Effects of high soil temperature in tropical degraded lands on tree water and nutrient uptake

热带退化土地的高土壤温度对树木水分和养分吸收的影响

基本信息

批准号：
21K05683
负责人：
則定真利子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

荒廃地では、植生が疎らで太陽光を遮るものが少ないために土壌温度が日中、上がりやすく、植栽木の根が高温に晒される。植栽の際にも、苗畑から植栽地にポット苗を運搬してから植栽が完了するまでの間、ポットが太陽光にさらされることによってポットの土の温度が上昇し、根に高温ストレスがかかりやすい。Melaleuca cajuputiは、根圏低酸素ストレスに加えて低pHストレスや過剰アルミニウムストレスにも高い耐性を備えていることから、熱帯荒廃低湿地の有力な造林候補樹種であるが、高温ストレスに関する知見はない。高温ストレスがM. cajuputiの根の窒素吸収に与える影響を、本種が吸収する無機態窒素の主要形態であるアンモニウムイオンを対象に調べた。水耕栽培系を用いて培養液の温度を制御することにより、根に高温ストレスを負荷し、30度で生育した対照個体と窒素吸収能力を比較した。窒素吸収能力は、安定同位体窒素で標識したアンモニウムイオンを含む培養液に根系を明期に20分間浸し、次の次の暗期終了時に植物体を回収し、植物体中の安定同位体窒素を定量することにより評価した。30度の培養液で生育した個体は、40度でも30度と同等の窒素吸収能力を示し、吸収した窒素の地上部への輸送も同等であった。明期に40度で4時間処理した高温処理個体では、対照個体に比べて30度における窒素吸収能力が低かった。また吸収した窒素の地上部への輸送が阻害される傾向があった。明期に40度で4時間処理する高温処理を1週間繰り返し、30度、35度、40度、45度での窒素吸収を対照区と高温馴化区とで比較した。対照区でも高温馴化区でも、40度および45度での窒素吸収能力が30度に比べて高かった。高温馴化処理区では、短期高温処理で生じたような30度での窒素吸収能力の低下は生じなかった。高温馴化処理により各温度での窒素吸収能力が高まることが確認された。

在退化地区，植被稀疏，几乎没有什么可以阻挡阳光，因此白天土壤温度往往会上升，使种植树木的根部暴露在高温下。种植时，从盆苗从苗圃运到种植地直至种植完成，由于盆内受到阳光照射，盆内土壤温度升高，使根部容易生长。暴露于高温应力。除了根际缺氧胁迫外，白千层还对低 pH 胁迫和过度铝胁迫具有高度耐受性，使其成为热带退化低地造林的有前途的树种，但对高温胁迫尚无了解。我们研究了高温胁迫对 M. cajuputi 根吸收氮的影响，重点关注铵离子，这是该物种吸收的无机氮的主要形式。通过使用水培系统控制培养基的温度，对根部施加高温胁迫，并将氮吸收能力与在30摄氏度下生长的对照植物进行比较。氮吸收能力通过在光照期间将根系统浸泡在含有稳定同位素氮标记的铵离子的培养液中20分钟，并在下一个黑暗期结束时收集植物来进行定量评价。在30度培养基中生长的个体在40度时表现出与30度时相同的氮吸收能力，并且吸收的氮向地上部分的运输也相同。光照期间在40℃下处理4小时的高温处理植物在30℃下的氮吸收能力比对照植物低。此外，吸收的氮向地上区域的运输往往受到抑制。光照期间40℃高温处理4小时，重复1周，比较对照区和高温驯化区在30℃、35℃、40℃、45℃下的氮吸收情况。在对照区和高温驯化区中，40度和45度时的氮吸收能力均高于30度时的氮吸收能力。在高温习服处理图中，30℃时吸氮能力并没有像短期高温处理那样下降。证实高温驯化处理增加了各温度下的氮吸收能力。