本節(jié)中描述的堿陽離子包括鉀 (K)、鈣 (Ca) 和鎂 (Mg)。
 
堿陽離子的形式和功能
基本陽離子的形式
K：K +
Ca：Ca 2+
Mg：Mg 2+ 基礎(chǔ)陽離子的功能
鉀
 
參與多種酶促反應(yīng)
在能量化合物合成中的作用
植物內(nèi)碳水化合物易位所需
參與調(diào)節(jié)蒸騰過程中的氣體交換和水的關(guān)系
鈣
 
細(xì)胞壁的重要組成部分
影響細(xì)胞壁的通透性
參與細(xì)胞生長
參與植物內(nèi)碳水化合物和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)運
鎂
 
葉綠素的必要成分，是光合作用的場所
參與蛋白質(zhì)合成
參與化學(xué)合成的能量傳遞
 
沒有有機形式的鉀、鈣和鎂。相反，這些營養(yǎng)素僅以其陽離子形式（K+、Ca2+、Mg2+）存在。請注意，鉀只有一個正電荷，而鈣和鎂有兩個正電荷。我們將鉀稱為單價陽離子，將鈣和鎂稱為二價陽離子。
 
鉀：
有四個循環(huán)與鉀有關(guān)。
 
首先，鉀是幾種土壤礦物質(zhì)的組成部分。
其次，鉀可以在膨脹的粘土礦物（即蒙脫石）的結(jié)構(gòu)內(nèi)被捕獲，這被稱為鉀固定。
第三，鉀保持在陽離子交換能力上。
最后，土壤溶液含有易于植物吸收的鉀。
礦物鉀
土壤中的大部分鉀以礦物質(zhì)形式存在，如長石和云母。在鉀循環(huán)中，礦物質(zhì)鉀向其他狀態(tài)的轉(zhuǎn)移是一個非常緩慢的過程。從本質(zhì)上講，礦物質(zhì) K 在單個生長季節(jié)不能用于植物吸收。
 
捕獲的 K
鉀也可以被困在膨脹的粘土礦物的結(jié)構(gòu)中。這個捕獲的 K 稱為“固定 K”。“固定 K”不應(yīng)與氮“固定”混淆。當(dāng)發(fā)生固氮時，植物可利用的氮增加。相比之下，固定 K 目前不能用于植物吸收。盡管“固定鉀”可以隨著時間的推移慢慢變得可用，但通常在一種作物的生長季節(jié)內(nèi)是不可用的。然而，固鉀并不總是被視為一種損失，因為它可以為未來的作物季節(jié)保存鉀。
 
可交換 K
可交換部分包括由土壤顆粒的陽離子交換能力保留的鉀。可交換鉀與土壤溶液鉀處于平衡狀態(tài)，并且隨著鉀的去除，可迅速補充土壤溶液。
 
解決方案K
這個分?jǐn)?shù)代表可以被植物直接從土壤溶液中去除的鉀。
 
土壤溶液中鉀的歸宿
植物吸收只是土壤溶液中鉀的一種可能命運。鉀是土壤中的一種流動養(yǎng)分，可能是：
 
失去了浸出
被土壤顆粒保留
沉淀為次生礦物
影響 K 可用性的因素：
土壤中含鉀礦物質(zhì)的量：與固有鉀含量低的土壤相比，固有鉀礦物質(zhì)含量高的土壤通常具有更高的鉀含量。
土壤中粘土礦物的類型：由于高度風(fēng)化的粘土通常具有較低的陽離子交換能力，因此這些土壤中的可交換鉀可能有限。
土壤水分：鉀主要通過擴散穿過土壤。在足夠的水分含量下，擴散發(fā)生得更快。另一方面，過多的水分會導(dǎo)致鉀浸出。由于浸出是鉀損失的一個來源，因此應(yīng)盡量減少。
土壤溫度：溫暖的溫度會加速鉀從含鉀礦物質(zhì)中的釋放。因此，礦物鉀和“固定”鉀在較高溫度下變得更快。
曝氣：植物需要充足的氧氣來吸收鉀。
土壤酸堿度：
在酸性條件下，鋁和錳的毒性可能會導(dǎo)致根系發(fā)育不良，從而阻礙鉀的吸收。當(dāng)酸性土壤加石灰時，由于陽離子交換容量的增加，可交換鉀增加。
如果鈣和鎂的含量過多，則陽離子交換容量的鉀飽和度會因與鈣和鎂的競爭增加而降低。
鈣：
鈣循環(huán)由三個組成部分組成。他們是：
 
鈣沉淀
可交換鈣
溶液鈣
含鈣礦物
地球上的各種礦物質(zhì)是鈣的天然來源。其中有常見的石灰劑、方解石和白云石。
 
可交換鈣
 
鈣是大多數(shù)土壤中陽離子交換容量的主要陽離子。它可以根據(jù)植物吸收的需要輕松解吸和補充土壤溶液。
 
土壤溶液鈣
土壤溶液中的鈣很容易被植物吸收。
 
土壤溶液中鈣的命運
與鉀一樣，植物吸收只是土壤溶液中鈣的可能歸宿之一。由于鈣在土壤中是一種流動性很強的養(yǎng)分，它可能是：
 
失去了浸出
被土壤顆粒保留
沉淀為次生礦物
決定鈣有效性的因素：
總鈣供應(yīng)：具有低陽離子交換能力的土壤通常鈣含量低。
往往具有低陽離子交換能力的土壤是嚴(yán)重浸出的、高度風(fēng)化的土壤和/或質(zhì)地粗糙的土壤。
土壤 pH 值：由于鋁飽和度高，酸性土壤的鈣含量往往較低。
土壤類型：與高度風(fēng)化的土壤相比，中度風(fēng)化的土壤通常具有更多的有效鈣。
鈣飽和度：如果陽離子交換容量中鈣含量低于25%，建議將鈣施于土壤中。
鎂
鎂循環(huán)與鈣循環(huán)非常相似。像鈣一樣，鎂可以通過以下方式含有：
 
含鎂礦物
陽離子交換容量
土壤溶液
有多種含有鎂的原生和次要礦物質(zhì)。當(dāng)這些礦物質(zhì)溶解或風(fēng)化時，鎂就會變得可用。釋放后，鎂被土壤顆粒的陽離子交換能力保持或留在土壤溶液中。土壤溶液中的鎂可能沉淀成次生礦物質(zhì)，被植物吸收，或從土壤中浸出。
 
決定可用性的因素
與鈣相似，鎂在以下土壤中是有限的：
 
含鎂礦物質(zhì)含量本來就低
酸性
高度浸出
石灰與不含鎂的材料
含有過量的其他陽離子，如鉀、鈣和銨，它們與鎂競爭并降低其對陽離子交換能力的存在
如果 Ca: Mg 比大于 10:1 至 15:1，則可能會缺乏鎂。