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

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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。