The effects of plants on soil microbial communities and nutrient cyclings via root exudation in the forest ecosystem

森林生态系统中植物通过根系分泌物对土壤微生物群落和养分循环的影响

基本信息

批准号：
20J12464
负责人：
中山理智
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J12464/
关键词：
根滲出物物質循環

项目摘要

植物が細根から周辺土壌に継続的に分泌する根滲出物は、物質循環の担い手である細菌や真菌などの微生物の量や活性に影響することで物質循環過程に影響する。本課題は樹木の根滲出物に着目し、森林土壌における炭素隔離能力を最大限に発揮するために森林の炭素・養分循環を解明することを目的としている。具体的には、(1)樹木成木を含む森林の植物が土壌へ分泌する根滲出物の解明と(2)根滲出物が土壌微生物を介して森林土壌の物質循環に与える影響解明に取り組んだ。当該年度は(2)に関して、先行研究に基づき作成した根滲出物様炭素化合物(Artificial Root Exudates: ARE)の添加培養実験を行った。先行研究に基づいて種々の化合物を混合することで化合物組成の異なる３種類のAREを作成した。AREの添加は細根を模した多孔質の管を培養容器につき3本挿入し、その管から滲出させた。1つの培養容器につき1~3種類のAREの添加を行った。結果として、本課題の調査地の土壌においてはAREの多様性の違いは微生物の遺伝子量や理化学特性には有意には影響しないことが明らかとなった。また、森林生態系において樹木の細根が微生物および物質循環に与える影響の季節性を調査した。結果として、落葉後である11月や展葉前の5月でも対象木であるミズナラ成木の根の周囲では真菌が多く、細菌群集が特異であった。さらに根の周囲では季節を問わず酵素活性が高かった。このことから樹木は細根において季節を問わず微生物群集に影響し、物質循環を促進していることが示唆された。

根部渗出液通过影响材料循环的微生物（如细菌和真菌）的数量和活性来影响材料循环过程。该主题着重于树木的根源，旨在阐明森林中的碳和养分循环，以最大程度地提高森林土壤中的碳封存能力。具体而言，我们致力于（1）通过含有成熟树木的森林植物阐明根部分泌到土壤中的根，（2）阐明根渗出液对森林土壤通过土壤微生物的材料循环的影响。在（2）上，我们进行了一项培养实验，并根据先前的研究制备了添加的根渗出液样碳化合物（ARES）。基于先前的研究，通过混合各种化合物制备具有不同化合物组合物的三种类型的ARE。另外，将模拟细根的三个多孔管插入培养容器中，并从管中渗出。每个培养容器添加一种或三种类型。结果，据表明，该受试者的调查部位土壤中的多样性差异对微生物的基因量或物理化学特性没有显着影响。我们还研究了细树根对森林生态系统中微生物和物质循环的影响的季节性。结果，即使在11月，在叶子腐烂之后，在叶子结束前，成年橡树，靶树和细菌群落的根源周围有很多真菌。此外，无论季节如何，酶活性都很高。这表明树木不论本季节如何，都会影响微生物群落的良好根部，从而促进材料循环。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

北海道東部の森林における初冬および初春の酵素活性に対する根圏効果

北海道东部森林早冬和早春根际对酶活性的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hosokawa Nanae;Isobe Kazuo;Urakawa Rieko;Tateno Ryunosuke;Fukuzawa Karibu;Watanabe Tsunehiro;Shibata Hideaki;中山理智・舘野隆之輔
通讯作者：
中山理智・舘野隆之輔

Rhizosphere effects on soil extracellular enzymatic activity and microbial abundance during the low-temperature dormant season in a northern hardwood forest

DOI：
10.1016/j.rhisph.2021.100465
发表时间：
2022-03-01
期刊：
RHIZOSPHERE
影响因子：
3.7
作者：
Nakayama, Masataka;Tateno, Ryunosuke
通讯作者：
Tateno, Ryunosuke

In-situ measurement of the effect of canopy tree fine roots on nitrogen availability in forest soil

DOI：
10.1016/j.rhisph.2021.100324
发表时间：
2021-01
期刊：
Rhizosphere
影响因子：
3.7
作者：
Masataka Nakayama;R. Tateno
通讯作者：
Masataka Nakayama;R. Tateno

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

北海道东部森林根际土壤初冬、早春和盛夏的微生物群落

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
橘亮輔;鷲津明由，中野諭;中山理智・舘野隆之輔
通讯作者：
中山理智・舘野隆之輔

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