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土壤胶体微粒扩散层中的离子与土壤溶液中电荷符号相同的离子的相互交换作用。
带负电荷的胶体其扩散层为阳离子，与溶液中的阳离子互相交换称为阳离子交换；带正电荷的胶体其扩散层为阴离子，与溶液中的阴离子互相交换称为阴离子交换。由于土壤胶体一般为带负电荷，所以土壤的离子交换作用以阳离子交换为主。阳离子交换过程具有两个基本特点：(1)可逆反应，迅速平衡；(2)等当量交换。离子交换作用对土壤的保肥和供肥性能，有十分重要的影响。
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