東京農業大学

地域の森林環境を保養地として活用，利用することが全国で企画されている。しかしながら，その環境指標については明確な基準や評価がまだ未整備であり、特に保養地の空気の清浄度などについての基準は欧米などと比較した場合、ほとんど省みられていない。硫黄酸化物（ＳＯx)のなどに弱いとされる地衣類は，公害の環境指標として用いられることがある。そこで本研究では，地衣類の種類、出現度，被度からその大気の清浄度を考察する試みを長野県伊那市の山林にて行った。調査は、伊那市高遠地区の標高約1200ｍのカラマツ林において、地際から１～２ｍまでの高さの樹幹表面，東西南北の４方向から地衣類の付着の有無、種類、被度を調べた。被度は、目視により，①10％未満②10～25％③25～50％④50～75％⑤75％以上の5段階とした。また，同時に，測定値の樹種，樹高，胸高直径も測定した。調査の結果，樹種，樹皮による差異（着生の困難さの差異）や間伐などの施業状況もまた、影響を与えていると考えられた。胸高直径，樹高による差異は、本調査では認められなかった。冬期の積雪条件なども影響を及ぼしていることが推察された。

無人航空機（以後、UAVとする）により手軽に航空測量が可能となり、オルソフォや3次元解析が可能になった。UAVは高さ方向に自由に移動できることから、利用の方法次第では林内をより多段階的に把握することが可能になると考える。しかし、UAVによる調査は林外における利用が主で、林内での利用については検討もされてこなかった。そこで、本研究では林内におけるUAV調査の可能性について検討することにした。具体的には、群馬県富岡市にある東京農業大学の妙義分収林においてUAVで画像を取得し、その画像をAGIソフトにより3次元化したうえで、3次元化モデルに対して林内の資源調査を実施した。調査は、妙義分収林内のスギ林においてに10m×10mの方形プロットを作成し、UAVによる調査と毎木調査の結果を比較した。毎木調査の結果、対象地の林況が700本/ha、平均樹高16.2m、平均直径30cmだった。UAVの調査では、700本/ha、平均樹高16.2m（平均誤差率0.03）、平均直径28cm（平均誤差率0.26）となった。これらのことからUAVにおいても従来通りの林内の基礎的な調査は可能になると考えられる。

わが国においては、プロセッサの利活用が積極的に行われている。このような状況の中でプロセッサの生産性を高めていくことは重要な課題である。そこで本研究では樹種に応じた生産性が高い造材方法を明らかにすることを目的として試験を実施した。　今回の調査にはI社製のプロセッサを使用した。樹種は、スギ及びヒノキとし、造材方法として送材、玉切りを交互に行うA方式と先行枝払い後に送材、玉切りを行うB方式の比較を行った。なお、本研究では工程分析、生産性、損傷度を通して造材方法の評価を行った。工程分析では、要素作業を「空移動」「荷つかみ」「実移動」「元口切り」「送材」「玉切り」「枝払い」「逆送材」「末端処理」に区分した。その結果、スギにおいてはA方式とB方式を比較すると「実移動」に有意差がみられた。一方、ヒノキにおいてはA方式とB方式を比較すると「枝払い」に有意差がみられた。ヒノキのような堅い樹種ではA方式が良いと考えられた。生産性ではスギ、ヒノキ両方ともにA方式がB方式に比べて高いことが分かった。損傷度については、先行枝払いを行うB方式ではローラーによる損傷が目立ったが、A方式においての損傷度は少なかった。

複数種の菌根菌を接種した実生は、菌根形成能の速さや成長促進効果の違いなどで、単独接種の実生苗よりも成長が良好であるという研究例がある。そこで、本研究では複数種の菌根菌を接種した際の相乗効果に着目した。3ヶ月生のクロマツ（Pinus thunbergii）実生にRhizopogon roseolus（2菌株、以下Rr1、Rr2）、Pisolithus sp.（以下Pt）、Cenococcum geophilum（以下Cg）の3菌種を１/２MMN培地で培養した菌叢を培地ごと単独、または複数種同時に接種し、6ヶ月育成した。その結果、菌根形成率はPtが高く、Ptと同時接種しなかった処理区ではRr1、Rr2の菌根形成率が高かった。Cgの菌根はどの処理区でもほとんど形成されなかった。一方、バイオマス量はRr2単独接種区が最も高く、菌根形成が良好であったPt単独処理区では低かった。これらの結果から、同時・同接種源量の複数種接種では、菌根形成率が高く成長促進効果が低い菌根菌が先に感染する事により、成長促進効果の高い菌根菌の感染を妨げてしまう可能性があると考えられる。

　植物体内、特に葉の組織などに内在し、植物には病徴を示さないバクテリアのことを内生バクテリアと呼ぶ。内生バクテリアは植物に対してどのような作用を及ぼすか不明な点が多い。そもそも内生バクテリアはいつから、植物体内のどこに存在するのだろうか。本研究は、発芽以前の種子において、バクテリアは内在するか、するならばどこから侵入するのか、発芽後の芽生えのどこにバクテリアが存在するか、アカマツ（Pinus densiflora）種子を用いて明らかにすることを目的とした。過酸化水素水を用いた表面殺菌と吸水の順番を組み合わせることにより、吸水を通して種子内部にバクテリアが侵入するか検討した。その結果、過酸化水素水を用いた殺菌は表面だけでなく、浸透することにより内生バクテリアをほぼ全て殺すことがわかった。表面殺菌を行わず、吸水処理のみの種子からはバクテリアが出現し、吸水に用いた水から分離したバクテリアとは種組成が異なることから、アカマツ種子にはバクテリアが内在する可能性が示された。また、内生バクテリアが先に出現した種子はほぼ発芽できなくなることがわかった。

　土壌には多様な微生物が生息しており、根圏・菌根圏は宿主植物や菌根菌の滲出物による影響を受けるため特異的な微生物が増加することが知られている。本研究では、根圏・菌根圏という局所的かつ微小な環境の違いがそれぞれのバクテリア群集に与える影響に着目し調査を行った。東京農業大学奥多摩演習林において外生菌根性であるミズナラ、アーバスキュラー菌根性であるヒノキ、並びに非根圏土壌を対象に根端及び土壌を採取した。また、調査地で採取した土壌で生育したミズナラ実生を用いて、外生菌根菌に未感染の根端も採取した。各サンプルから分離したバクテリアについて10コロニーずつ選出し、16SrRNA領域のシークエンスを行った。　根端では樹種と菌根菌感染の有無を問わずBurkholderia属が、非根圏土壌ではBacillus属が優占しており、特にヒノキ根端ではほぼBurkholderia属が優占していた。一方、未感染の根端ではBacillus属が出現せず、菌根における出現頻度の低いバクテリアが高い出現割合を占めていた。このことから、外生菌根菌の感染が根端のバクテリア群集に影響を与えている可能性が示唆された。

　カラマツは外生菌根性の樹種であり、実生の定着には菌根菌との共生関係が重要であると考えられる。カラマツ造林地の伐採後の再造林手法として天然下種更新による方法が試みられており、表土層の剥ぎ取りや種子散布域についての研究例はあるが、林内のカラマツ実生の菌根菌相を調査した研究は少ない。本研究では、東京農業大学奥多摩演習林内のカラマツ種子を人工的に播種したカラマツ造林地において、二年目の実生とその周囲の成木を対象に外生菌根菌相を調査した。採取した成木根端、実生の根から菌根の特徴ごとに形態分類を行い、その後DNA解析を用いて菌根菌の種の推定を行った。採取したすべての実生について菌根菌の感染が確認され、菌根数と乾重量の間に正の相関がみられることからカラマツ実生の生存には外生菌根の形成が重要な役割を果たしていると考えられる。また成木と実生を合わせて8属の外生菌根菌が観察されたが、そのなかでも広葉樹での観察例の多いロウタケ属、ラシャタケ属の種が成木と実生の両方で多く確認され、特に実生ではこの二つの属が総サンプル数の半分以上を占めた。

外生菌根菌は宿主植物と菌根を形成し、相互に有利な関係を築く生存戦略を持っている。本研究はアカマツPinus densifloraと共生関係にある事が考えられる38種の外生菌根菌を用いて、宿主植物と外生菌根菌との相互認識に着目し、二員培養を行うことで菌糸成長及び菌叢の変化を観察した。外生菌根菌株と無菌播種したアカマツ実生とを10周間二員培養し、2週おきに菌叢直径を測定した。実生を入れない対照区も同様に行った。また、培養後のアカマツ根は培地から取り出し、伸長と根端数を測定した。Russula属は3種でアカマツ共存培養での菌叢成長が対照区よりも優れていたが、ハナイグチを除くSuillus属はその逆であった。またTricholoma属は他の種よりも菌糸の伸び始めが緩慢であるがアカマツ二員培養より対照区の方での伸び始めが早く、また最終的な菌叢直径成長も対照区の方が優れていた。アカマツ二員培養株のシロヌメリイグチやチチアワタケにおいては、気中菌糸の増加や外観的な変化なども見られた。本研究では、アカマツ根存在下では、菌叢の色や状態が変化する菌株が多い一方で、菌叢直径が促進される株は一部であることが分かった。