凯勒(1957)指出，作物根表面膜的成分大约是蛋白质组成，并有果胶的游离羧基，根的表面存在着负电荷。关于负电荷的密度，也即阳离子的代换容量(Cation Exch—ange Capacity=CEC)，可与采用测定土壤的同样方法，测定出平均约占l00g根干物重的数值，可见下表。必须考虑到测定死的根与活的根是不相同的，因为这与作物的代谢活性有关。但是下表可以看出同类作物有相同的倾向。

    关于这方面最初的测定者是德雷克(1 955)，他用杜南膜平衡的理论，将一价阳离子(K+、NH₄⁺、Na+)和二价阳离子(Ca²⁺、Mg²⁺)共存的情况下，当CEC值高时，相对地吸收二价阳离子多，当CEC值低时，一价阳离子的吸收量多。例如，当土壤中钾不足，将豆科和禾本科的牧草混播时，CEC低的禾本科作物吸钾量多，而CEC高的豆科作物则容易出现缺钾的症状。此外在钙含量降低时提高了土壤溶液中磷的溶解度，由于CEC高的作物大量地吸收钙的能力加强，同时也提高了磷的吸收量。还有，当CEC低时提高了作物的耐酸性，这是因为与酸性危害有关的A1³⁺、Mn²⁺的吸收能力减小的缘故。金与高桥(1968)利用离子交换树脂把PO₄^3-交换，将其施用在玉米和菜豆地中要比施用普通磷酸肥料区的效果好，提高了磷的肥效，在玉米中磷的含有量增加了4％，在菜豆中增加了23％。这一结果说明，离子交换树脂的正电荷与根表面的负电荷相抵消，游离态的PO₄^3-阴离子，由于进入了不受负电子排斥的状态，所以CEC值大的菜豆就表现出明显的效果。

以下为各种作物的ECE值