母材の異なる森林土壌におけるプライミング効果

Priming effects in forest soils with different parent materials

阿部 有希子; 中山 理智  ; 安藤 麻里子  ; 小嵐 淳   

Abe, Yukiko; Nakayama, Masataka; Atarashi-Andoh, Mariko; Koarashi, Jun

森林土壌に蓄積されている炭素のおよそ半分が下層土壌に存在している。下層土壌に蓄積された炭素は微生物に分解されにくい状態で存在していると考えられてきたが、近年、炭素循環に対して大きく寄与している可能性が指摘されている。下層土壌への新たな有機物供給によって、土壌有機物の分解が促進されること(プライミング効果)も報告されているが、その研究例は乏しい。本研究では、火山灰の有無による有機物と鉱物との相互作用の違いに着目し、新たな有機物供給に対する分解応答を評価することを目的とした。火山灰土壌と非火山灰土壌が分布する4か所の調査地の表層(0-10cm)と下層(40-60cm)の土壌を最大容水量の64%に調整し、最大容水量の1%の水またはCでラベルしたスクロース溶液を添加後、20Cと30Cで培養した。スクロース添加によって、火山灰土壌の下層では正のプライミング効果が認められたが、培養後90日目のスクロース添加の有無による炭素放出量の差は、いずれの土壌においても添加量の半分程度であった。したがって、土壌へのスクロース添加は有機物分解を促進したが、90日間の培養ではスクロースの一部は分解されずに土壌中に残留している可能性が示唆された。

Subsoils contain more than half of the global soil carbon. Decomposition of organic matter accumulated in the subsoil is thought to contribute significantly to heterotrophic respiration, and the supply of new organic matter to the subsoil may accelerate the decomposition of soil organic matter (priming effect). However, the carbon dynamics in the subsoil are unknown. The aim of this study was to evaluate the decomposition response to a new supply of organic matter, focusing on the differences in the interaction between organic matter and minerals in the presence and absence of volcanic ash. The surface and subsoil layers of four study sites with volcanic and non-volcanic ash soils were prepared to 64% of water holding capacity (WHC) and incubated at 20C and 30C after addition of 1% of WHC or a sucrose solution labeled at C. Sucrose addition had a positive priming effect in the lower layers of the volcanic ash soils, but the difference in carbon release after 90 days of incubation was about half of the addition in all soils, with and without sucrose addition. Therefore, sucrose addition to the soil enhanced organic matter decomposition, but it was suggested that some of the sucrose may remain in the soil.