大気中CO₂濃度の上昇はC₃作物の無機養分濃度を一貫して低下させるが、この低下を引き起こす機構、すなわち希釈、蒸散駆動型の物質流動の減少、根の養分獲得能力の変化が、圃場条件下で同時に検証されることはほとんどなかった。本研究では、CO₂濃度上昇に対する収量応答が異なる2品種のダイズ（Glycine max Merr.）、LodaおよびHS93-4118をSoybean Free Air CO₂ Enrichment（SoyFACE）施設で栽培し、組織中の無機養分濃度および養分収量に観察された変化に対する希釈、蒸散、根からの吸収それぞれの独立した寄与を定量化した。CO₂濃度上昇により、子実収量はLodaで21％、HSで6％増加し、蒸散量は両品種とも13～14％減少した。分解分析の結果、希釈と蒸散減少はいずれも組織中の養分濃度に負の影響を及ぼし、両者の複合効果は植物体全体の養分濃度を31～40％低下させる可能性があった。一方、根の能動的吸収応答はほぼすべての養分で正であり、これらの損失を大幅に相殺した。その結果、実際に観察された濃度低下は、いずれかの機構単独から予測される低下よりも大幅に小さかった。したがって、CO₂濃度上昇下では、測定したすべての元素について植物体全体の養分収量が増加し、子実の養分収量も大部分で増加した。季節を通じた蒸散量と養分収量との関係は、ほとんどの多量要素についてCO₂濃度上昇下で傾きが大きく、植物はCO₂濃度上昇下において、蒸散した水の単位量当たりに獲得する養分が減少するのではなく増加したことを示した。これらの結果は、ダイズにおいて、根からの吸収がCO₂濃度上昇に起因する希釈および物質流動の減少に対する主要な補償応答であること、CO₂濃度上昇下でも大部分の元素で養分収量が維持または増加すること、ならびに将来の高CO₂環境においてFeが生理学的かつ栄養学的に重要な脆弱性となることを示している。
https://doi.org/10.64898/2026.08.28.747630