シロバナルーピンはリン欠乏条件下でブラシ状の特殊な形状の根「クラスター根」を増加させ、有機酸や酸性ホスファターゼ分泌などによるリン獲得能力が極めて強まることが知られている。しかし、他の栄養欠乏における応答は明らかではない。本研究では北海道大学の長期連用試験圃場から採取したリン欠乏(-P区)、窒素欠乏(-N区)、標準施肥(C区)土壌を用いてシロバナルーピンを根箱内で栽培し、-P区、-N区で形成されるクラスター根の機能を評価することを目的とした。
形成されたクラスター根の数は、-N区>-P区>C区であった。生育に大きな違いは認められなかったが、リン吸収量は-P区で最も小さかった。-N区では生育後期に多量の根粒が着生した結果、全窒素量は最も高くなった。
根圏土壌中のホスファターゼ活性は-P区の老化クラスター根で最も高く、-N区とC区では同じレベルだったことから、-N区でもクラスター根は誘導されるが、ホスファターゼ活性の誘導は低リン条件に特異的であることが示唆された。
全ての処理区において、土壌中の可給態窒素が減少し根粒が少ないときに根圏土壌中のペプチダーゼ活性が誘導された。このことから、有機態窒素の利用は根粒による窒素供給が活発になる前の段階で高まると考えられた。また、このペプチダーゼ活性はクラスター根と非クラスター根の間に違いがなかったことから、有機態窒素の利用はクラスター根に特異的ではないことが示された。