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。

植物从细根不断分泌到周围土壤中的根分泌物通过影响负责物质循环的微生物（例如细菌和真菌）的数量和活性来影响物质循环过程。该项目重点关注树根分泌物，旨在阐明森林的碳和养分循环，以最大限度地提高森林土壤的碳固存能力。具体来说，我们正在努力（1）阐明森林植物（包括成年树木）分泌到土壤中的根系分泌物，以及（2）阐明根系分泌物通过土壤微生物对森林土壤物质循环的影响。关于（2），在本财年，我们进行了添加人工根系分泌物（ARE）的培养实验，这是根据以前的研究创建的。基于之前的研究，我们通过混合不同的化合物创建了三种具有不同化合物组成的ARE。为了添加ARE，将三个模仿细根的多孔管插入每个培养容器中，并从管中渗出ARE。将一到三种类型的 ARE 添加到一个培养容器中。结果表明，ARE多样性的差异并未显着影响本研究地点土壤中微生物的基因含量或理化性质。我们还研究了树根对森林生态系统微生物和物质循环影响的季节性。因此，即使在 11 月树叶落下后和 5 月树叶展开前，目标栎树的根部周围也存在许多真菌和独特的细菌群落。此外，无论季节如何，根部周围的酶活性都很高。这表明，无论季节如何，树木都会影响其细根中的微生物群落，并促进物质循环。

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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