エリアンサスの根系形成と土壌中への炭素供給量の試算 改良土壌断面法とイングロースコア法の組合せによる解析
石油枯渇・地球温暖化対策となるセルロース系バイオエタノールの原料作物として，イネ科多年生植物のエリアンサスが注目されている．バイオマス生産性やストレス耐性が高いことが大きな理由であり，その背景に大型の群落を支える大型の根系があると考えられるが，フィールドにおける根系調査は限られており，根系形成について不明な点も少なくない．また，エリアンサスは多年生作物であるため，根系形成に伴う根の枯死脱落や根からの有機物の分泌を通して土壌中へ炭素が供給される．このことが，地球温暖化対策となる可能性が考えられる．しかし，エリアンサスの根の枯死に関する定量的なデータは少ない．そこで，定植1，2年目の群落の出穂期に...
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| Published in | 根の研究 Vol. 26; no. 2; pp. 25 - 33 |
|---|---|
| Main Authors | , , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
根研究学会
2017
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 0919-2182 1880-7186 |
| DOI | 10.3117/rootres.26.25 |
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| Abstract | 石油枯渇・地球温暖化対策となるセルロース系バイオエタノールの原料作物として，イネ科多年生植物のエリアンサスが注目されている．バイオマス生産性やストレス耐性が高いことが大きな理由であり，その背景に大型の群落を支える大型の根系があると考えられるが，フィールドにおける根系調査は限られており，根系形成について不明な点も少なくない．また，エリアンサスは多年生作物であるため，根系形成に伴う根の枯死脱落や根からの有機物の分泌を通して土壌中へ炭素が供給される．このことが，地球温暖化対策となる可能性が考えられる．しかし，エリアンサスの根の枯死に関する定量的なデータは少ない．そこで，定植1，2年目の群落の出穂期に土壌断面法で根系調査を行うとともに，イングロースコア法で根の形成と枯死について定量的な解析を行った．その結果，定植1年目から2年目にかけて根量が増えるとともに，根系分布が深くなることが確認できた．定植2年目は1年目より太い節根および太い側根が多く形成され，その節根が下方向に伸長することによって根域が下方向に拡大するとともに，そこに形成される側根を含めて根量が増えたと考えると，異なる形態的指標の相互関係に矛盾が生じない．また，ここで得られた根量データを利用して根系形成に伴う土壌中への炭素の供給量を推定したところ，定植1年目の群落では約140 g/m2，2年目は約270 g/m2であった． |
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| AbstractList | 石油枯渇・地球温暖化対策となるセルロース系バイオエタノールの原料作物として，イネ科多年生植物のエリアンサスが注目されている．バイオマス生産性やストレス耐性が高いことが大きな理由であり，その背景に大型の群落を支える大型の根系があると考えられるが，フィールドにおける根系調査は限られており，根系形成について不明な点も少なくない．また，エリアンサスは多年生作物であるため，根系形成に伴う根の枯死脱落や根からの有機物の分泌を通して土壌中へ炭素が供給される．このことが，地球温暖化対策となる可能性が考えられる．しかし，エリアンサスの根の枯死に関する定量的なデータは少ない．そこで，定植1，2年目の群落の出穂期に土壌断面法で根系調査を行うとともに，イングロースコア法で根の形成と枯死について定量的な解析を行った．その結果，定植1年目から2年目にかけて根量が増えるとともに，根系分布が深くなることが確認できた．定植2年目は1年目より太い節根および太い側根が多く形成され，その節根が下方向に伸長することによって根域が下方向に拡大するとともに，そこに形成される側根を含めて根量が増えたと考えると，異なる形態的指標の相互関係に矛盾が生じない．また，ここで得られた根量データを利用して根系形成に伴う土壌中への炭素の供給量を推定したところ，定植1年目の群落では約140 g/m2，2年目は約270 g/m2であった． |
| Author | 小島, 淳 金井, 一成 新村, 悠典 森田, 茂紀 岡部, 貴誠 |
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| References | 20) 関谷信人, 塩津文隆, 阿部淳, 森田茂紀 2015. 原料作物のエリアンサスとネピアグラスの根. 根の研究 24: 11-22. 1) Boddiger, D. 2007. Boosting biofuel crops could threaten food security. The Lancet. 370: 923-924. 16) 佐々木修, 山崎耕宇, 川田信一郎 1983. 水稲冠根の伸長に伴う直径の変動と2次根の出現密度との関係. 日作紀 52: 1-6. 17) Sekiya, N., Abe, J., Shiotsu, F., Morita, S. 2014. Cultivation of Erianthus and napier grass at an abandoned mine in Lampung, Indonesia. Amer. J. Plant Sci. 5: 1711-1720. 14) Ra, K., Shiotsu, F., Abe, J., Morita, S. 2012. Biomass yield and nitrogen use efficiency of cellulosic energy crops for ethanol production. Biomass Bioenerg. 37: 330-334. 10) 森田茂紀, 関谷信人, 阿部淳 2013b. 根系の形態を「見る」. 根の研究 22: 111-118. 15) REN21 2014. Renewable global status report 2014. REN21, Paris. 11) 森田茂紀, 豊田正範 1998. メキシコ合衆国バハ・カリフォルニア州の沙漠地域で点滴灌漑栽培を用いて栽培したトウガラシおよびメロンの収穫期における根系の形態. 日作紀 67: 353-357. 19) Sekiya, N., Shiotsu, F., Abe, J., Morita, S. 2015. Production and shedding of Erianthus arundinaceus roots revealed by ingrowth core method. Grassl. Sci. 62: 61-65. 21) Shiotsu, F., Abe, J., Doi, T., Gau, M., Morita, S. 2015. Root morphology and anatomy of field-grown Erianthus arundinaceus. Amer. J. Plant Sci. 6: 103-112. 7) 川田信一郎, 佐々木修, 山崎耕宇 1980. 水稲根における分枝の様相,とくに冠根の直径と分枝との関係について. 日作紀49: 103-111. 8) Matsuo, K., Chuenpreecha, T., Matsumoto, N., Ponragdee, W. 2002. Eco-physiological characteristics of Erianthus spp. and yielding abilities of three forages under condition of cattle feces application. JIRCAS Working Report 30: 187-194. 13) 小柳淳史 1998. 深さの定量化による作物根系の新しいとらえかた. 日作紀 67: 3-10. 5) 金井一成, 新村悠典, 森田茂紀 2017. エネルギー作物エリアンサスの群落構造の解析―定植1・2年目群落の生産構造図の比較―. 東京農業大学農学集報 62: 13-20. 22) Shiotsu, F., Hattori, T., Morita, S. 2011. Biomass as energy resource. In United Nations University ed., Designing Our Future from Local and Regional Perspective Bioproduction, Ecosystem and Humanity. United Nations University Press, Tokyo. pp. 88-98. 23) Tsuruta, S., Ebina, M., Kobayashi, M., Hattori, T., Terauchi, T. 2012. Analysis of genetic diversity in the bioenergy plant Erianthus arundinaceus (Poaceae: Andropogoneae) using amplified fragment length polymorphism markers. Grassl. Sci. 58: 174-177. 4) 伊藤香織, 森田茂紀, 阿部淳 2004. 圃場で栽培したトウモロコシおよびソルガム節根の伸長方向と根冠の形態. 根の研究 13: 9-13. 9) 森田茂紀, 関谷信人, 阿部淳 2013a. セルロース系バイオエタノール原料作物の研究戦略. 日本エネルギー学会誌 92: 562-570. 6) Kang, S., Morita, S., Yamazaki, K. 1994 Root growth and distribution in some japonica-indica hybrid and japonica type rice cultivars under field conditions. Amer. J. Plant Sci. 63: 118-124. 12) 根本圭介, 山崎耕宇 1986. 水稲主茎における茎の伸長，肥大と1次根の形態との関係.日作紀 55: 352-359. 26) 山崎耕宇, 森田茂紀, 川田 信一郎 1981. 水稲冠根の伸長方向と直径との関係. 日作紀 50: 452-456. 18) Sekiya, N., Shiotsu, F., Abe, J., Morita, S. 2013. Distribution and quantity of root systems of field-grown Erianthus and napier grass. Amer. J. Plant Sci. 4: 16-22. 24) 山崎耕宇, 帰山長憲 1982. トウモロコシ根系を構成する1次根の外部形態およびその伸長方向. 日作紀 51: 584-590. 3) Iijima, M., Morita, S., Barlow, P. W. 2008. Structure and function of the root cap. Plant Prod. Sci. 11: 17-27. 25) 山崎耕宇, 帰山長憲 1983.トウモロコシにおける1次根の直径と2次根の形成. 日作紀 52: 59-64. 2) 服部太一郎, 塩津文隆, 森田茂紀 2010. 食糧生産とバイオエタノール生産の動向. 鮫島正浩編 次世代バイオエタノール生産の技術革新と事業展開―持続可能社会実現に向けたセルロース系バイオマスの利用技術―. フロンティア出版, 東京. pp. 25-33. |
| References_xml | – reference: 16) 佐々木修, 山崎耕宇, 川田信一郎 1983. 水稲冠根の伸長に伴う直径の変動と2次根の出現密度との関係. 日作紀 52: 1-6. – reference: 23) Tsuruta, S., Ebina, M., Kobayashi, M., Hattori, T., Terauchi, T. 2012. Analysis of genetic diversity in the bioenergy plant Erianthus arundinaceus (Poaceae: Andropogoneae) using amplified fragment length polymorphism markers. Grassl. Sci. 58: 174-177. – reference: 7) 川田信一郎, 佐々木修, 山崎耕宇 1980. 水稲根における分枝の様相,とくに冠根の直径と分枝との関係について. 日作紀49: 103-111. – reference: 4) 伊藤香織, 森田茂紀, 阿部淳 2004. 圃場で栽培したトウモロコシおよびソルガム節根の伸長方向と根冠の形態. 根の研究 13: 9-13. – reference: 2) 服部太一郎, 塩津文隆, 森田茂紀 2010. 食糧生産とバイオエタノール生産の動向. 鮫島正浩編 次世代バイオエタノール生産の技術革新と事業展開―持続可能社会実現に向けたセルロース系バイオマスの利用技術―. フロンティア出版, 東京. pp. 25-33. – reference: 19) Sekiya, N., Shiotsu, F., Abe, J., Morita, S. 2015. Production and shedding of Erianthus arundinaceus roots revealed by ingrowth core method. Grassl. Sci. 62: 61-65. – reference: 13) 小柳淳史 1998. 深さの定量化による作物根系の新しいとらえかた. 日作紀 67: 3-10. – reference: 24) 山崎耕宇, 帰山長憲 1982. トウモロコシ根系を構成する1次根の外部形態およびその伸長方向. 日作紀 51: 584-590. – reference: 26) 山崎耕宇, 森田茂紀, 川田 信一郎 1981. 水稲冠根の伸長方向と直径との関係. 日作紀 50: 452-456. – reference: 9) 森田茂紀, 関谷信人, 阿部淳 2013a. セルロース系バイオエタノール原料作物の研究戦略. 日本エネルギー学会誌 92: 562-570. – reference: 14) Ra, K., Shiotsu, F., Abe, J., Morita, S. 2012. Biomass yield and nitrogen use efficiency of cellulosic energy crops for ethanol production. Biomass Bioenerg. 37: 330-334. – reference: 21) Shiotsu, F., Abe, J., Doi, T., Gau, M., Morita, S. 2015. Root morphology and anatomy of field-grown Erianthus arundinaceus. Amer. J. Plant Sci. 6: 103-112. – reference: 1) Boddiger, D. 2007. Boosting biofuel crops could threaten food security. The Lancet. 370: 923-924. – reference: 11) 森田茂紀, 豊田正範 1998. メキシコ合衆国バハ・カリフォルニア州の沙漠地域で点滴灌漑栽培を用いて栽培したトウガラシおよびメロンの収穫期における根系の形態. 日作紀 67: 353-357. – reference: 17) Sekiya, N., Abe, J., Shiotsu, F., Morita, S. 2014. Cultivation of Erianthus and napier grass at an abandoned mine in Lampung, Indonesia. Amer. J. Plant Sci. 5: 1711-1720. – reference: 3) Iijima, M., Morita, S., Barlow, P. W. 2008. Structure and function of the root cap. Plant Prod. Sci. 11: 17-27. – reference: 6) Kang, S., Morita, S., Yamazaki, K. 1994 Root growth and distribution in some japonica-indica hybrid and japonica type rice cultivars under field conditions. Amer. J. Plant Sci. 63: 118-124. – reference: 5) 金井一成, 新村悠典, 森田茂紀 2017. エネルギー作物エリアンサスの群落構造の解析―定植1・2年目群落の生産構造図の比較―. 東京農業大学農学集報 62: 13-20. – reference: 10) 森田茂紀, 関谷信人, 阿部淳 2013b. 根系の形態を「見る」. 根の研究 22: 111-118. – reference: 25) 山崎耕宇, 帰山長憲 1983.トウモロコシにおける1次根の直径と2次根の形成. 日作紀 52: 59-64. – reference: 12) 根本圭介, 山崎耕宇 1986. 水稲主茎における茎の伸長，肥大と1次根の形態との関係.日作紀 55: 352-359. – reference: 8) Matsuo, K., Chuenpreecha, T., Matsumoto, N., Ponragdee, W. 2002. Eco-physiological characteristics of Erianthus spp. and yielding abilities of three forages under condition of cattle feces application. JIRCAS Working Report 30: 187-194. – reference: 18) Sekiya, N., Shiotsu, F., Abe, J., Morita, S. 2013. Distribution and quantity of root systems of field-grown Erianthus and napier grass. Amer. J. Plant Sci. 4: 16-22. – reference: 15) REN21 2014. Renewable global status report 2014. REN21, Paris. – reference: 20) 関谷信人, 塩津文隆, 阿部淳, 森田茂紀 2015. 原料作物のエリアンサスとネピアグラスの根. 根の研究 24: 11-22. – reference: 22) Shiotsu, F., Hattori, T., Morita, S. 2011. Biomass as energy resource. In United Nations University ed., Designing Our Future from Local and Regional Perspective Bioproduction, Ecosystem and Humanity. United Nations University Press, Tokyo. pp. 88-98. |
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| SourceID | jstage |
| SourceType | Publisher |
| StartPage | 25 |
| SubjectTerms | イングロースコア法 エリアンサス 土壌断面法 土壌炭素 根系形成 |
| Subtitle | 改良土壌断面法とイングロースコア法の組合せによる解析 |
| Title | エリアンサスの根系形成と土壌中への炭素供給量の試算 |
| URI | https://www.jstage.jst.go.jp/article/rootres/26/2/26_25/_article/-char/ja |
| Volume | 26 |
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| ispartofPNX | 根の研究, 2017, Vol.26(2), pp.25-33 |
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