関東森林研究 73 (2022)

速 報

アカマツ・ヒノキ・スギの根のポリフェノールと森林土壌との関係
戸田浩人 1 ・東川侑生 2 ・崔東寿 1
１ 東京農工大学大学院農学研究院
２ 静岡県西部農林事務所天竜農林局（元・東京農工大学農学部）
要旨：アカマツ，ヒノキ，スギ造林地の一連の斜面において，根のポリフェノール（PP）特性を調べた。その結果，
全 PP 濃度は樹種間差がなかったが，水溶性 PP 濃度はアカマツ：ヒノキ：スギ＝1.7：1.3：1.0 となり，鉱質土壌の炭素・窒素，年間窒素無機化量と負の関係がみられた。また，水溶性 PP 濃度と糸状菌/細菌バイオマス比との間には正の関係がみられた。PP-タンパク質複合体は，外生菌根菌によって分解されるため，アカマツ林では根の高い PP 濃度で難分解性有機物が多く，その養分吸収を菌根菌が補填していると考えられる。
キーワード：外生菌根菌，斜面位置，窒素無機化，有機物分解

Relationships between the forest soil and the roots polyphenol of Pinus densiflora, Chamaecyparis obtusa
and Cryptomeria japonica
Hiroto TODA 1, Yuki HIGASHIKAWA 2, Dong-Su CHOI 1
1 Institute of Agriculture, Tokyo University of Agriculture and Technology
2 Shizuoka Prefectual Seibu Agriculture and Forestry Office Tenryu Branch Office

Ⅰ はじめに量の測定と土壌分析用に，標本木周辺から１か所ずつ400 mL 採土円筒で表層土壌を採取した。

ポリフェノール（以降、PP）とは，ベンゼン環にフェノール基が２つ以上あるタンニンなどの化学物質の総称

採取した根は，太さ２mm 未満の細根，２mm 以上・２である。樹木の葉や根の PP は，植食性動物に対する化cm 未満の太根に分け，風乾後に粉砕し，アセトンで抽出学的防除物資として機能する（１）。また PP は，林床にされる全 PP とイオン交換水で抽出される水溶性 PP をフおけるアレロパシー作用や土壌中でタンパク質と結合しォーリンチオカルト法で分析した。標準試薬には植物性難分解性物質を生成する（２）ことが知られており、森PP の主成分のひとつであるタンニン酸を用いた。土壌は林立地へ影響を及ぼすと考えられる。しかし、立地別の風乾調整後，CN コーダー（MT-700, Yanako）で炭素・窒樹木の PP 特性などと、森林土壌との関係に関する情報素濃度を測定した。

は少ない。本研究は、日本の主要造林樹種のアカマツ
Ⅲ 結果と考察（Pinus densiflora）・ヒノキ（Chamaecyparis obtusa）
・スギ

１．根の PP 特性 調査区（樹種）ごとの根の量と PP（Cryptomeria japonica）の根の PP 特性を調査し、その立濃度を表-１に示す。いずれの樹種も細根と太根で、全 PP地の森林土壌との関係を考察した。

濃度および水溶性 PP 濃度に差がみられなかった。全 PPⅡ 材料と方法

濃度は，細根・太根および全根（細根＋太根）のいずれ

１．調査地 東京農工大学草木演習林（群馬県みどりも平均値ではアカマツでヒノキやスギよりも高めである市）の北向き斜面（標高 670～810 m）において調査を行が有意差はなかった。水溶性 PP 濃度は，細根・太根およった。この一連の斜面では窒素無機化特性（４）、土壌微び全根のいずれも平均値で，アカマツ＞ヒノキ＞スギの生物特性（５）の調査区があり，それに準じ斜面位置ご順に高く 1.7：1.3：1.0 となり，細根と全根ではアカマツとにアカマツ区・ヒノキ区・スギ区を設定した。とスギの間に有意差がみられた。

２．調査項目 2020 年 10 月 19 日，各調査区において根量はいずれの根サイズも，アカマツ＞ヒノキ＞スギ

平均的な成長をしている樹木を３本ずつ標本木とし，標であり，これを反映し全 PP 量・水溶性 PP 量ともこの順

本木ごとに３か所ずつ根を採取した（表-１）。また，根に多かった。
全 PP に占める水溶性 PP の率（水/全 PP 率）

－161

－

（受理日 2022 年 1 月 12 日）

もまた，いずれの根サイズも，アカマツ＞ヒノキ＞スギ

Ⅳ おわりに窒素無機化や菌根菌と樹木の PP との関係は，さらにとなり，細根は各樹種間で，太根および全根はアカマツ・ヒノキとスギの間で有意差がみられた。

調査区や試料数を増やして明確にする必要がある。
また，

２．根 PP 濃度と土壌の関係 標本木ごとの水溶性 PP

同じ樹種で立地による，葉や根の PP 濃度の違いを把握

濃度と，土壌の全炭素・窒素との間に負の，C/N 比とのし，樹種転換による土壌への影響を把握する必要がある。

間には正の相関性が５％水準で認められた（図-１, 炭素は図省略 r =－0.683）。なお，全 PP 濃度と土壌の全炭素・引用文献

窒素および C/N 比との間に相関性はみられなかった。調(１) Coley PD (1983) Herbivory and defensive characteristics

査区（樹種）ごとの水溶性 PP 濃度と，本調査地で過去にof tree species in a lowland tropical forest. Ecological

求めた年間窒素無機化量（４）との関係，および糸状菌

Monographs 53: 209-233/細菌バイオマス比（F/B 比）（５）との関係を図-１に示(２) Northup RR, Dahlgren RA, Yu ZS (1995) Intra-specificす。アカマツの水溶性 PP 濃度と F/B 比がヒノキ・スギ

variation of conifer phenolic concentration on a marine terrace

より高く，年間窒素無機化量は少ないことがわかる。

soil acidity gradient - a new interpretation, Plant and Soil 171:

Northup ら（２）は，土壌の窒素無機化速度と PP 含量255-262との間に負の相関を見出している。これは，土壌におい(３) Tiehang W (2011) Can ectomycorrhizal fungi circumventて PP は，PP-タンパク質複合体を形成し，難分解性とな

the nitrogen mineralization for plant nutrition in temperate

り窒素無機化速度が小さくなるためである。PP-タンパク

forest ecosystems? Soil Bio. Biochem 43: 1109-1117

質複合体は，外生菌根菌，エリコイド菌根菌に分解され，(４) 戸田浩人 (2000) 森林土壌における窒素無機化特性

一部は有機態窒素として吸収されている（３）。したがっに関する研究．森林環境資源科学 38：1-95て，特にアカマツ林では根の高い PP 濃度で土壌中の難(５) 戸田浩人・筒井希美子・喜多智・浦川梨恵子・生原

分解性有機物が多く，土壌からの養分吸収を菌根菌が補喜久雄 (2009) 斜面位置の違いによる森林土壌の糸状菌填していると考えられる。と細菌のバイオマス．日緑化工誌 35：15-20

表-１. アカマツ、ヒノキ、スギの根の量とポリフェノール濃度
樹種・林齢
標本⽊の胸⾼直径と樹⾼
アカマツ・95年⽣
胸⾼直径 55-77 cm
樹⾼ 16-23 m
ヒノキ・61年⽣
胸⾼直径 27-34 cm
樹⾼ 18-20 m
スギ・61年⽣
胸⾼直径 34-47 cm
樹⾼ 25-26 m

根のサイズ
n: 標本数
細根 n=９太根 n=９全根 n=18
細根 n=９太根 n=９全根 n=18
細根 n=９太根 n=９全根 n=18

根量
Mg/ha
2.73
2.74
5.47
2.27
1.41
3.68
0.95
0.78
1.74

全PP濃度
mg/g
ns 60.6 (13.2)
ns 66.7 (25.2)
ns 63.6 (20.4)
ns 59.7 (5.3)
ns 44.9 (6.7)
ns 54.0 (9.5)
ns 57.8 (9.5)
ns 47.7 (4.9)
ns 53.3 (9.1)

全PP量kg/ha
165
183
348
13563
199
55
3793

⽔PP濃度
mg/g
a 16.6 (4.1)
ns 17.4 (6.9)
a 17.0 (5.7)
ab 13.2 (2.8)
ns 12.6 (3.0)
a 13.0 (2.9)
b 9.7 (2.4)
ns 10.8 (1.3)
b 10.2 (2.0)

⽔PP量kg/ha
45.4
47.7
93.1
29.9
17.8
47.7
9.2
8.5
17.7

⽔/全PP％
a 27.5 (4.1)
a 26.1 (3.6)
a 26.8 (3.9)
b 21.9 (3.0)
a 27.8 (3.8)
a 24.8 (4.5)
c 16.8 (3.5)
b 22.7 (1.6)
b 19.5 (4.0)

⽔PP: ⽔溶性PP，⽔/全PP: 全PP中の⽔PPの率，細根：径２ mm未満，太根：径２ mm以上・２ cm未満，全根：細根＋太根．
異なるアルファベットは同じ根のサイズで，樹種間に有意差（Steel-Dwass法 p <0.05）あり．nsは有意差なし．( )は標準偏差．

図-１. 根の水溶性 PP 濃度と土壌化学性・糸状菌/細菌バイオマス比との関係▲アカマツ，■ヒノキ，●スギ a), b)は標本木ごと，c), d)は調査区ごとのデータ エラーバーは標準偏差－162－