リン制約下では熱帯マメ科植物は異なる植物種との共存でより良く成長(Tropical Legumes Grow Better with Different Plant Neighbors When Phosphorus Is Low)

2026-08-18 中国科学院(CAS)

中国科学院西双版納熱帯植物園(XTBG)の研究チームは、リン(P)供給量が異なる条件下で熱帯マメ科植物間の相互作用を調べ、異種間共生が植物成長を大きく促進することを明らかにした。研究では、4種の熱帯マメ科植物を対象に、低・中・高リン条件下で同種間栽培、異種間混植、単独栽培を比較した。その結果、異種間混植では地上部および総バイオマスが有意に増加し、同種間栽培では根量や根粒形成、根長など資源獲得特性が強化されたことから、同種間でより強い資源競争が生じることが示された。また、種ごとに応答が異なり、Crotalaria pallidaは低リン条件では促進的、高リン条件では競争的な関係へ変化した一方、Crotalaria assamicaは全リン条件で他種の成長を促進した。さらに、異種混植群では葉内養分濃度が高く、防御機能も強化されていた。これらの結果は、リン不足環境において植物種の組み合わせが生産性や耐性を左右する重要因子であることを示している。研究チームは、異種混植が熱帯林再生、アグロフォレストリー、持続可能農業における有効な管理手法となる可能性を指摘している。

<関連情報>

熱帯マメ科植物は、土壌リン制限条件下では、同種植物よりも異種植物と混植した方がより有益である Tropical legume plants benefit more when grown with interspecific plants than intraspecific under soil phosphorus-limited conditions

Jan Sher,Yun-Bing Zhang,Ghulam Mujtaba Shah,Stephen P. Bonser & Jiao-Lin Zhang

Plant and Soil  Published:04 August 2026

DOI:https://doi.org/10.1007/s11104-026-08940-7

extended data figure 1

Abstract

Aims

Plant–plant interactions shape community structure and ecosystem functioning, and outcomes can shift between facilitation and competition depending on neighbor identity and soil fertility. However, responses of tropical legume species to intra- and interspecific neighbors under phosphorus (P)-limited conditions remain poorly understood. Here, we examine how tropical legumes grow and acquire resources under different neighbor identities across contrasting P levels.

Methods

Seedlings of four tropical legumes (Crotalaria assamica, C. pallida, Flemingia macrophylla, and Ototropis multiflora) were grown for seven months in a glasshouse under three P levels (low: 10 mg/kg, medium: 20 mg/kg, high: 50 mg/kg) and subjected to intraspecific, interspecific, and no-competition treatments. Above and belowground traits were measured using standard methods.

Results

Plants with interspecific neighbors produced greater aboveground and total biomass than intraspecific and no-competition treatments. In contrast, intraspecific interactions increased belowground biomass and resource-acquisition traits. Relative neighbor effect (RNE) varied among species and P levels. C. pallida shifted from facilitation at low P to competition at high P, while C. assamica showed consistent facilitation. F. macrophylla and O. multiflora responded weakly. Interspecific interactions increased biomass gains (1.27–1.55 g), whereas intraspecific interactions resulted in near-zero or negative gains (−0.17 g in C. pallida). Under low P, C. assamica and F. macrophylla lost biomass (−1.75 and −0.74 g). Interspecific interactions enhanced leaf nutrients and antioxidant activity, improving nutrient uptake and stress tolerance.

Conclusion

P availability and neighboring plant identity jointly determine plant performance in tropical legumes, with interspecific interactions promoting growth and stress tolerance, especially under P limitation.

1204農業及び蚕糸
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