单个粘土颗粒或有机胶体的表面带负电 (-)。因此，它们的表面会吸引和吸附称为阳离子的带正电离子。当向土壤中加入水时，阳离子可以移动到溶液中，但是，它们仍然会被粘土颗粒或有机胶体表面吸引，因此会聚集在它们周围。
钙是一种常量营养素，因为植物需要大量钙。钙在植物中的作用和功能多种多样，包括：刺激根和芽的生长发育，激活植物酶，并中和植物细胞中的有机酸。
植物也需要钙来加强细胞壁。在植物钙质不足的地方，细胞壁和细胞膜会变弱和分解，导致疾病增加、果实腐烂和收获后问题。
幸运的是，钙是的阳离子，在中性至微酸性土壤的阳离子交换复合物中占据了 70% 或更多的位置。钙的总量通常存在于四个池中：
吸附在粘土颗粒和腐殖质的阳离子交换复合物上（Exchangeable Ca）
与腐殖质复合，主要矿物结构（结构钙），和次生矿物。
在大多数土壤类型中，钙可用于植物从易风化次生矿物质中的可交换钙或钙中吸收。来自耐候性次生矿物的钙的重要来源是在石灰石或其他钙质母材中发现的方解石 (CaCO 3 )。
方解石，也称为石灰，通常被添加到土壤中以改善酸性土壤条件，因为它会溶解形成酸中和成分并提供钙源。
在未显着风化的土壤（例如干旱和半干旱地区）中，钙也存在于石膏中（CaSO 4 .2H 2 O）。当可交换钠超过阳离子交换容量 (CEC) 的 10% 至 15% 时，通常供应石膏以改善土壤物理性质。
钙也存在于淤泥粒度级分中。在长石和碳酸盐含量高的冲积沉积物中尤其如此。
与大多数可交换阳离子相比，钙被非常强烈地吸附。这样做的原因是因为它是二价的（即 +2 电荷）并且它的水合半径很小。钙离子的双正电荷也导致带负电荷的粘土颗粒或有机胶体之间的吸引力更大。这是因为每个正电荷都可以与两个单独的粘土颗粒和/或有机胶体结合。
此外，由于钙离子不像钠离子或镁离子那样强烈地水合，钙被保持得更靠近粘土颗粒或有机胶体表面，因此具有更大的吸引力。这就是为什么要施用石膏形式的钙（即硫酸钙）以改善含钠土壤的结构（即 ESP > 6 %）的原因。
可交换钙是相对于钙的化合价占据阳离子交换复合物中阳离子交换位点的钙离子的量。
| 可交换 | 单元 | 非常低 | 低的 | 缓和 | 高的 | 很高 |
| 钙 | cmol(+)/kg | <2 | 2-5 | 5-10 | 10-20 | >20 |
