植物生長(zhǎng)所必需的“土壤陽(yáng)離子”包括銨、鈣、鎂和鉀。還有另外三種“土壤陽(yáng)離子”，它們不是必需的植物元素，但會(huì)影響土壤的 pH 值。額外的“土壤陽(yáng)離子”包括鈉、鋁和氫。
 
對(duì)植物生長(zhǎng)至關(guān)重要的土壤陽(yáng)離子
銨
鈣
鎂
鉀
影響土壤 pH 值的土壤陽(yáng)離子
鈉
鋁
氫
陽(yáng)離子的主要區(qū)別特征是它們的正電荷。就像磁鐵一樣，正電荷會(huì)被負(fù)電荷強(qiáng)烈吸引。當(dāng)土壤顆粒帶負(fù)電荷時(shí)，顆粒會(huì)吸引并保留陽(yáng)離子。據(jù)說(shuō)這些土壤具有陽(yáng)離子交換能力。盡管大多數(shù)土壤帶負(fù)電荷并吸引陽(yáng)離子，但我們將看到一些夏威夷土壤是例外。 “土壤陽(yáng)離子”進(jìn)一步分為兩類(lèi)。銨、鈣、鎂、鉀和鈉被稱為“堿性陽(yáng)離子”，而鋁和氫被稱為“酸性陽(yáng)離子”。
 
基礎(chǔ)陽(yáng)離子
銨
鈣
鎂
鉀
鈉*
* 與其他堿陽(yáng)離子不同，鈉不是所有植物的必需元素。含有高濃度鈉的土壤會(huì)出現(xiàn)鹽度和堿度問(wèn)題。
 
酸性陽(yáng)離子
鋁
氫
“堿”和“酸”是指特定陽(yáng)離子對(duì)土壤 pH 值的影響。正如您可能懷疑的那樣，土壤顆粒中含有大量酸性陽(yáng)離子的土壤的 pH 值會(huì)很低。相比之下，高堿性土壤主要由堿性陽(yáng)離子組成。
 
土壤中的陽(yáng)離子相互競(jìng)爭(zhēng)，在陽(yáng)離子交換能力上占有一席之地。然而，一些陽(yáng)離子比其他陽(yáng)離子被更強(qiáng)烈地吸引和保持。在降低保持強(qiáng)度時(shí)，土壤顆粒保持陽(yáng)離子的順序如下：鋁、氫、鈣、鉀和硝酸鹽，以及鈉。
 
陰離子交換
在熱帶地區(qū)，許多高度風(fēng)化的土壤具有陰離子交換能力。這意味著土壤將吸引和保留陰離子，而不是陽(yáng)離子。與陽(yáng)離子相反，陰離子帶負(fù)電。被土壤顆粒保持和保留的陰離子包括磷酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽和氯（按強(qiáng)度遞減的順序）。與具有陽(yáng)離子交換能力的土壤相比，具有陰離子交換能力的土壤具有凈正電荷。具有陰離子交換能力的土壤通常含有風(fēng)化的高嶺土礦物、鐵和鋁的氧化物以及無(wú)定形材料。陰離子交換能力取決于土壤的 pH 值，并隨著土壤 pH 值的降低而增加。
 
基礎(chǔ)飽和度
堿飽和度是指示土壤中堿陽(yáng)離子相對(duì)量的測(cè)量值。根據(jù)定義，它是構(gòu)成總陽(yáng)離子交換容量的鈣、鎂、鉀和鈉陽(yáng)離子的百分比。例如，25% 的堿飽和度意味著 25% 的陽(yáng)離子交換容量被堿陽(yáng)離子占據(jù)。如果土壤不表現(xiàn)出陰離子交換能力，剩余的 75% 的 CEC 將被酸性陽(yáng)離子占據(jù)，例如氫和鋁。一般來(lái)說(shuō)，由基性火成巖形成的中度風(fēng)化土壤的基礎(chǔ)飽和度相對(duì)較高，例如夏威夷的玄武巖。土壤的 pH 值隨著堿飽和度的增加而增加。
 
相比之下，高度風(fēng)化和/或酸性土壤的堿飽和度往往較低。
 
養(yǎng)分從土壤到根的運(yùn)動(dòng)
養(yǎng)分與根表面接觸以供植物吸收的三種基本方法。它們是根截取、質(zhì)量流和擴(kuò)散。
 
根截留：當(dāng)養(yǎng)分與根表面物理接觸時(shí)發(fā)生根截留。作為一般規(guī)則，根截獲的發(fā)生隨著根表面積和質(zhì)量的增加而增加，從而使植物能夠探索更多的土壤。菌根真菌可以增強(qiáng)根截獲，菌根真菌定植根并增加根對(duì)土壤的探索。根截獲負(fù)責(zé)大量的鈣吸收，以及一些鎂、鋅和錳。
質(zhì)量流：當(dāng)養(yǎng)分通過(guò)土壤中水的運(yùn)動(dòng)（即滲透、蒸騰或蒸發(fā)）被輸送到根部表面時(shí)，就會(huì)發(fā)生質(zhì)量流。水流的速度控制著輸送到根表面的養(yǎng)分量。因此，質(zhì)量流量的減少是土壤水分的減少。大多數(shù)氮、鈣、鎂、硫、銅、硼、錳和鉬通過(guò)質(zhì)量流移動(dòng)到根部。
擴(kuò)散：擴(kuò)散是特定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)沿濃度梯度的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)土壤溶液中特定養(yǎng)分的濃度存在差異時(shí)，養(yǎng)分將從濃度較高的區(qū)域移動(dòng)到濃度較低的區(qū)域。您可能已經(jīng)觀察到向水中加入糖時(shí)的擴(kuò)散現(xiàn)象。隨著糖的溶解，它會(huì)在糖濃度較低的部分水中移動(dòng)，直到它均勻分布或均勻濃縮。擴(kuò)散會(huì)向根表面輸送大量的磷、鉀、鋅和鐵。與水向根部移動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的質(zhì)量流相比，擴(kuò)散是一個(gè)相對(duì)緩慢的過(guò)程。
營(yíng)養(yǎng)吸收到根部和植物細(xì)胞中
在水和養(yǎng)分被吸收到植物中之前，兩者都必須首先被植物根部吸收。