森林植生の養分利用様式を解明するための窒素安定同位体比測定手法の開発

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本研究で目指す直接的な獲得目標は,森林植生を構成する主要な植物である木本植物の体内を移動しているNO_3^-とアミノ酸の窒素安定同位対比を測定するプロトコルを確立することにある.本年度は,引き続きフィールドにおける木本植物の養分利用を明らかにするために、中国の半乾燥地における匍匐性針葉樹に関する調査を行った。前年開発・改良した植物材料の調製法を用いた。貧栄養な半乾燥地土壌における養分条件、特に可吸態の窒素の現存量、同位体組成を把握した上で、植物体の各部位における窒素安定同位体比を調査した。土壌中のNO3-の窒素、酸素安定同位体比の測定には脱窒菌法を用いた。NH4+は、拡散捕集法の後、過硫酸酸化法によってNO3-を生成し、それを脱窒菌法で窒素安定同位体比を測定するプロトコルを確立した。DON(溶存有機態窒素)は同様に過硫酸酸化法によってNO3-を生成しNO3-同位体比を測定した。この結果、対象とする針葉樹がNO3-を主に利用していること、樹体の成熟にしたがって、土壌と植物体間の窒素循環がタイトになり、土壌-植物体の窒素安定同位対比が上昇することが示された。また、樹冠が衰退していくにつれて、窒素循環はもう一度開放的になり、窒素同位体比が低下していくことがわかった。以上のことから、本研究で開発改良した手法が、樹木の養分利用を調査する上で有用な方法であることが示された。また、本研究で開発・改良した方法によって、上記の半乾燥地における匍匐性針葉樹の性質は、植物と土壌間の養分条件の変化とフィードバックのメカニズムを検討するモデルケースとして極めて有用であることがわかった。