High-frequency measurement of the mycorrhizal hyphal production and decomposition proce ss in forests

森林菌根菌丝产生和分解过程的高频测量

基本信息

批准号：
21F21097
负责人：
高梨聡
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Forest Research and Management Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

殆どの樹木が菌根菌と共生し、樹木から菌根菌への炭素供給量は炭素吸収量の2割に達する事例もあるため、森林の炭素吸収・排出量の算定手法の精緻化には菌根菌の炭素動態を解明することが重要である。従来、菌根菌の炭素動態の解明にあたっては、菌根菌の根外菌糸（以下「菌根菌糸」という）の生産・分解に着目し、土壌サンプルやメッシュバッグを用いて、月間や年間の菌根菌糸生産・分解量を推定してきた。しかし、菌根菌糸の生産・分解プロセスは、樹木根のそれよりも数倍の速度を持ち、菌根菌糸が数日間で急速に生産・分解されることがある。よって、メッシュバッグなどでは観測できない急速な生産・分解を測定する手法を開発する必要がある。今年度は、菌根菌糸の生産・分解量を高頻度で連続観測するため、高解像度スキャナーやポータブル電源、ソーラーパネルなどを用い、土壌内の菌根菌糸の生産・分解を追跡できる菌糸観測システムを開発した。市販の高解像度スキャナーを改造し、スキャナー本体を小さくし、土壌設置の時に発生する土壌攪乱を減らし、長期間野外に設置できるように、本体の防水性を向上させた。スキャナー改造のため、3DプリンターとCNCリューターを用い、CADソフトで自作したシステムの3Dモデルを基に、PETやアクリルからパーツを精密に作成し、そのパーツと高解像度スキャナーのセンサーやモーターとを組み合わせた。また、小型コンピュータを用いて測定を自動化させた。細根を観察するために開発されたシステムにより解像度の高い画像を取得できるようになり、3～20マイクロメートルの直径を持つ菌根菌糸でも森林土壌において観察することを可能にした。

由于大多数树木与菌根真菌共存，在某些情况下，从树到菌根真菌的碳供应达到了20％的碳吸收，因此必须澄清菌根真菌的碳动态非常重要，以改善用于计算森林中碳吸收和排放量的方法。 In the past, when elucidating the carbon dynamics of mycorrhizal fungi, we focused on the production and decomposition of mycorrhizal exo mycorrhizal fungi (hereinafter referred to as "mycorrhizal mycorrhizal mycorrhizal"), and estimated the monthly and annual mycorrhizal production and decomposition amount using soil samples and mesh bags.但是，可以在几天内迅速生产和分解菌根菌根菌根菌根的生产和分解过程。因此，有必要开发方法来测量无法使用网状包等观察到的快速生产和分解。今年，为了在高频下不断观察菌丝体菌丝体的产生和分解，我们开发了一种菌丝体观测系统，可以使用高分辨率扫描仪，便携式电源，太阳能板等，可以在土壤中跟踪菌根菌丝体在土壤中的生产和分解。已修改了商业上可用的高分辨率扫描仪，以使扫描仪体较小，减少安装土壤时发生的土壤干扰，并改善主体的防水性，以便可以长时间在户外安装。为了修改扫描仪，我们使用3D打印机和CNC路由器根据CAD软件创建的系统的3D模型精确地创建了零件，并将零件与高分辨率扫描仪的传感器和电动机相结合。还使用小型计算机对测量进行了自动化。该系统开发用于观察细根允许高分辨率图像，甚至可以在森林土壤中观察到的直径为3-20微米的菌根菌丝体。