Concentrations and Natural 15N Abundances of NO3-N in Groundwater and Percolation Water from Intensive Vegetable Cultivation Area in Japan

Nitrate-N concentrations and the corresponding ${\delta}^{15}N$ values were determined with water samples collected periodically from artesian wells (3 and 6 m deep), underdrainage and gushout waters in a Welsh onion cultivated area in the Kushibiki Fan, Saitama Prefecture, Japan. Average $NO_3-N$ concentrations in waters from 3 and 6 m wells were 25.7 and $2.8mg\;L^{-1}$, whereas ${\delta}^{15}N$ values were 3.6 and 4.7‰, respectively. The $NO_3-N$ concentration and ${\delta}^{15}N$ value of the underdrainge water were $35.5mg\;L^{-1}$ and 6.6‰, reflecting rapid input of chemical fertilizers and farmyard manure. The mean values of $NO_3-N$ concentration and ${\delta}^{15}N$ in the gushout water flown out of the edge of Kushibiki Fan were $19.4mg\;L^{-1}$ and 7.9‰, respectively. As a results the ${\delta}^{15}N$ values of the gushout water were higher than those of the artesian wells and underdrinage water. The ${\delta}^{15}N$ values of total-N and $NO_3-N$ of the soils were 6.1 and 5.10‰, respectively, while those for nitrification-inhibitor containing fertilizer and slow-release fertilizers were -6.1 and -2.2‰, respectively.

일본 노지채소 집약 재배지역 토양 침출수 중의 NO3-N 농도와 질소 안정동위원소 자연존재비(δ15N)

질소 안정동위체 자연존재비(${\delta}^{15}N$)측정을 통해 노지 채소 재배토양에서 침출되어 지하로 이동하는 $NO_3-N$의 동태를 조사한 결과는 다음과 같다. 1) 3 m 관정수와 6 m 관정수의 $NO_3-N$ 농도 평균값은 각각 25.7 및 $2.8mg\;L^{-1}$이었으며, ${\delta}^{15}N$는 +3.6 및 +4.7‰이었다. 2) 암거배수의 $NO_3-N$ 농도와 ${\delta}^{15}N$의 평균은 각각 $35.5mg\;L^{-1}$와 +6.6‰로 토양 침투수는 즐인 선상지 전체로부터 모아지며 비교적 민감하게 화학비료, 가축분 퇴비 유래 질소농도의 변화를 반영하였다. 3) 단지 말단부의 용출수의 $NO_3-N$ 농도와 ${\delta}^{15}N$의 평균은 각각 $19.4mg\;L^{-1}$ 및 +7.9‰로서 채소 재배지대의 복류수 중에는 축산폐기물 유래가 침투되어 있는 것을 나타냈다. 4) 본 지구의 채소재배 토양의 ${\delta}^{15}N$은 2 N KCl 추출 가용태 질소로서 +6.1‰, 질산태 질소로서 +5.1‰이며, 주로 사용되는 화학비료의 전질소의 ${\delta}^{15}N$은 질산 억제비료가 -6.1‰, 그리고 완효성비료가 2.2‰이었다.