Departmental Bulletin Paper エネルギー作物エリアンサスの群落構造の解析─定植1・2年目群落の生産構造図の比較─
Canopy Structure of Erianthus Populations with Reference to Years after Planting
エネルギー サクモツ エリアンサス ノ グンラク コウゾウ ノ カイセキ ─テイショク 1・2ネンメ グンラク ノ サイサン コウゾウズ ノ ヒカク─

金井, 一成  ,  新村, 悠典  ,  森田, 茂紀  ,  Issei , Kanai  ,  Yusuke , Shinmura  ,  Shigenori , Morita  ,  東京農業大学農学部  ,  東京農業大学大学院農学研究科  ,  東京農業大学農学部  ,  Department of Agriculture, Faculty of Agriculture, Tokyo University of Agriculture  ,  Graduate school of Tokyo University of Agriculture  ,  Department of Agriculture, Faculty of Agriculture, Tokyo University of Agriculture

62 ( 1 )  , pp.13 - 20 , 2017-06-22
NCID:AN00164184
Description
石油枯渇対策や地球温暖化対策として再生可能エネルギーが注目されているが,著者らのグループは,食料と競合しないセルロース系原料作物として,イネ科のC4型・多年生植物であるエリアンサス(Erianthus spp.)を取り上げ,栽培研究を進めている。エリアンサスは高いバイオマス生産性を発揮することが知られているが,物質生産を支えている群落構造の解析はほとんど行われていない。そこで本研究では,定植1年目および2年目の群落について出穂期における群落構造を比較検討した。定植2年目の群落では,1年目に比較して地上部バイオマス量が4倍ほどに増加していた。地上部バイオマス量を光合成器官(葉身)と非光合成器官(葉鞘・茎・穂)とに分けると,両者とも大きく増えていたが,とくに後者の増加が著しかった。これは,定植2年目の群落は1年目の刈り株から再生したものであり,再生を開始する時点ですでに多くの分げつ芽が形成されており,生育初期に急激に茎数を増やすことができたため,茎が長く,太くなるための生育期間が十分に確保できたからと考えられる。また,出穂期における層別刈取り法で葉重の垂直分布を調査した結果や,プラントキャノピーアナライザーを利用して葉面積の垂直分布の形成過程を調査した結果によれば,群落構造は生育とともに変化し,光合成器官の垂直分布は定植2年目に群落の高い方へ移動した。そのため,群落内の比較的高いところで相対照度が減衰してしまい,群落内部まで光が到達していなかった。このように,定植2年目は1年目よりバイオマス量が著しく増えていたが,群落構造と相対照度の減衰の様相からみると,群落としての受光態勢は必ずしも最適かどうかは分からない。間引きをして群落の光環境を改善すれば,さらに収量が上がる可能性が高い。エリアンサスは多年生作物であるため,栽植密度の影響も含めてさらに追跡していく必要があるが,本研究の結果を低投入持続的な栽培方法の確立に役立てたいと考えている。
Erianthus, a perennial C4 grass, has been the focus of attention as cellulosic raw material for bioethanol, because it shows high yield performance and high tolerance to environmental stresses. Canopy structure of Erianthus, however, has rarely been studied, though it has a possible relation to high yield potential. We examined canopy structure of one- and two-year Erianthus populations at different growth stages using Plant Canopy Analyzer. The result of our investigation is that two-year plant population showed much higher yield comparing with one-year population. At the same time, canopy structure of two populations at heading was different from each other. Biomass of nonphotosynthetic organs was much higher in the two-year population, while its distribution pattern was not different from that in the one-year population. Because mean stem number of each plant is not different between one- and two-year populations, stem in two-year population should be larger, which could contribute to much higher yield performance. Biomass of photosynthetic organs (leaf blade) in the two-year population was larger than that in the one-year. At the same time, vertical distribution of leaf blade biomass has the peak at the higher position in the two-year population. Such canopy structure leads to rapid decrease of intercepted radiation, which suggests light condition in the canopy was not always best for the two-year population. There is a possibility, therefore, that biomass yield of population will be higher with thinning to a lower planting density. The present study figured out canopy structure of Erinthus population with different planting year which was effective information to enable the construction of low-input and sustainable cultivation system.
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