Hagerberg,D., Thelin,G. and Wallander,H.(2003): The production of ectomycorrhizal mycelium in forests: Relation between forest nutrient status and local mineral sources. Plants and Soil, 252, 279-290.

『森林における外生菌根菌糸の生産:森林の栄養状態と局所的な鉱物供給源との関係』


Abstract
 Due to acid rain and nitrogen deposition, there is growing concern that other mineral nutrients, primarily potassium and phosphorus, might limit forest production in boreal forests. Ectomycorrhizal (EcM) fungi are important for the acquisition of potassium and phosphorus by trees. In a field investigation, the effects of poor potassium and phosphorus status of forest trees on the production of EcM mycelium were examined. The production of EcM mycelium was estimated in mesh bags containing sand, which were buried in the soil of forests of different potassium and phosphorus status. Mesh bags with 2% biotite or 1% apatite in sand were also buried to estimate the effect of local sources of nutrients on the production of EcM mycelium. No clear relation could be found between the production of EcM mycelium and nutrient status of the trees. Apatite stimulated the mycelial production, while biotite had no significant effect. EcM root production at the mesh bag surfaces was stimulated by apatite amendment in a forest with poor phosphorus status. The contribution of EcM fungi to apatite weathering was estimated by using rare earth elements (REE) as marker elements. The concentration of REE was 10 times higher in EcM roots, which had grown in contact with the outer surface of apatite-amended mesh bags than in EcM roots grown in contact with the biotite amended or sand-filled mesh bags. In a laboratory study, it was confirmed that REE accumulated in the roots with very low amounts (<1%) translocated to the shoots. The short-term effect of EcM mycelium on the elemental composition of biotite and apatite was investigated and compared with biotite- and apatite-amended mesh bags buried in trenched soil plots, which were free from EcM fungi. The mesh bags subjected to EcM fungi showed no difference in chemical composition after 17 months in the field. This study suggests that trees respond to phosphorus limitation by increased exploitation of phosphorus-containing minerals by ectomycorrhiza. However, the potential to ameliorate potassium limitation in a similar way appears to be low.

Key words: Apatite; biotite; ectomycorrhizal fungi; forest; nutrient status; Pinus sylvestris

Abbreviations: ANOVA-analysis of variance; EcM-ectomycorrhizal; FE1-field experiment 1; FE2-field experiment 2; ICP-ES-inductively coupled plasma emission spectrophotometry; LE-laboratory experiment; ND-not determined; REE-rare earth elements; S-N-K-Student-Newman-Kuels procedure』

『酸性雨と窒素降下物により、おもにカリウムとリンのような他の鉱物栄養素が北方針葉樹林での森林生産を制限する可能性について関心が高まっている。外生菌根菌は樹木によるカリウムとリンの獲得にとって重要である。野外調査では、外生菌根菌糸の生産に対する森林樹木のカリウムとリンの欠乏が与える影響が調べられた。外生菌根菌糸の生産は、カリウムとリンの状態が異なる森林の土壌中に砂を入れた網袋を埋めることによって見積もられた。砂に2%の黒雲母と1%のアパタイト(リン灰石)を加えた網袋も、外生菌根菌糸の生産に対する栄養素の局部供給源の影響を見積もるために埋められた。外生菌根菌糸の生産と樹木の栄養状態間には明瞭な関係は見出されなかった。アパタイトは菌糸の生産を促進したが、一方黒雲母は重要な影響を与えなかった。網袋表面での外生菌根生産は、リンが欠乏状態にある森林での改良剤のアパタイトにより促進された。アパタイト風化への外生菌根菌の寄与は、標識元素として希土類元素(REE)を用いて見積もられた。REEの濃度は外生菌根で10倍高く、それは黒雲母で改良するか砂で満たされた網袋と接して成長した外生菌根よりも、アパタイトで改良された網袋の外面に接して成長したものであった。実験室での研究で、非常に低濃度で(<1%)根に集まったREEがシュートに転流することが確認された。黒雲母とアパタイトの元素組成に対する外生菌根菌糸の短期的な影が調査され、溝を掘ってつくった外生菌根菌糸のいない土壌区画に埋められた黒雲母およびアパタイトで改良された網袋と比較された。外生菌根菌糸にさらされた網袋は、野外で17ヵ月後に化学組成の違いは示さなかった。本研究は、外生菌根によるリンを含む鉱物の搾取作用の増加によって、樹木はリンの制約に対応することを示している。しかし、同じ方法でカリウムの制約を改善できる可能性は低いと思われる。』

Introduction
Materials and methods
 Forest sites
 Experimental design
  FE1
  FE2
  LE
 Analyses
 Statistical evaluations
Results
Discussion
Acknowledgements
References


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