Page 1
���������� ��������
� � � �*
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
,� � �
,�+� �������� ��������������� ������ ��� ��� -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
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
���������� ������� -/.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��$��� �� 3* cm�� ,'-
mmtT6�P��7��� ++* cmCyEb# 1'2 cm
��+ ��0�6�� +**
{| -* cm������0��}�+33/'+333� ¡ ¢£¤B� �� ¥¦7�)*CyzI+§s �Hasegawa,
+331 C¨©�ª«7�s¡
Fig. + Daily precipitation
and the changes in
the daily average
storage water to
depths of +** and
-* cm during the
period of +33/�+333.
��, �� 3*{| ++* cm
:;<=�>?@6�� +** cm¬0®���s�+33/'+333� ¡ ¬0®¢£¤B� �� �� *'+**{| *' -* cm
¬0®6¯SOQ0°U±E�²³´ �µl¶´ C¨©�ª«7�s¡
Fig. , Daily average pres-
sure potentials at
depths of 3* and
++* cm and volu-
metric water con-
tent at a depth of
+** cm during the
period of +33/�+333.
R·¸¹^ º +*,» �,**0 22
Page 5
�������� �� � ���.� ������ �������,.-��, mm�+����� �!"#$�%&'�� ���/� �������(�)*�+��,-�.��/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$«¬h®����¯��°>3�
Fig. . Changes in the pressure potentials and
the hydraulic gradient during the
heavy rain event shown in Fig. -.
ihf±²³´µ : ¶·LF �]�E�3�¸�S¹º»�!¼ 23
Page 6
�������� *.00�*.1+m-m-��� ��� ����� ������������ *.0/�*.1* m- m-
���,� � !��� "#��$%&��'��%� (�)*� +,�-�.��/�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$7�3T>�����-g� ������5/7����(>����>�S' >� (�)*� ���&cd-ef�T�' >��� _+**- *.0/�*.1*m-m-��� K �_+**� ��%��� �U�5/7�h>���# �%�
-�-� ���������� �����������
��}G���� +** cm���>qA&��|}~�� ���\�� Darcy�'��'/>yz{|}~�-�2' g �Hasegawa and Sakayori, ,*** ;
Hasegawa and Eguchi, ,**,�� �qA&��� -�.�/�0��S�� yz{|}~��������<�/' �� ���0� -�����/��UT��� /�0*mm
jk�.��g� �����0���5/7�> ��
��0 yz{|}~�¡¢+,��Q>£qA& � �+33/ � +333
��¤ yz{|}~��¥¦�§¨|z�� �� *�+** cm
G©�£�ª�&�� +£f�g�yz{|}~���DB�+331�,**-�� =Z«¬��s��Qg®x���¤
Fig. 0 Daily water drai-
nage from a depth
of +m as matrix
flow and preferen-
tial flow during the
period of +33/�+333.
��/ 5EF ���-� ��� *�+**¡¢ *�-* cm
G©��� +** cm��¯>234&���K¤ <�/�°�+� �,¡¢�-�� 0U±U� -�'w²��³´µ¶·¸�¹º�� �a¡¢�b�� 0U±U� ,�'w²��³´µ¶·¸�¹º(>¤
Fig. / Changes in the volumetric water con-
tents from the soil surface to depths of
+** and -* cm, and at a depth of +m
during the heavy rain event shown in
Fig. -.
GH���» ¼ +*,¸ �,**0�24
Page 7
���� ��������� ��� ��� -* mm
������� ����� /* mm����� ���0�� ����� ������������ � !�"#$%&���� ��� +�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$��Q= ���2 b� �� V��*19� `a��+b�°±���)C NO-
M,�=�ac#�CX�BC NO-
MD��#F�-!��B##F����Q=(�5� "�� *19��)C NO-
M,�iCj�BC NO-
MD�� �L²��t.³Yp. %g� c
��1 �:��<0 � P=89 + m�%��<�� � D�#F´ �:��<�� � D�� �:��<������}j�<������ OS*M+** ��d�89 *'+**
cm��:9e ��E��X´Fig. 1 Annual drainage from a depth of + m as
a function of annual precipitation.
[�µ¶·«¸¹ : _`�"*1�i�X �<=º»¼�?f 25
Page 8
������������� ������� ����� �������� NO-
������� �NO-�
���!"�#$%��� &�'�()* + 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��,^� )�� $%N�*+��'A,h�',(� �(�� C*NO-�Nchem
��dh1��D�� CNO-�N Z)* +** cm� -. mg
N L�+^ � +./-+�� Z/* mg N L�+^ ��01� ���&����%�,� W�!���0,����h1)* +** cm���3D NO--N��� -0 mg N L�+�@S���D����&��@01��1� �������� NO--N���U ,1* kg N ha�+ SurplusNchem
+,1*0 kg N ha�+/i�h��,(� �(��� ., mg N
L�+�V�*`� �d��� +.,-� .h1� `i� �/i� "�no�E/� NO-
��h,W�!��������Kh17� �S�no�� Kn��0,���y0�*`1/� )���h,����� h,�3/�¡�i/�A2i`3� h/h� ¢£��+'�¤¥<�1�d(*`1Knb��� ZNishio
et al., ,**,^ �� ���nopq/iA23� ~ �2¦��3�¡.*� �/i� Kn��3§¨��A
��2 ¤¥<�1���3 Za^ {�)* Z1./ cm^ /i6�h©�1! Z34ªl�«^�5�)* z p Z[-\ ]^ �Zb^ )* + m���3� � NO-
� �����¬ Za^���®� zp��¬ ®�¯*�°� Z-±6^ �{� N��~ªh� ¯�/i²�� X� N�³,**� �,**´�7� -*s -/ kg N
ha�+F�¬ Zb^ � C�)* +** cm/iµ�¶·h1��!�� NO-
� ��� M�)* 3*s+**�1� +**s++* cm���� NO-
����Kd� NO-
��¸�89���_+** �)* +** cm�?T�!�� rd�)* +** cm�¹º:���¬
Fig. 2 Changes in (a) penetra-
tion depth of water, zp,
starting from the ferti-
lized depth of 1./ cm, and
(b) liquid phase concent-
ration of NO-� at a depth
of + m.
����;l » +*,¼ Z,**0^26
Page 9
����� ��� ��� � ������ 1������ ���������� ���� ����� � !"�� �#�$ %&'(���)*+���������������,�%��� ����-�.��/�0�������"� 1/ �����2%��345�6�./78 � 9:;����� NO-
<���%��="/>�� ?��������������� @A!"#BC !"���"� �DE$�%%FG&�HI�.� ���J�'��() Kcarbon sequestrationL A0�����"A *MN�OP� '��+,� ���I��� ��-�Q. ���/R �0S1TUVWXY2�Z��� 3[���/���%���J() '"B4/A!"�%\.��"�
.� � � � �
57XY# ������]6��R78� ,^�"_�`a%b�"/> 9c�:d�eW�2���"� .�. :d !"��f '"g�h*;�
I<i�1=�>?%@�/jAA eW�1j�BC�k�DEIZl�ml� no�jAOP� ����p�"FG;���H�����q FGHA NO-
<�]H�Tr=sP���;It�p�� uJHvw �<i�jAG>A�@ !"�%\=� /g. �eW������IxI18�y%./g� !z n{�|K�L�� }~���������./FGH���� )��*���������� 1/ M� + m ���NoO�.�Px��Zl�FG;���H�A NO-
<�]H%Q����>"�A '"���I�� R��%��="���A��� n{ ����;�H%�S="���FGHg�%JT�����="U>��Vq FGH�� NO-
<W���2A!" !"� 1/ �X�TU#���� f��� Y�TUZ��[A��� ������[A NO-
<�]H�Tr=`a%��;�It="!"A!"�
��+ \�]^�p�"���� K+33/� .� +,_�,**,� +,� +1_LTable + Nitrogen balance on the soil surface during the period of +, April +33/ to +1 December
,**,4
FNchem
(kg N ha<+)
FNorg
(kg N ha<+)
VN
(kg N ha<+)HIN
SurplusN
(kg N ha<+)
SurplusNchem
(kg N ha<+)
Sweet corn
Chinese cabbage
Winter crops/Bare soil
+-.+
+/-+
*
1.
+*-3
*
1/3
++.-
/*3
*4.1
*402
*4**
+*/2
+13+
*
32.
1/,
*
Total ,21- +++- ,.++ *4.1 ,2.3 +1*0
���������; �� `� f��� ¡�¢�£0./¤ a� ?b� c��./ +33/�+330
TU +331�+332��a%¥' �¦§1/����¨�©�ª©�%£0. «�d��.�=¬�®�g¤FNchem����� N, FNorg����� N, VN�?-e�fg N, HIN� N�I����¯°N SurplusN�±� N�h="i² N, SurplusNchem����� N�h="i² N%]=¤
��, ���� NO--NW����j C�k�j C*
Table , Measured (C) and estimated (C*) concentrations of NO--N in the soil water4
CNO--N C*NO--N C*
NO--Nchem
+** cm
(mg N L<+)
+/* cm
(mg N L<+)
,** cm
(mg N L<+) (mg N L<+) (mg N L<+)
-. -/ ,, 2- /*
M� +** cm���j� +33/� .� +/_�,**,� +,� ,2_�[�l³j¤ M�+/*TU ,** cm���j� +331� 0� +0_�,**,� +,� ,2_�[�l³j¤C*NO-�NTU C*NO-�Nchem� NO-
<�.���.l"���345A f��� ±���/��TU������ !"�6�./78�k�j¤
´�µ¶·¦¸¹ : 9:;��57�p�"�]6�º»¼��� 27
Page 10
� �
����������� ������������������������� �������� ������� !"#$��%�& �'�� �()�*+,�-�./�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
�������� + m�� ������� ������ Darcy�������� !"#$�%&'�()� *+��� ,�-./0� 123�45�� + m6���� 789 NO-
:;<=>?@9 NO-
:A0��BCD�EFG��HI� NO-:�JK�I�LMNOP�� Q��R�S� NO-
:
�� TUVW��XY�R�SZ[\�Q]^I_CXY�S`�� Q��� *+�% NO-:�X��a
�Ibc�Q]�de\�� fW�gh�� Q�ij#7k��� lmno_�pV�NO-:�qr�
stuv�������wx�yz]�S{|�}����Q]�d\�
~�,�� : ,**/, +,� +/�~�,�� : ,**0, + � ,,�
�������� : ij#7klm�pV��XY]����st 29
Page 12
����������
�� � ������������ :
������������� ������������������������ ���������� !����"�#$%&�' ��(���� :
')�*�+,-./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