化合物組成の異なる根滲出物が森林土壌の微生物および窒素循環に与える影響

Effect of artificial root exudates on the forest soil microbial community and nitrogen dynamics

中山 理智  ; 舘野 隆之輔*

Nakayama, Masataka; Tateno, Ryunosuke*

植物が根から周辺の土壌(根圏)へ滲出する根滲出物は微生物の成長速度への影響などを介して根圏における窒素循環速度に影響することが知られている。一方で、根滲出物の化合物組成の違いや多様性が土壌微生物を介して窒素循環に与える影響は不明な点が多い。本研究では根滲出物の違いによる土壌微生物および窒素循環速度の変化を明らかにするために、化合物組成の異なる根滲出物を模した3種類の溶液(Artificial root exudates; ARE)を添加する室内土壌培養実験を行った。培養には黒ボク土を用い、AREは添加する総炭素量を一定にしつつ、培養容器ごとに13種類添加した。コントロールとして純水の添加も行った。土壌の真菌,細菌,古細菌の遺伝子量は添加したAREの種類で異なり、また、添加した種類が多いほど少なくなる傾向がみられたが、その差は統計的に有意ではなかった。さらに、純窒素無機化速度、純硝化速度に対してもAREの種類および多様性の違いによる有意な差はみられなかった。このことから、黒ボク土の土壌微生物群集および窒素循環に対し、根滲出物の化合物組成および多様性は短期的には影響が小さいことが示唆された。

Root exudates, carbon compounds secreted from plant fine roots, enhance nutrient cycles within root surrounding soil (rhizosphere) by stimulating microbial activities and growth. However, there is a lack of knowledge about the effect of the differences in the chemical composition of root exudates and the diversity of root exudates on the nitrogen cycle within the rhizosphere. Here, we investigated the impact of the differences in root exudates on the nitrogen cycles and microbial community using artificial root exudates (ARE). We added ARE from the simulated fine root and changed their diversity from 1 to 3 per incubation system. Soil microbial gene abundances varied among ARE types and diversity, but the differences were not statistically significant. In addition, there was a non-significant effect of ARE on nitrogen cycling processes. These results indicated that the diversity and compositions of root exudates did not affect the microbial community and nitrogen cycle for at least a short time.