光環境による樹木の細根生産の変化が土壌動物群集の構造とその機能に与える影響

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本研究の目的は「植物が細根を通して土壌動物群集に与える影響と土壌動物の機能に与える影響」を総合的に解明することである。森林生態系において植物と土壌生物は、植物光合成生産による炭素と分解系で放出される窒素の流れを介してリンクしている。このリンクの重要な経路の一つとして、養分獲得機能と有機物供給機能の両方を併せ持つ植物の細根が挙げられるが、細根が量的に重要であるにもかかわらずこのような観点からの研究例は非常に少ない。本年度は、植物成長に対するトビムシの機能を調べるために昨年より続行中であるビニルハウス内ポット苗実験の最終サンプリング試料の化学分析を行った。加えて、これまでの研究成果を投稿論文にまとめた。化学分析は、土壌DOC濃度、土壌微生物バイオマス、土壌無機態窒素濃度、植物体窒素濃度について行い、その他に植物各部位重量、菌根化率、細根形態を測定した。明暗両条件においてトビムシ入り処理で植物の成長が良くなったが、その効果は暗条件よりも明条件で大きかった。また、明暗両条件下でトビムシ入り処理の植物細根の比根長や比根端数が大きくなり、土壌無機態窒素濃度が減少した。植物体窒素濃度はトビムシの有無で差が検出されなかったので、植物に取り込まれた窒素量はトビムシ入り処理で高かったと考えられる。これらの結果よりトビムシの機能は植物細根形態に作用することで植物の養分吸収能力を高め、植物成長を促進するものであったと考えられる。この機能は明暗両条件下で検出されたが、その効果は暗条件よりも明条件で大きく、このことからトビムシが植物に及ぼす影響は植物の生産量を決定する地上部の光環境に律速されていると考えられた。本研究において細根に着目して土壌動物と植物成長の関係を調べたことで、植物成長に対するトビムシの機能が細根の形態変化を介したものであることが示された。