Van Breemen,N., Finlay,R., Lundstrom(oの頭に¨),U., Jongmans,A.G., Giesler,R. and Olsson,M.(2000): Mycorrhizal weathering: A true case of mineral plant nutrition? Biogeochemistry, 49, 53-67.

 Weatherable minerals in all podzol surface soils and shallow granitic rock under European coniferous forests studied hitherto are criss-crossed by numerous open, tubular pores, 3-10μm in width. We hypothesize that these pores were formed by complex-forming, low-molecular weight organic aids exuded by or formed in association with mycorrhizal fungi. It is well known that ectomycorrhizal mycelium represents a greatly extended, and better distributed, surface area for the absorption of nutrients. However, there have been few investigations of how the whereabouts of individual hypha affect nutrient uptake. The results presented here provide direct evidence that the mycelium is able to penetrate, and most probably create, microsites which are inaccessible to plant roots and isolated from bulk soil solution phenomena. Dissolved products could be translocated to the host plant roots, bypassing the soil solution with often toxic concentration of Al3+ from acid rain, and bypassing competition for nutrient uptake by other organisms. Furthermore, there is strong evidence that “rock-eating” mycorrhizal fungi play a role in the formation of podzol E horizons. The partly speculative interpretations presented here challenge conventional ideas about (1) the importance of nutrient uptake from the bulk soil solution (2) criteria for critical loads of acid atmospheric deposition for forests, and (3) the process of podzolization.』

 今までに研究されたヨーロッパの針葉樹林下のすべてのポドゾル表面土壌と浅部花崗岩中の風化可能な鉱物には、たくさんの筒状で幅 3〜10μmの空の孔隙が縦横に存在している。これらの孔隙は、菌根菌により滲出されたかそれに伴って生成された錯形成の低分子量有機酸により作られたと、我々は仮説をたてた。外生菌根菌糸が、栄養の吸収のための表面積が大きく広がりより多く分布することを示すことは、よく知られている。しかし、栄養摂取に個々の菌糸のどの部分がどのように影響するかについては、ほとんど研究がなされていない。ここに示した結果は、菌糸は鉱物に貫入することが可能であり、おそらく植物の根が近づきにくくかつ土壌溶液全体での現象とは異なる微小な場所をつくることができる、ということの直接の証拠を提供している。溶解された栄養物は、酸性雨によるしばしば有毒な濃度の Al3+ を含む土壌溶液を回避し、他の生物による栄養摂取との競争を回避して、植物の根に転流されることになるだろう。さらに、『岩を食べる』菌根菌はポドゾルE層の形成に役割をになうという強力な証拠がある。ここで示した一部推論的な解釈は、(1)土壌溶液全体からの栄養摂取の重要性、(2)森林への酸性大気沈着の臨界負荷に対する基準、そして(3)ポドゾル化作用の過程についての、従来の考え方に問題を提示している。』

Materials and methods
 Microscopic characterization
 Formation of micro pores
 Rates of pore formation
 Implications of “rock-eating” mycorrhiza

Figure 1. Scanning electron micrographs. Mineral chemistry was determined by in-situ EDAX analysis using a JEOL SEM Apparatus. A-D: Granitic rock, Uppsala; D-F-E horizon of Nyanget(aの頭に¨) podzol (A) mycorrhizal root and associated mycelial mat on granitic rock, Uppsala.
(B) Hypha overgrowing and entering a weathered surface of the Uppsala granite. (C) Do, Hyphen entering feldspar from the same granite surface. (D) Interior of crushed feldspar grain with interconnected tubular pores and associated fungal hypha. (E) Hypha associated with grain of Ca feldspar. (F) Do., with grain of quartz.

図1.走査電顕写真。鉱物の化学的性質は、日本電子製走査電子顕微鏡を使い、付属のEDAX(エネルギー分散型検出器)により決定された。A〜D:ウプサラにおける花崗岩;ニャンゲット・ポドゾルのD-F-E層。(A) ウプサラの花崗岩上の菌根とそれに伴う菌糸マット。(B) ウプサラ花崗岩の風化面上に成長し、その中に侵入する菌糸。(C) 同じ花崗岩表面の長石に侵入する菌糸。(D) 相互につながった筒状の孔とそれに伴う菌糸をもつ破砕された長石の内部。(E) カルシウム長石の粒子に伴う菌糸。(F) 石英粒子に伴う菌糸。

Figure 2. Thin section microphotograph of a Ca-feldspar with apatite inclusions (a); sample from a podzol E horizon near Blitterswijk, the Netherlands, 2(A) normal visible light; 2(B) cross-polarized. Voids in the shape of apatite inclusions (b) were probably created by fungal hypha accessing and dissolving apatite through micropores formed by dissolution of feldspar (c). The greatest dimension of the feldspar grain is about 1 mm.


〔『Van Breemen,N., Finlay,R., Lundstrom(oの頭に¨),U., Jongmans,A.G., Giesler,R. and Olsson,M.(2000): Mycorrhizal weathering: A true case of mineral plant nutrition? Biogeochemistry, 49, 53-67.』から〕