土壌分析や堆肥分析では、100gの土壌に残留している各種ミネラルの質量、土壌や堆肥のpHやCECを得ることができます。収穫したい作物量に必要なミネラル量に対する不足分を求め、適正なミネラルの施肥量を知ることができます。土壌分析は3000円～1万円程度で外注することができます。施肥量の計算ソフトも開発されています。以下に土壌分析に必要な知識について述べます。

・陽イオン交換容量CEC（＝Cation Exchange Capacity）
土壌粒子は負に帯電しているので、その周囲にCa2+、Mg2*、K+、NH4+、H+、Na+などの正イオンをよく吸着します。CECは土壌の持つ陰イオン電荷の総数です。つまりCECは土壌が含有できる陽イオン電荷の総数でもあります。CECが高ければ、ミネラルが豊富な土壌ですので、高い収穫量が期待できます。良い土壌は、土壌100g 当たりのCECが15mEq以上と言われています。

mEqはミリ当量（Equivarennt）と読みます。meと表記されることもあります。Eq＝原子量/原子価です。つまりEqは素電荷1モル当たりの原子の質量を表しています。農学では陽イオンを酸化物で考えます。
Caの場合、石灰CaOの分子量は56g（＝40+16）で、2価なので、1Eq＝56g/2＝28g
Mgの場合、苦土MgOの分子量は40g（＝24+16）で、2価なので、1Eq＝40g/2＝20g
Kの場合、K2Oの分子量は94g（＝39×2+16）で、1価が2つで、1Eq＝94g/2＝47g
となります。言い換えれば28ｇのCaOは、電子1モル（＝6×10^23個）の電気量、つまり1Fd（ファラディ）の電気量をもちます。1［Fd］＝NA・e＝96485［C］です。
ここでは、
・ 石灰1mEqは28mg、苦土1mEqは20mg、加里1mEqは47mg
であることを覚えておきましょう。

・CECのイメ－ジ
土壌粒子は、中華料理店の円卓に例えられます。円卓の座席が交換基で座席数がCECです。Ca、Mg、Kのミネラルが座席を占め、残りの席はH+で占められていると考えます。H+の席数が多ければ、土壌酸性度が高い（pH＜7）ことになります。酸性化が進行すれば、Ca、Mg、Kのミネラルが減少し、Mn、Fe、Znの可溶化による過剰症を引き起こします。
土壌酸性度が中性（pH=7）とは、すべての席がミネラルで占められていて、H+イオンが殆どない状態です。アルカリ性は座席が満席で、円卓の外にミネラルが溢れている状態です。土壌がアルカリ化するとMn、Fe、Znの欠乏症を引き起こします。酸性土壌がよくないのはミネラルが少ないからです。

塩基飽和度とは円卓の座席を占有するCa、Mg、Kの合計座席数の割合です。pH=6.5で塩基飽和度が80％、pH＝6.0で塩基飽和度が70％、pH＝5.5で塩基飽和度が60％となります。pHにはpH（H2O）とpH(KCl)の2種類があります。pH（H2O）はH2Oで溶出して測定したpHで土壌水溶液の水素イオン濃度です。pH(KCl)はKClで溶出して測定したpHで、土壌粒子に吸着した水素イオンも含めた濃度です。そのためpH(KCl)の値はpH（H2O）より1程度低くなるのが普通です。その差が土壌粒子に吸着した水素イオン数に対応しています。

・CECの測定方法
CECの測定は、pH7の酢酸アンモニウム溶液（CH3OO-NH4+）1mol/Lを用います。土壌の交換基に付着している様々な陽イオンを全てNH4+イオンに交換し、過剰のNH4+をアルコールで洗浄します。その後、KCl（塩化カリウム）溶液を注いで、NH4+イオンを全てK+イオンに交換し、浸出させて得られたNH4+イオンを定量して、陽イオン交換容量を求めます。NH4+イオンの定量は、KOH、フェノールおよびニトロプルシッドナトリウムの混合溶液と次亜塩素酸ナトリウム溶液を加え、インドフェノールの青色を発色させて比色します。

・交換性塩基（石灰CaO、苦土MgO、カリK2O）の測定方法
pH7の酢酸アンモニウム1mol/L（塩基抽出試薬）を用いて置換溶出して、交換性塩基を抽出します。具体的には土壌１gを計って100mlのポリ瓶に入れ、塩基抽出試薬20mlを加え、30分間振り混ぜた液をろ過します。抽出ろ液、標準液（CaO：150mg/L)、ブランク（塩基抽出試薬）にそれぞれ発色試薬を混ぜて静置した後、分光光度計（波長530nm）で3つの試料の吸光度を測定します。MgOの標準試薬は30mg/L、分光波長470nmで行います。Ca価数は2より、標準液(CaO：150mg/L)は、土壌含量CaO 300mg/100gに相当します。
・試料のCaO含有量（mg/100g）＝300/[標準液CaOの吸光度]×[試料の吸光度]×補正値
で算出します。