12
腊腇腆腐腒腓腍腃腀腁腅腎腈腑腂腌腋腉腄腔腏 * Water Flow and Nitrate Leaching in an Andisol Field Sadao EGUCHI* * National Institute for Agro-Environmental Sciences, Kannondai -+-, Tsukuba, Ibaraki -*/20*. +腇腅腈腆 膩腙臭腦腛腰腥膗腵腪臲腕腷腛腺腤膡臁腦膚膽膺腕腷腶腔腢腤腑腪腦腓膌腕臆腥臨臌膙腎腴臯膢 NO- 腢腖腠膹腲腹膜腐膿腔腘膷膼腺腤腥腳腶膤膴腕 臯膢膣腧臝腑腴腷腠腊腶腏腵膤膴腡腦腺腤膧 膮腦膜腙膉腏腼腹腣腷腜腓腦腺腤NO- 腢腖腠腕腷腠腊腑腦腎腮腛腣腷腜腓腦致膺腹腎腓腠膤膴腕腪腢臼腘腶腦腎腥腞腊腠腧腬腢腺腣膳腕腷腠腊腤腊臯膢腥腳腶膤膴腕腒腛腰+333 腥腧臙臆膺腕膙臂腩腥腍腓腶腗腺腤臂腩膓 腗腺腤臸膷臇膽+* mg N L + 膕膨腞膄 腕腷腛腖腎腖膷臇腕腕膷臇膷臇 膷臇,**.腥腳腷腨腔腦膷臇膽膲膓 /0腦臣腫膴腥臤腊腜腓 腡腤腑腸腙腎腥腌腆腘腶臎臛腥腉腶腮腛膰膒 膟腡腧+32/ 膕臢膭腣臐膱腏臹臲腕腷腠腐腛 腌腨膟腪腦臀膑腠腼腣腺腤膕膈腧腬腢腺腣 膨腖腠腊腤腊 膇臆,**.腆腀 膙腹腭腋腢腖 腺腤膧膮臮膌膃膐 Takeuchi et al., ,**/ ; 腹膎,**/腥腳腶膳腡腧腡腦腺腤臀膊膂膑腾膍膐腥膶腖腠膭腗腛臹臫腦膙腥腳腵腬腭膚腘腶臥腢腕腊臥腏腉腶腔 腦膇腃腽膜腙膧腦膇腃腽腳腵 腖膓腎腴膓腸腷腶腔腢腏臶腕腷腠腊腶腔腷腴腦 自腹腴腎腥腘腶腛腰腥腧腮腙膉腏腼臂腩 腕腼腡腦腺腤膶腧腥腎腎腶致膺腢膶腧腼腦臏腮膬 膩腹膄臂膅膔腘腶膣膻腏腉腶膉腏腼NO- 膶腧膚腬腡腉腵膵腥 膔腘腶腔腢腏NO- 膶腧膹腲膳腥腧膣膻 膫臑腡腉腶腖腎腖膮腎腑臓膨腡腦膉腏腼腧膚膢腐臋膚腡腉腵膄臂膩腏臧腡腉腶腔腢 腌腨膉腏膜腱腖腛膔膉膉腏腡腧臢膞腦腬腢腺腣腧臀臄膎膨腘腶膅腻膆膀腥腳腝腠 膙腕腕腷臄膴腎腴膉腏膋膄膏膁腽膀腪腦腕膫腓腃 腧腬腢腺腣腗腤腊 Hoogmoed and Bouma, +32*腆腀 腔腦腳腋腤膉腏腡腧腢腰臀 腮腛腧膶腧膉腏腦膚膨膪腗腠腢腰膅腥臡腸腷腶臗腦臺腡腉腵臋臸腤臜臸膚腬腹膪腖腛膡膚臵臖 Darcy 臷腥腳腶膈膎膁腽膀腦膄臂膩腧臧腡腉腶腔腷腥腖腠臦膉腽膉膛腦膨腥膉腡腧腦臺腕膫膯臛腦膅膎腞腐腏腕腑膡臵臖腦 Darcy 臷腡腘腔腢腏臼腶膋膄膏膁腽膀腉腝腛 Hasegawa and Sakayori, ,*** ; Hasegawa and Eguchi, ,**,腆腀 腔腦腳腋腤膉腏腡腧膮腎腑臓膨腡 腦膡腪腦膶腧腥腞腊腠腱腕膫膯臛腦膅膎腞腐 腕腑臋膚腤腱腦腎腱腖腷腤腊腱腖腱腚腋 腜腢腘腶腢膱膼臋臸腤臜臸膚腬腖腠腦腯膆膺 腡腐腶膾臅腲膌膃膐腹腊腠膮腎腑臓膨腦 NO- 膹腲腟膳腡腐腶膫膖腗腏腉腶臠腡腧臦膉腽膉膛膮腎腭腋腢腖腠腮腙膉腏 腕膪腒腮膾膹臒膬腥膽腟腐+ m 腹膦腷腹膄臂膩腖腛臒膬腥腞腊腠腫腶臵腥腵膤腓 膑腕膉腏腼腹臋膚腥膡腪膥腖臼腖腠腊腑腢 腬腜腕膿膬膩腢+ m 腎腴腦腓膌腕臂 腊腠膡膐腥臲膡腔腕腎腴膘腖臰腰腛腮腛 膢膝腗膹膗腦膾膺臘腦膋腱腔腕腹臄腰腶腢 臆腥腚腦膋腱腔腕腦膖腢膠腦腼 NO- 膕膈膬膩腢腦 膤膻臍腥膽腟腐膉腏腼NO- 膶腧膹腲腖腛至腥腞腊腠膲腘腶* 臉膷臇臁臔臅-*/20*. 臕腞腑腨臱膹膧-+- 腊腁腐腁腍 : 腬腜腕膿膋膄膏膁腽膀腢腰臀膝腻腼膑臃臦膉腽J. Jpn. Soc. Soil Phys. 膉腏膩膾腗 No. +*,, p. +3-* ,**0腋腑腎腌腉腏

-( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

���������� ��������

� � � �*

Water Flow and Nitrate Leaching in an Andisol Field

Sadao EGUCHI*

* National Institute for Agro-Environmental Sciences,

Kannondai -�+�-, Tsukuba, Ibaraki -*/�20*.

+� � � � �

����������������� ��� ��� ��������� ������������������� �NO-

! �"#��"� ���$�%&'(�)* �+�����,������������$��-����#.�/� ���0���1���2� � !%3�45��/ NO-

�"#"#��#.���� 6�� 3�45�78%�5#��������$9)����:.#�� ;�<3=%��#.�.*����,��������$�%&>��� +333'��� ?����@A����B5���(�@AC��(���DEFG) �+*mg N L +H�! /*����* "�"� EF+�����D,I �EF+EFJ-K�EF�� ,**.! �,�L� ��EFG)�.M/�0' /N0�H1�2�O3�4PQ5�R.450��� 'STU��16)�VW�X�* 6�� YZ[0�� +32/'H\� �D78]^/_��#'�/� 9`L:[�$;a<!�8�=>�;�<3?�"#.�. �@A� ,**.!* �� $�%BC�"���1b�cde �Takeuchi et al., ,**/ ; Df�EF� ,**/! �,�=G0�� $�F0��$9�1ghijke�4l"#a<%Hm�_n�$9�1I�$��,o;p J)�Kq�L�.Kq/X���� $9�1I�rst'����1I�rst',oM'��Mu'N����O/v��#.�* ����wC�Px%%���)������ 6U� � !@A���!0���"#����78�"#!�yQRz%�IS�T{)�UV/X�*� !� NO-

"#WX��0Xo� �|Y%Z}�

T{)���/� NO- "#���wC�-=��UV

[~�0X�* "�"� \K]��0�� !��|Y� ^�_`�[� 0Xo� �Iz/�a0X���/b.* 9`L� � �c/�d"�e�D� 0��\��;�<3��fF%$�)�����$�,�#g���� �f���� ����t�F��h�i�;�<3�m�. �Hoogmoed and Bouma, +32*!*��,��� 0�� jk$ ��|Y6���D"#/� � �l%Hm#jkS��T��wC! /�|Y��X0Xo� �D�b�DWX%��"��� ��� Darcy��,�����t���Iz��a0X�*���B"#� ��t�m��n�0�� ������|Y��X�� �h�W���:'/L���� ��� Darcy�0�)��/9������t�$0X�� �Hasegawa and Sakayori, ,*** ; Hasegawa

and Eguchi, ,**,!* ��,��� 0�� \K]��0�������D"#�:.#��h�W���:'/L��� 4lS� �����"��.* �"���4�)��� o�� �D�b�DWX�B"#��p�0'�-q�cde%�.#� \K]��� NO-

"#���wC%r%0'�~s(/X�*o�0�� ��t�m\K%BC�"#� 6U� � �ltQ�u ¡v¢£�G¤'� w� +m%¥x���$�%�Iz"�¢£�:.#yP�* ��� ���;�/� !��%� �����¦"9"#.����"� Xz§�/Rz�w� +m���zb���I%�.#� {�w���|Y"¨��� �6��_|©(�D! �}ª� 82�~dw�%«������ ��~dw��¬��­�! NO-

=>Rz��B©®¯�G¤'� � !� NO-

"#���wC%r%"�°9�:.#�±)�*

*�+EF²�³´� µ-*/�20*. ¶�·:�L¸¡¹� -�+�-���� : Xz§�/� ����t�$� jk$� º�»i¼�� ��t�

J. Jpn. Soc. Soil Phys.

� ��-(No. +*,, p. +3-* �,**0�

������ �

Page 2: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

,� � �

,�+� �������� ��������������� ������ ��� ��� -0�*+���� +.*�*1������������ ���� ,/m�� � �������������� !"#� �Hydric Hapludand��� �!$ *%,* cm&'�"� ,*%-* cm&(#"�-* cm)*+�+"����� �$�,%�%&%��� � -./012'(3 �)*+,�4-�.5���6/�� (#"��01� +"���216/&7*8� �9:�345� ,**,� &� 6/678�;<8=9;� +"���:> +%,mm?;@A&<�BC$8 �;D*� ,*** ; E=�;D� ,**,�� +"�FG>?@�H2%* cm �AI*� +332� ���� BJK� ����LCMD������!$E cmD8NF&GO��P&��&� Q8R +��H���NF�7*8S;� I"�+J��� KL� !$ ,m

MK����,�,� ���� NO-

��������JN1OBPQRST� Hasegawa and

Sakayori �,***� &TU�VW � XX��YU2VZ�� +33/W 0[R � TDR �Time Domain Reflecto-

metry� �R\V� !$ *%-* �_*H-*� ]^ *%+** cm

�_*H+**� �_(X`JY2 -Z�P���� +331W +

[R � !$ +** cm�Wa�(X`JY �_+**� 23$-* cm TDRb.cd2[;V ,Z�� e�� !$ 3*

�Y3*� ]^ ++* cm �Y++*� f\gh1ijk2h1ilmcnR�R -Z�P���� h1ilmcn��!$ 3*]^ ++* cm=2o]3�V���� ^_pJ�q`2 ,* cm, r]pJ�q`2 +** cm3��� !$ 3*%++* cm�Wa�aJsb J3*H++*�� r]c�de�����JN1OP���;<8= -*Npt�u\��!$ +**� +/*]^ ,** cm��J2gcvwxybz{R�R � Q8|8� /� -]^ -Z�� Efpc�}g��� ��Jh NO-

Hi8�� ~l1#.���v/R�R P���� �jk�l �mnom�>,1./mm� 2[;V� ���)*!$ +** cm�e�pqr��2c[ +�� ,%.Z�}g�� !$ +* cmc�"�N���� r�"h NO-

H`s�� ��t + :

+**� *.*+ M NaOH2��Vu3��� Qve�h NO-

Hi82�s �X3�R ����,�-� ����'-�� cW� w~c��c1 �Zea mays L. var. sac-

charata Sturt.� 3�#�~ �Brassica pekinensis Rupr.�

2� Q8|8� �3w��x��� y�z{�� �|}� ZV~���� ��� p''-3�V����Triticum aestivum L.� e��~n�-1v~�vw�Lolium multiflorum Lam.� 2�����x�� �����G3������3�V ZV~���� ���� +33/%+330]^ +331%+332��'�a�<� ��3���

+33/%,**,W�Wa� +W�� �_����s�� �;�� ���]^-1 ¡¢�£� �R�=2-/3kgNhaH+� �¤+�¥ �'3�V¦*��� C�Nt�_@� +3� �R�=2 +-3kgNhaH+3���r'-y�� �p''-��;V�~�§�� ���'-(���L-�Xs3���`s2P��� ���X�� '-(h���Xs VN]^����;Vy��E HIN �¨y������Xs�'-(h���Xs� 2����

,�.� ������� � �©:o�ª Darcy��R\V«��¬�R�S�

J�Q­®v�¬�$;©:Q­J�82���y#w�3�¯�� !$ +** cm2°�����y#w� qm2���de���

qm¨HK�_+**���Y++*HY3*

LH+�� ±+²

XX�� K �_+**� �!$ +** cm(X`JY _+**³E3�Vp�� J´E� L�!$ 3*%++* cmq`�,* cm� ����p�� J´E��!$ +** cm)*}g��:> +* cm, �$ . cmpqr��2[;V� �LR �Hasegawa and Sakayori, ,***� �R P�������«p�� J´E��;V�� ¡O��+"�2[;�¢��_�R��� J´E£P@ �AI*� +332 ; ;D*� ,*** ; E=�;D� ,**,� =¤µ��V� �¬��a��2¥� �@2¦�R�����p�� J´E��(X`JY �*.0%*.2m-mH-� ³E3�V���� ^_³´�¶wh�iw�7*8S)\��·J¸§)*·J:Ke��p� ©:Q­J�8&©:o�ª Darcy���«��¬S; ��"Jy¨&P¦S;� �P� J�8����y#w�3©ª�����3§S��� S¦�� !$ +** cm

2°��©ª��� ·Jh)*·J:K�p�¹\V6G���3µ�� X�p«¬���ºJs� ���)*­6s]^?zJs�®¯}��°�¬�3»��� !$ *%+** cm�"�Jy¨)*Xd©ª�s Dp2de���

��-±$ ² +*,¼ �,**0�20

Page 3: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

Dp�P��Dm��S*�+**� �,�

� P�� ���� Dm�� ����������S*�+**��� *�+** cm������������ +** cm����� ��� � � �� Dp����� ! SE �Dp� �"#$%&'�(���)%*��)%� �� ! SE �Dp� � +,�� TDR-./012345,6�������7�89:;*<=0>4������?�)%�

,�/� � �������� ����� zp

��@A�%,��)%��� !,����B"C#DEF,G)+)HIJ*K�L�*� M$%,M$�� zf@AN&)OP%� �Q%�'�R()S� �*T�U7V�+,�� zp�� WX,6YZPA[��

\zp

zf

_ndz�P�E��U*�zp��S*�zp� �-�

� _n�� M$@A*T�U7V�-�]�.� P

�� ���� E�� /@A�� 0��� U*�zp�^,6��� *�zp����,_`�� a��� �S*�zp

��� *�zp����,_`������� � /@A�0�� E*^a�� U*�zp,:IH�� b1�cU7!� E�*�K�L�*,6Y� Q%� 2�U7!� U*�zp�*��*@A�34L�U7�����de@A +)%� ��,6�^a���fI��Molz and Remson �+31*� �ghi,j$H��)%�%k)� l�>m�^���� -* cm, �m4�n40*nop�^���� 3* cmF�*K�)%�

,�0� ������������NO-�� �!"

5�D6��[%78�qr� ds,6Y9&tDur+�[%78��v;� 9&�,w$%78�LxHNO-

�*)H� �!DEF,)`yz{A|� �:��*��/,_`�78de@A� �:�!� NO-

�;����L�*�+<��

C*NO-�N�SurplusN

D�.�

� C*NO-�N��:�! NO-�N;������ D�� �:�� �34L�U7!�� ��������*� � ���=�� SurplusN�>}/�?%Y�@~78��Y� WX��)%�

SurplusN�FNchem�FNorg�HINVN �/�

� FNchem, FNorg-. VN�� �[�[� >}/�?%Y��A$BC< N6��� D�$BC< N6��-.b1-! NE���Y� HIN�78,:IH�ds�F���

FG,� ��AH$I�D�S��!�78��A$B!�78,JxHK��LI*@A� �:�!�NO-

�;�D-�L����A$B!�786Y���I�M(���� �� �A$B!�78�(�b1D�78�����*({)%&'�@~78��SurplusNchem� -.��*;��:�! NO--N;����� �C*NO-�Nchem� �� �[�[� �0� -. �1� X�NIH +)%�

SurplusNchem�FNchem�HINVN �0�

C*NO-�Nchem�SurplusNchem

D�1�

-� #$%&'

-�+� ���()*�+,��U7!�O����� 321�+,/-+ mm�7&)%� +33/�+333O� /O7 �P�+� �� %����/* mm�Q�%�� +-#� +** mm�Q�%�� +#�(�$%� [,R)H� ��/@A�� +**-.-* cmQ��� �P�+� �� �[�[� �*)H /**

�0/*-. +**�+/* mm�S��,�$%� �*�� K,���LxH���@A��)� !���B"C#DEF,G)+)HIJ*L�*� �� + mQ�� ���TU�L�,�VOWV@@�*� Q%� +** mm�X�,6$HU��[�� ����F� cmY�Q��*��L� �� +**-. -* cm

Q����� Z�U��&[���J��F�,%[HI%��� 3*-. ++* cm,_`��\�/01�i �P�

,� �� �*)H�+/*��/* cm�S��,�Y� � U7��&���@$%� �� +** cm,_`�-�]�. �P�,� �� �C�}��� + m¡JQ"¢)%*; �+333O 1£� �v`|� ����Z¤,¥�A¦��F�,%[H_Y� �*)H *.0/�*.1* m- m�-

�S��,�$%� �*�� �� !��������� �+� X§ L�&'� -�]�.� *.0/�*.1* m- m�-�S��,_`�]^=:�¨F����©N"ª�«_*{�*��)HI��

-�,� -./��0,1P�-�� ` +%V�7, 3/.3 mm�����$%*

;��� *�+** cm�����de��)HI�� �������� Dm*�������S*�+**�=��¬7­®*¯,°±,� ��� P6Y��J{Y� ��²a"W,�� Dp������� ! SE �Dp� �"#$%� �*@A� ���m³0��� ����)%*��)%� � ��� '§ ,,., mm��)�

10�´µo¶· : ¸¹��b9&,_`��N&*º»¼�)c 21

Page 4: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

���������� ������� -/.2 mm

�������-����� ������ �!"�# +�$%�& 1'2 mm( ��&�)*�+,���-./0�1234��� 556�� #7� 55��87����9� :;<=�>?@9ABCDEFGH���I3JK� LM1N�O-.��3P� O-.QRST����56UVWXI� YZK� [\S]0^9_RSC`abcE*d� [\S4JQefg0h

i���9_RS4Jjk0hi���UQlmK�[\Sn:;<=�>?@9opqrstn��u�&FGH�M1N63Ivw^9�I���.����-6x2����� CyzI:;<=�>?@{|}0~�����I� =�>����s��$�i�����P� ������C��7����$�� ,'-�$( ����� ��� :;<=�>?@!"s��$��� �� 3* cm�� ,'-

mmtT6�P��7��� ++* cmCyEb# 1'2 cm

��+ ��0�6�� +**

{| -* cm������0��}�+33/'+333� ¡ ¢£¤B� �� ¥¦7�)*CyzI+§s �Hasegawa,

+331  C¨©�ª«7�s¡

Fig. + Daily precipitation

and the changes in

the daily average

storage water to

depths of +** and

-* cm during the

period of +33/�+333.

��, �� 3*{| ++* cm

:;<=�>?@6�� +** cm¬­0®���s�+33/'+333� ¡ ¬­0®¢£¤B� �� �� *'+**{| *' -* cm

¬­0®6¯SOQ0°U±E�²³´ �µl¶´  C¨©�ª«7�s¡

Fig. , Daily average pres-

sure potentials at

depths of 3* and

++* cm and volu-

metric water con-

tent at a depth of

+** cm during the

period of +33/�+333.

R·¸¹^ º +*,» �,**0 22

Page 5: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

�������� �� � ���.� ������ �������,.-��, mm�+����� �!"#$�%&'�� ���/� �������(�)*�+��,-�.��/0 �1��/��2� )*�+20 �,-�345��� 678�9:�� ;<�2=>30?�@A/�BC�D�E���� FGHIJKLM��FG��NO���5�!"PQR��6STU$�E � ;<�2� HIJKLM��)*�+�V���>3S�WX�-�6STUY>3 $�$� 67������ Z, + m� ��C�[\ K��]��)*�+TW�$^R_�`a>3��2�3

Z, + mTbc3;<��� Z, + m�d�e�fghijk ���.� 2lmno� ��2�* cm� 0 �.���@�2�,*��+/ cm� FG��pqrR=s 6�6S�� Z, + m�d�Ft2uvw�T=>30?���NO����6STU> >�xy� �$�;<��z%2uvw�R��S>7{� ��=|�� Z, + m0 �^t���SWX873 Z, 3*

cm�e�fghijk ���.� �� �@��}~�� ����.r>345���2� Z, ++* cmR�� !"Q���2��$ 6�6S�� Z, ++* cm�8��r�����2Z, 3* cmS�����������6STUY$�E � ;<�T�?^t�8�@+�BC��*KLM2� 6����Q�S��SWX873Z, +** cm�E�3%&'�� _+** ���/� �� ;<

��- @A/�&�HIJKLM��S&�;<�� �+333� .� ,-�,/��� P �&����� Dm �&�HIJKLM��� �S*�+**

�Z, *�+** cmFt������� Dp�&�;<��� t��A���8�/(R� � tiDp, tDp�SE, tnP�� tnDp�� �7�7� Dp

2 + mmT X/(� Dp2��¡�¢£SE ¤Dp¥ T X/(� �A2¦�$/(��;<�2¦�$/(T�>�

Fig. - Cumulative amounts of the matrix flow

and the preferential flow across a depth

of + m during and shortly after a heavy

rain event.

��. @A/ ���-� �e�fghijk���� ����� Y3*�� Y++*�� �7�7� Z, 3*�� ++* cm�e�fghijk�J3*�++*�Z, 3*�++* cm�§(��� �T�$� r�+�¨�+� �,���-�� �7�7� -�R©ª$«¬h­®����¯��°>3�

Fig. . Changes in the pressure potentials and

the hydraulic gradient during the

heavy rain event shown in Fig. -.

ihf±²³´µ : ¶·LF �]�E�3�¸�S¹º»�!¼ 23

Page 6: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

�������� *.00�*.1+m-m-��� ��� ����� ������������ *.0/�*.1* m- m-

���,� � !��� "#��$%&��'��%� (�)*� +,�-�.��/�01'�%�/�234&� _+**���5/�6%��7� +,��� 89�$%&�:;<'�.��'��%��-�=>� ?�� ������ @��A&BC K�234&� _+**�DB K

�+,�-�.�5EF�GH&�IJ�K�LM/NOP�Q��RS����T� 0U�V�F���W'/�% K �_+**� ' >���X��%>� �Y�Z[� \]'^_>Q1�� `a'b#�����&cd�ef�T�' g� `a'%� K �_+**� ��h[Cijk �lEmn=Z+,�o�?'�pqA&�DprDm�� s7�tu� Dm� +./�../iv��� $7wx(>���� ���yz{|}~���Cijk$7�3T>�����-g� ������5/7����(>����>�S' >� (�)*� ���&cd-ef�T�' >��� _+**- *.0/�*.1*m-m-��� K �_+**� ��%��� �U�5/7�h>���# �%�

-�-� ���������� �����������

��}G���� +** cm���>qA&��|}~�� ���\�� Darcy�'��'/>yz{|}~�-�2' g �Hasegawa and Sakayori, ,*** ;

Hasegawa and Eguchi, ,**,�� �qA&��� -�.�/�0��S�� yz{|}~��������<�/' �� ���0� -�����/��UT��� /�0*mm

jk�.��g� �����0���5/7�> ��

��0 yz{|}~�¡¢+,��Q>£qA& � �+33/ � +333

��¤ yz{|}~��¥¦�§¨|z�� �� *�+** cm

G©�£�ª�&�� +£f�g�yz{|}~���DB�+331�,**-�� =Z«¬��s­��Qg®x���¤

Fig. 0 Daily water drai-

nage from a depth

of +m as matrix

flow and preferen-

tial flow during the

period of +33/�+333.

��/ 5EF ���-� ��� *�+**¡¢ *�-* cm

G©��� +** cm��¯>234&���K¤ <�/�°�+� �,¡¢�-�� 0U±U� -�'w²��³´µ¶·¸�¹º�� �a¡¢�b�� 0U±U� ,�'w²��³´µ¶·¸�¹º(>¤

Fig. / Changes in the volumetric water con-

tents from the soil surface to depths of

+** and -* cm, and at a depth of +m

during the heavy rain event shown in

Fig. -.

GH���» ¼ +*,¸ �,**0�24

Page 7: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

���� ��������� ��� ��� -* mm

������� ����� /* mm����� ���0�� ����� ������������ � !�"#$%&���� ��� +�0'+�.(�������� �)�*+ �,��-.�/�0��12� 345��� �67����� ,**+��89 +** cm�%��:����0;�� � D ��

:��<������=�<������ �� �:��<0 � P�>?���@�A�� ���1���:�������=����B2���CD�E���� �0 �=��� ��:���#F��>=GHIJ� ���� �:�K�L�( PM�DNOS*M+**��CDP���=QR ���1�� ����� �0 ��#$%& 1**'2** �+33/'+333���S�� 1-/� mm�>?T������ Q���� QUV�� .!W9U@!XYZ[\]^�CX_`�"� abc#de=>?T$5X� �fg� h;% �+303�� �% �+311�iCj&' �+32.� �CXkYZ[\]^lm�(n)o�p!@��K�L���S�(q�X=� �UrU� 103 �+30/'+301��� 1,+ �+300'+31/�� iCj 12- mm �+301'+310�� ����� Q�Q=�%� Q�*1� ab�� +�,.<s�t�=uf%UX��:� ab�-.��XQ=�� v/Twx�

Darcyy(015XzD�i!@�� { .="|�TDR}j~�[�\]^(23��1��89 + m�i�X�1�45�� F��p!@�� 467l8(1!@�9�#���45�� F�(01�tXQ=� V�� �/���:9 ab�%<s9UX���45�� F����"D����C�@ 3�"��� !Q=(��@!X�

-�.� ��������� ����NO-��

������;���;89�%�<���� �V��=>��?�� �@��+:��A89 zp ��-� y� �89 +

m�5X�+�� 89 +** cm�i�X�BC NO-M

D��]s��+=>?T$�� ���2�� �fg�+33/��'+330�����@ +���;EF�� ,**

kg haM+(Gf�=t��;89 �1./ cm� �%�<���� �� +331��'H�89 + mI��A�� Q�=t89 +** cm�i�X�BC NO-

MD�����(���� Q�Q=�� ����� �;EF� NO-

M=�@ =>?J3K9��)C(;L�<��Q=� V��+331���%UX�BC NO-

MD���t �]���;��� XEF�MN5X NO-

M�O���]���2$��C�@��9U@!XQ=(��@!X�QU�P�@� �Z�� Q(uR�� NO-

M��)¡B¢�S� Q(£��@� 89 3*'+**V�� +**'++* cm��)C NO-

M ,� M, NO-M �¡��TF�

Kd, 89 +** cm�U�, V _+**}j¤WX� rd(1!@P����BC NO-

MD�M��KdN_+**�rd� �� ¥#� C=>?T$�� ���2 b�� QQ�1!� NO-

M¡��TF� Kd�� �+.*0¦+*M- m- kgM+� �� ¥#���)C NO-

M,�}j�BC NO-MD��#F �+331'

,**,�� �§¨tq��"���D� NO-M�Y��.

� QZ����Q=(�5� Q�*1�;:�(ST�©[��45��)ªY«C��� NO-

M��)¡B¢ Q9UX�� �<�P�@\¬5XQ=�]%U@!X �Katou et al., +330�� ���� *1­®;���NO-

M���Y��.��)¡B� Q9U@!X�"#$%&� ����� �<�P�@\¬5XQ= .;L�<�@!�� Q�Q=�%� �/��� 5X��^�� ;:�C� NO-

M���(_�.K�@!�Q=��¯9UX�S� Q(£����BC NO-

MD��P��=¥#��>?T$��Q= ���2 b� �� V��*19� `a��+b�°±���)C NO-

M,�=�ac#�CX�BC NO-

MD��#F�-!��B##F����Q=(�5� "�� *19��)C NO-

M,�iCj�BC NO-

MD�� �L²��t.³Yp. %g� c

��1 �:��<0 � P=89 + m�%��<�� � D�#F´ �:��<�� � D�� �:��<������}j�<������ OS*M+** ��d�89 *'+**

cm��:9e ��E��X´Fig. 1 Annual drainage from a depth of + m as

a function of annual precipitation.

[�µ¶·«¸¹ : _`�"*1�i�X �<=º»¼�?f 25

Page 8: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

������������� ������� ����� �������� NO-

������� �NO-�

���!"�#$%��� &�'�()* + m�+�%�,�� �- .*/01��23� � ���)* + m453!6�789:;<=�>?�@3 ��A2�B3�� NO-

��6��%�,(� +C ��� !"�DE�A2,�� �F��GH��I�� ������ NO-

���J��KLMNOEPQ�A23 �7R��@S� ?T�!��U�TVW�!��XY'DE�!6� Z[-\ ]^ X_��`a� NO-

�6�b��c���d7��3� �ef�� NO-

���J�?�@3!��`�>?7NOEPQ� Darcy]�+C��389:;<=��@3 ��g'��h,�3�A2i`3� j0,� k����%�,(� !6�7NOEPQ� Darcy]�+C��389:;<=��@3�ia� NOEPQ��A2�XY�� NO-

��J��KLMc���d��3R�l7@3�

-�/� ��������� NO--N�����m����nopq Z+33/� .r +,�s,**,� +,

r +1�^ ��+�F��t���3��=uv9wvxy�Uz� N{!� FNchem�|<}u�S(&��7� Uz� �~�3"�no� SurplusNchem�=uv9wvx�7�/01� `�� =uv9wvx�� t�?� N�T� VN7|<}u�S&��H��no�%�,�p���HIN(.*/011��@3� ����� SurplusNchem� +,1*0 kg N ha�+��h�#��D ,** kg N ha�+GH�Uz� $%no7�

/�H� "0,�1 ���3� ��� &����)*+ m������ NO--N������� ,1* kg N ha�+

�@01���+�ef'�,� [.\s[1\ ]�XY�� W�!�� NO--N���(h1� � Z��,^� )�� $%N�*+��'A,h�',(� �(�� C*NO-�Nchem

��dh1��D�� CNO-�N Z)* +** cm� -. mg

N L�+^ � +./-+�� Z/* mg N L�+^ ��01� ���&����%�,� W�!���0,����h1)* +** cm���3D NO--N��� -0 mg N L�+�@S���D����&��@01��1� �������� NO--N���U ,1* kg N ha�+ SurplusNchem

+,1*0 kg N ha�+/i�h��,(� �(��� ., mg N

L�+�V�*`� �d��� +.,-� .h1� `i� �/i� "�no�E/� NO-

��h,W�!��������Kh17� �S�no�� Kn��0,���y0�*`1/� )���h,����� h,�3/�¡�i/�A2i`3� h/h� ¢£��+'�¤¥<�1�d(*`1Knb��� ZNishio

et al., ,**,^ �� ���nopq/iA23� ~ �2¦��3�¡.*� �/i� Kn��3§¨��A

��2 ¤¥<�1���3 Za^ {�)* Z1./ cm^ /i6�h©�1! Z34ªl�«^�5�)* z p Z[-\ ]^ �Zb^ )* + m���3� � NO-

� �����¬ Za^�­��®� zp��¬ ®�¯*�°� Z-±6^ �{� N��~ªh� ¯�/i²�� X� N�³,**� �,**´�7� -*s -/ kg N

ha�+F�¬ Zb^ � C�)* +** cm/iµ�¶·h1��!�� NO-

� ��� M�)* 3*s+**�1� +**s++* cm���� NO-

����Kd� NO-

��¸�89���_+** �)* +** cm�?T�!�� rd�)* +** cm�¹º:���¬

Fig. 2 Changes in (a) penetra-

tion depth of water, zp,

starting from the ferti-

lized depth of 1./ cm, and

(b) liquid phase concent-

ration of NO-� at a depth

of + m.

����;l » +*,¼ Z,**0^26

Page 9: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

����� ��� ��� � ������ 1������ ���������� ���� ����� � !"�� �#�$ %&'(���)*+���������������,�%��� ����-�.��/�0�������"� 1/ �����2%��345�6�./78 � 9:;����� NO-

<���%��="/>�� ?��������������� @A!"#BC !"���"� �DE$�%%FG&�HI�.� ���J�'��() Kcarbon sequestrationL A0�����"A *MN�OP� '��+,� ���I��� ��-�Q. ���/R �0S1TUVWXY2�Z��� 3[���/���%���J() '"B4/A!"�%\.��"�

.� � � � �

57XY# ������]6��R78� ,^�"_�`a%b�"/> 9c�:d�eW�2���"� .�. :d !"��f '"g�h*;�

I<i�1=�>?%@�/jAA eW�1j�BC�k�DEIZl�ml� no�jAOP� ����p�"FG;���H�����q FGHA NO-

<�]H�Tr=sP���;It�p�� uJHvw �<i�jAG>A�@ !"�%\=� /g. �eW������IxI18�y%./g� !z n{�|K�L�� }~���������./FGH���� )��*���������� 1/ M� + m ���NoO�.�Px��Zl�FG;���H�A NO-

<�]H%Q����>"�A '"���I�� R��%��="���A��� n{ ����;�H%�S="���FGHg�%JT�����="U>��Vq FGH�� NO-

<W���2A!" !"� 1/ �X�TU#���� f��� Y�TUZ��[A��� ������[A NO-

<�]H�Tr=`a%��;�It="!"A!"�

��+ \�]^�p�"���� K+33/� .� +,_�,**,� +,� +1_LTable + Nitrogen balance on the soil surface during the period of +, April +33/ to +1 December

,**,4

FNchem

(kg N ha<+)

FNorg

(kg N ha<+)

VN

(kg N ha<+)HIN

SurplusN

(kg N ha<+)

SurplusNchem

(kg N ha<+)

Sweet corn

Chinese cabbage

Winter crops/Bare soil

+-.+

+/-+

*

1.

+*-3

*

1/3

++.-

/*3

*4.1

*402

*4**

+*/2

+13+

*

32.

1/,

*

Total ,21- +++- ,.++ *4.1 ,2.3 +1*0

���������; �� `� f��� ¡�¢�£0./¤ a� ?b� c��./ +33/�+330

TU +331�+332��a%¥' �¦§1/����¨�©�ª©�%£0. «�d��.�=¬�­®�g¤FNchem����� N, FNorg����� N, VN�?-e�fg N, HIN� N�I����¯°N SurplusN�±� N�h="i² N, SurplusNchem����� N�h="i² N%]=¤

��, ���� NO--NW����j C�k�j C*

Table , Measured (C) and estimated (C*) concentrations of NO--N in the soil water4

CNO--N C*NO--N C*

NO--Nchem

+** cm

(mg N L<+)

+/* cm

(mg N L<+)

,** cm

(mg N L<+) (mg N L<+) (mg N L<+)

-. -/ ,, 2- /*

M� +** cm���j� +33/� .� +/_�,**,� +,� ,2_�[�l³j¤ M�+/*TU ,** cm���j� +331� 0� +0_�,**,� +,� ,2_�[�l³j¤C*NO-�NTU C*NO-�Nchem� NO-

<�.���.l"���345A f��� ±���/��TU������ !"�6�./78�k�j¤

´�µ¶·¦¸¹ : 9:;��57�p�"�]6�º»¼��� 27

Page 10: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

� �

����������� ������������������������� �������� ������� !"#$��%�& �'�� �()�*+,�-�./�0���� 1����� !"#$��%�234���56�7��89�:

� � � �

;<������� =,**+> : ?@A���BC�DEFG���H�I�JK ���LM� .1 : 0.

;<������� =,**,> : ��?@A���0N O!P"#�$�QRK ���LM� .2 : -.

%&�' =+32.> : ST(U�VWX���0�HYZO)[\��!*�I�JK ST(+],-�.�pp. +�++0� ST(U+ ]^(K

Hasegawa, S. (+331) : Evaluation of rainfall infiltra-

tion characteristics in a volcanic ash soil by time

domain reflectometry method. Hydrol. Earth

Syst. Sci., + : -*-�-+,.

Hasegawa, S. and Eguchi, S. (,**,) : Soil water condi-

tions and flow characteristics in the subsoil of a

volcanic ash soil : Findings from monitoring

from +331 to +333. Soil Sci. Plant Nutr., .2 : ,,1�,-0.

Hasegawa, S. and Sakayori, T. (,***) : Monitoring of

matrix flow and bypass flow through the subsoil

in a volcanic ash soil. Soil Sci. Plant Nutr., .0 :

00+�01+.

Hoogmoed, W.B. and Bouma, J. (+32*) : A simulation

model for predicting infiltration into cracked

clay soil. Soil Sci. Soc. Am. J., .. : ./2�.0+.

/_ 0�12 3 =,**/> : 456`a�b*c�7��89de:fK ;<=>g�h?@AB�C�!"6`�D���ibj,klmOb*klm��Ei� F��0�G�nop� pp. 2*�3.� H

Iq� JrKsKtL�\u v =,**,> : �M7Nw?@A�OxOyK��BC�PyZQz{�|RZ�I�JK�0�S�Z� 23 : +/�,..

�T}� =+311> : ~U�E��+,�BC�y����� =�>K ��]#.A+.� pp. +�+0� �VyY�� �W]^(K

!"�!"���y!"X =,**.> : Y\ +/Z#��yP����K pp. +2�,.� !"�K

Katou, H., Clothier, B.E. and Green, S.R. (+330) : Anion

transport involving competitive adsorption

during transient water flow in an Andisol. Soil

Sci. Soc. Am. J., 0* : +-02�+-1/.

���[\�%&�'��K�� =+303> : ST(U�BC�VWX�0���HY�O��\��!*�I�Ji�E��+,+]^ =] +.> iK ���� .* : --1�-.-.

Molz, F.J. and Remson, I. (+31*) : Extraction term

models of soil moisture use by transpiring plants.

Water Resour. Res., 0 : +-.0�+-/0.

\u v�sKtL��T�� =,***> : QJ�+��^��BC�Qz{�_y� `�B�/Py[aK��bM� ,*2 : 0-�1+.

Nishio, T., Li, X. and Komada, M. (,**,) : Comparison

of fate of nitrogen applied to . di#erent kinds of

soils with particular reference to denitrification.

Soil Sci. Plant Nutr., .2 : -*1�-+-.

���c������d=e���%����=��=+332> : 6��f��7���0�gh@_yR ���K ���� 03 : -20�-3..

Ki¡j =,**.> : ¢£¤yPkl�¥¦�§¨�©mKª7yn� +1 : +0�,/.

Takeuchi, M., Itahashi, S. and Saito, M. (,**/) : A

water quality analysis system to evaluate the

impact of agricultural activities on N outflow in

river basins in Japan. Science in China Ser. C., .2,

supp. I : +**�+*3.

� �

��«¬�­®¯ =NO-°> �!*�y±oOQR²CJpe��¥� ?@A���(�q³�� �

0�rO´ysO��µ¶l�·c�¸¹)���Oº�� �0d NO-°´tO»ud NO-

°"#��

�0�S�Z ] +*,¼ =,**0>28

Page 11: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

�������� + m�� ������� ������ Darcy�������� !"#$�%&'�()� *+��� ,�-./0� 123�45�� + m6���� 789 NO-

:;<=>?@9 NO-

:A0��BCD�EFG��HI� NO-:�JK�I�LMNOP�� Q��R�S� NO-

:

�� TUVW��XY�R�SZ[\�Q]^I_CXY�S`�� Q��� *+�% NO-:�X��a

�Ibc�Q]�de\�� fW�gh�� Q�ij#7k��� lmno_�pV�NO-:�qr�

stuv�������wx�yz]�S{|�}����Q]�d\�

~�,�� : ,**/, +,� +/�~�,�� : ,**0, + � ,,�

�������� : ij#7klm�pV��XY]����st 29

Page 12: -( No. +*,,p.+3-* ,**0 · ˘ˇˆ˙˝,.-˛˝,mm˝+ ˚˜ !"#$ &’ / ( )* +˙ˇ,- . /0 1 / 2 )* +20 ˇ,-345˜ 678 9:˙ ;< 2 =>3 0?@a/ bcde fghijklm fg no˙ 5!"pqr˜ 6st

����������

�� � ������������ :

������������� ������������������������ ���������� !����"�#$%&�' ��(���� :

')�*�+,-./01&�(�23 45�67*3 +,-./01&��"� 8�93 :�0;�<=>?@A*�&B3 ����� 8��CD�EF(���GH�I( JK� ')�*93 ��L0MND����OPQR��*��(� JK��� :

STUV-W�XY!Z���[H*\]*=�^XV_`���!Z���Ta��bL��TacdeH������� :

6fg!Zhi�[Hjk���lFm3 nLTK����o pqrlF��"�� nL� "�s���PtT"�(� u8�(�� v9[H2j( =�3 ������tw^XV_`Pt*x*=��98&�(�

���� ����� ��!"#$� :

yhzX�2{=�(� =�|} + m~�U��qeH��� �% + m~�U�2qeHP yhzX�2�=� (������ :

�% + m��~�U�*������2x*=��"�� �P83 ���2��8� =�% + m

��~�U��3 � 8��.* cm�w*�"�� �����2����*�� D� 3 �% + m��9w}*��8����2| ��D��e*���O����26f^��W�X��Ta%&���3 |}62��eH�"�(�( �% + mO*���2��8��"� ���(��%&'( �� )*+,��-� :

45�6*9���2��D� ' P23 � ¡H¢£¤3 ��(�6f¥¦ §¨��(�� ©ª£«��c�¬­2������ :

©ª)�¬­�3 ®¯}2�% ,*°-* cm���' 3 |}6�±@¥¦²(��2�F&�' � ®¯}�3 ³;3 ´E7*�F&3 ±@¥¦�3 §µ_`¶�·_`¶}g*��E�F&��

6fL¸ ¹ +*,º »,**0¼30