土壤中的化学有效养分是如何迁移到根部的？

果树根系吸收的有效养分主要是从土壤颗粒和土壤溶液中获得。实际上土壤中相当部分的化学有效养分可以通过不同的途径和方式迁移到达根表，而成为果树的有效养分。因此，养分的迁移对于提高土壤养分的空间有效性是十分重要的。

土壤中养分到达根表有3种途径，即截获、质流和扩散（

图3-2　根系吸收养分示意图

①截获　②质流　③扩散

（引自《高等植物的矿质营养》，1991））。根据现有研究结果，一般来说，根系截获可以供应全部钙及部分镁和硫的需要，质流可以供应大部分钠、锌、铜、铁和硝态氮，扩散可供应磷和钾。

（1）根系截获。

在果树整个生命周期中，根系有不断地直接从土壤中获取养分的生理功能。截获是指根不通过运输而直接从所接触的土壤中获取养分。根系截获的养分，可通过根区皮层细胞的多水胞垒，扩散到中柱细胞的细胞壁内，之后再流入木质部的导管，流向叶片和树体的其他部位。

截获所得养分量实际是根系所占据的土壤容积中的养分，主要决定于根系容积（或根表面积）大小和土壤中有效养分的浓度。由于根系直接接触的土体小于1%，根系截获所能供应的养分量也只能占土体中有效养分量的1%左右。对氮、磷、钾三要素而言，根系截获供应量只占总养分吸收量的百分之几。但对于钙来说，可能全部由截获量来供应。

（2）质流。

由于果树的蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤与土体之间出现明显的水势差，土壤溶液中的养分随着水流向根表迁移，称为质流（

图3-3　养分的扩散、质流与截获示意图

）。在果树生命周期中由于蒸腾量比较大，因此，通过质流方式运输到根表的养分量也比较多。养分通过质流的方式迁移的距离比扩散的距离长。由质流所供应的养分量取决于果树需水量（或蒸腾系数）和土壤溶液中养分的浓度及根系所接触水分的有效体积。当质流养分的速度大于根系的吸收速度时，养分可在根表面积累；反之，则根表面会形成养分的亏缺区；而当二者速度相等时，根表面的养分浓度可以保持不变。

果树的蒸腾系数受树种、品种、气候和土壤含水量的影响。而且蒸腾作用只在白天发生，太阳能为其提供能源。

对果树根系通过质流供应的养分量的估算，有两种方法：一是根据果树吸水速率与土壤溶液中该养分浓度的乘积来估算；二是根据果树的蒸腾系数来估算。对钾来说，假如某一种果树的蒸腾系数为400，这种果树每克干物质中含钾为4%，则要求土壤溶液中钾的浓度应该不小于0.04/400=0.01%。而一般土壤中大多低于此值，因此，在这种情况下，钾必须通过扩散等其他途径来供应。对于磷而言，情况更是如此，土液中磷的浓度低得多。果树根系通过质流可以得到氮（NO-3－N）、钙、镁、锌、硼和铁。

（3）扩散

当根系截获和质流供应的养分量不能满足果树需要时，就会在根表面附近的土体中造成该养分的亏缺区，形成了根际土壤和整个土体间的养分浓度差，从而引起土体养分顺浓度梯度向根表运输，这种养分的迁移方式称为养分的扩散作用。一般来讲，只要出现养分的浓度差，就会发生养分从高浓度区向低浓度区的扩散转移。这种迁移具有速度慢距离短的特点。不同营养元素之间扩散所达到的距离有明显的差异，一般在0.1~15毫米。

土壤中养分的扩散过程比较复杂。养分扩散速率与扩散系数有关。而养分的扩散系数又与养分离子的特性（包括半径大小、电荷数目等）和介质的性状密切相关（

表3-3　主要养分的扩散系数

（厘米2/秒））。

果树根系靠养分扩散得到磷和钾以及氮（NH+4－N）。

土壤中养分迁移的方式，一定程度上取决于土壤溶液中各种养分的浓度。它通常指原状土壤饱和水溶液的离子浓度，以单位容积中的养分量来表示，有关土壤中主要养分的浓度如

表3-4　土壤饱和水溶液中几种养分的浓度

所示。