關玉衡接到報告後立即派副團長董平輿團長前往軍營。
董平輿能夠熟練使用日語，於是開始對這些人用日語進行審問。
中村震太郎說：“我是日本農業學會派來的日本農業專家，是考察東北地區土質和農業發展狀況的。這是我的名片。”
董平輿接過部下轉過來的一本日本護照，見上麵印著“日本日本農業學會會員”和“中村震太郎”等字樣，心想：果然是一位日本人，是不是真正的日本農業專家尚待審問，問道：“你具體考察的農作物品種是什麼？這裡的土壤成分是什麼？”
中村震太郎保持沉默，一直答不上來。
董平輿命令士兵們對日人的行李徹底地搜查。在一個看似普通的皮箱夾層裡，士兵們發現地圖和筆記本非同尋常：地圖是一份標注著東北軍各個駐地位置的軍用地圖；筆記本裡記錄著許多軍事設施的照片和詳細數據。更令人吃驚的是，四人攜帶的＂農業考察＂器材也非農業考察所用，而是用於軍事測繪的專業設備，其中還有一台可以精確測量地形坡度和距離，瑞士產的經緯儀；還一個能夠準確定位軍事目標方位的微型羅盤。董平輿方知中村震太郎用地圖對照現地，做了一些糾正改繪，凡他們所經過的東北興安嶺、索倫山等地區，關於村落、居民、土質、水井、雨量、氣候以及可容駐的兵力等都一一記載。
“繼續搜！”董平輿更加細心起來。
隨著士兵們搜查的深入，中村震太郎等四人的真實身份越來表現出來，在四人行裝裡被搜出調查筆記、軍用地圖、寒暑表、指北針、測土儀器，在攝影器材的木箱夾層裡，士兵們搜出了三支手槍和一些子彈。尤其在中村震太郎貼身衣物中，士兵們發現了一張用特殊墨水書寫的密碼本，傳給了董平輿（董昆吾）。
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董平輿（董昆吾）見上麵記錄著與關東軍聯絡的暗號，判斷中村震太郎、井杉延太郎等四人均是日本的軍事間諜，於是喊：“證據確鑿，還有什麼可說的？”
在鐵證如山的物證、人證麵前，中村震太郎等人仍然拒不承認日本間諜身份，隻是說：“這些軍用物品，是我們在路上偶然拾到的。”
中村震太郎說：“我們是日本陸軍士官學校的同學。你還不了解我嗎？”
中村震太郎說的不錯，於1927年4月入日本陸軍士官學校第二十期步兵科學習，和中村震太郎也算是校友。1929年7月畢業，董平輿（董昆吾）回國後投效東北張作霖奉軍部隊，曾任東北陸軍講武堂教官和東北陸軍訓練處教練官。1931年跟隨關玉衡團長任東北興安屯墾軍第三團少校副團長。
中村震太郎威脅說：“如果你們不放人，日本領事館一定會出麵的。倒是你們的關玉衡團長、張學良少帥都要向我道歉，向大日本道歉！”
董平輿冷笑道：“那就向我們的團長。”說著，董平輿立即派人向團長關玉衡彙報，等待進一步的處理意見。
第二天，關玉衡團長巡防回來，董平輿向他報告了將扣留中村震太郎、井杉延太郎等四人的經過，“證據確鑿嗎？”關玉衡問道。
董平輿把證據一一述說。
“立刻召開團級會議。”關玉衡讓董平輿吩咐下去。
軍官們到齊，討論了一會兒，關玉衡說：“四位間諜罪證據確鑿，按國際慣例，大家一致同意將中村震太郎、井杉延太郎等四人處死。”
部分軍官認為公開處刑會遭到日本人的麻煩，最後關玉衡下命令將以中村震太郎為首的四名間諜在一個僻靜的角落槍決。事後將重要的間諜罪證材料，呈送張學良。
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