土壤养分溶解时以带正电或带负电的离子形式存在。带正电的离子称为阳离子，带负电的离子称为阴离子。以阳离子形式存在的营养物质有钙 (Ca2+)、镁 Mg2+、铵 (NH4+)、钾 (K+)、氢 (H+)、钠 (Na+)、铝 (Al3+)、铁 (Fe2+)、锰 (Mn2+)、锌(Zn2+) 和铜 (Cu2+)。一些以阴离子形式存在的营养物质是氯化物 (Cl-)、硝酸盐 (No3-)、硫酸盐 (SO4)-2 磷酸盐（H2PO4- 和 HPO4-）、硼酸盐 (BO3-) 和钼酸盐 (MoO4-)。

阳离子交换容量（CEC）是一种土壤化学性质。它是土壤保持或储存阳离子的能力。当土壤颗粒带负电时，它们会吸引并保持阳离子（带正电的离子），从而阻止它们从土壤剖面中浸出。土壤颗粒所保持的阳离子称为交换性阳离子。另一方面，带负电的土壤颗粒排斥阴离子（带负电的离子）。这意味着硝酸盐、硫酸盐和氯化物等带负电荷的营养物质很容易从土壤中渗出。

土壤的 CEC 可以通过其颜色和质地（因为 CEC 受有机质和粘土含量的影响）或土壤测试来估算。CEC 通常以 meq/100g（毫当量/100g 土壤）或 cmolc/kg（厘摩尔正电荷/kg 土壤）表示。下面列出了一些关于阳离子交换能力需要注意的关键事实。

• 由于CEC 衡量土壤保持养分的能力，因此它是土壤肥力的关键决定因素。具有高 CEC 的土壤能够容纳更多的阳离子，使其具有足够的钙、镁和其他阳离子。相反，CEC低的土壤容易缺乏阳离子。

• CEC 高的土壤保水能力强（例如粘土），而CEC 低的土壤保水能力低（例如沙土）。

• 低CEC 组的土壤的值通常<10meq/100g，而高CEC 组的土壤大于10meq/100g。

• CEC 低的土壤会很快变酸（例如沙质土壤），并且比 CEC 高的土壤需要更频繁地施石灰。

影响土壤阳离子交换能力的因素

影响 CEC 的因素包括土壤类型、土壤 pH 值和土壤有机质含量。

土壤由沙子、有机物、淤泥和粘土颗粒组成。与粘土和粉质土壤相比，含沙量高的土壤对阳离子的保持能力较低。粘土和淤泥颗粒具有带负电荷的位点，使它们能够吸附并保持在阳离子上。沙质土壤的 CEC 介于 1-5meq/100g 之间。4 粘土（如绿土和伊利石）的 CEC 介于 25-100meq/100g 之间。3,4 增加沙质土壤的粘土含量将有助于提高其 CEC。

与粘土颗粒类似，有机物质具有带负电荷的位点，可以吸引并保持阳离子。据报道，它们的 CEC 高达 250meq/100g.2,5 有机物中的带负电粒子是有机酸解离的结果，这种解离取决于土壤的 pH2。这就是为什么当土壤由于有机质含量而具有高 CEC 时，据说它与 pH 值有关。增加土壤 CEC 的一种有机方法是增加其有机质含量。这种方法缓慢但可靠。