熱帯植物は根の分泌を強化して高窒素沈着に適応 (Tropical Plants Adapt to High Nitrogen Deposition by Boosting Root Exudation)

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2026-05-19 中国科学院(CAS)

中国科学院華南植物園(SCBG)を中心とする研究チームは、熱帯林植物が長期的な高窒素沈着環境に適応するため、根からの滲出物(root exudates)を増加させて土壌中のリン利用を高めていることを初めて実証した。従来は、窒素増加により植物の地下部への炭素配分が減少すると考えられていたが、本研究では、リン不足の熱帯林では逆に根圏への炭素放出を強化する適応機構が働くことを示した。植物は、有機酸放出による無機結合リンの溶解促進と、微生物ホスファターゼ活性化による有機リン鉱化を通じてリンを獲得していた。特に有機酸経路の寄与が大きく、ホスファターゼ経路の約2倍のリン放出を促進した。この成果は、熱帯林が高い生産性と炭素吸収能力を維持する仕組みの理解を深め、将来の気候変動下における森林炭素循環予測に重要な知見を提供する。

熱帯植物は根の分泌を強化して高窒素沈着に適応 (Tropical Plants Adapt to High Nitrogen Deposition by Boosting Root Exudation)
A theoretical framework for long-term N deposition promoting root exudation and rhizosphere P cycling in primary tropical forests. (Image by ZHU et al.)

<関連情報>

慢性的な窒素沈着下における熱帯原生林でのリン動員を促進する適応メカニズムとしての根からの分泌物の増強 Enhanced Root Exudation as an Adaptation Mechanism to Facilitate Phosphorus Mobilization in a Primary Tropical Forest Under Chronic Nitrogen Deposition

Xiaomin Zhu, Ziliang Zhang, Benjamin L. Turner, Weibin Chen, Qinggong Mao, Andi Li, Jiangming Mo, Xiankai Lu
Global Change Biology  Published: 15 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1111/gcb.70912

ABSTRACT

Tropical and subtropical forests play a key role in alleviating global climate change by maintaining high ecosystem productivity and carbon (C) sequestration. Elevated atmospheric nitrogen (N) deposition is reshaping ecosystem structure and function in the tropics, yet it remains unclear how N-rich tropical and subtropical ecosystems adapt to chronic N deposition. Using a two-decade N addition experimental platform in a primary tropical forest, we quantified the responses of root exudation and soil P transformation processes. We find that N addition stimulates forest trees to allocate more photosynthates to root exudation and accelerated rhizosphere P mobilization. This finding challenges the paradigm that long-term N addition reduces belowground C allocation. This process represents a critical adaptation mechanism by which trees mitigate decreased P availability induced by long-term N deposition. This study reveals a positive feedback between root exudation and soil P mobilization, supporting high ecosystem C sequestration in N-rich ecosystems under long-term N deposition.

生物環境工学
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