大きく増加させることが判明した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Nocturnal versus diurnal transpiration in rice plants: Analysis of five genotypes grown under different atmospheric CO2 and soil moisture conditions2023

    • 著者名/発表者名
      Yan YI & Katsuya Yano
    • 雑誌名

      Agricultural Water Management

      巻: 286 ページ: 108397

    • DOI

      10.1016/j.agwat.2023.108397

    • 査読あり / オープンアクセス

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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