(2)质流运输和扩散作用

1)质流运输植物吸水而产生一个流向根表的水流把解吸在土壤溶液中的元素带到根表。单位体积质流带走的元素量占土壤可解吸性元素总量的比例为：

式中，C_li为土壤溶液的起始浓度；b为土壤平均缓冲能力系数；W为提供质流的土体重量。

因而质流运输使土壤溶液元素浓度降低的趋势用下式描述：

式中，U为质流量，即为植物吸水量。

质流运输给根表面提供的元素总量则为：

(12-38)式也可用比较简单的经验式表示之：

Q_mf=Cli·U^B           (12-39)

式中，B为修正系数．模拟土壤缓冲能力(b)对质流运输的影响，缓冲能力越大，B越接近1。若土壤缓冲能力弱(b≤3),B可取0.90；若缓冲能力中等(3<b≤10),B可取0.95；若缓冲能力强((b>10) , B可取0.98。若知道降雨或灌溉后土壤下渗水流的数量，应用(12-38)式也可估计土壤渗流带走的元素或化合物的数量，也就是带给有关水体的营养物或有毒物质的数量。

2)扩散作用当植物根系对某一元素的吸收量和质流运输所提供的元素量不等时，会在垂直于根表的方向上产生一个浓度梯度，而引起扩散作用。对于符合准无限(semi-infinite)条件的扩散作用，扩散量的大小可用下式描述(Crank1955):

Q_d＝2(C₂-C₁)(DT/π)^1/2 S            (12-40)

式中，Q_d为T时间内通过扩散界面S的元素量;C₂和C₁分别为高浓度介质和低浓度介质的可扩散性元素含量；D为扩散系数；π等于3.1415)。

对于土壤-根系系统，若根与根之间对元素无竟争性吸收，即根与根之间的距离较远(如大农田作物)，且根表浓度在短时间内看作不变，则可看成是符合准无限条件，则在根长为L 处的很小一段根(dL)所接收的扩散量为：

d(Q_d)＝2(C_li-C_r)·b·d_p·(D/π)^1/2·[(L₁-L)/K]^1/2·2πR_o·dL            (12-41)

式中，Q_d、C_li、b、 D和π如前述；C_r为根表面溶液浓度；d_p为土壤容重，旨在把单位重量浓度化为单位体积浓度；L₁为总根长；K为根生长速率；(L₁-L)/K为扩散时间；R_o为根系平均半径。

全部根系所接受的扩散量则为：

式中，T_m为根系生长时间，且T_m＝L₁/K。

相关链接：土壤污染物迁移能力评价（五）