São requeridas grandes quantidades de água para produção da maioria das substâncias da planta. A água é o meio de transporte básico para levar nutrientes essenciais de partículas sólidas do solo à planta através de suas raízes para as partes mais distantes de sua estrutura.
Normalmente, devido ao pequeno tamanho de partículas do solo e a presença de pequenos vasos capilares e poros, a fase de água não é totalmente independente da parte sólida do solo. A disponibilidade de água para plantas é governada por inclinações do vaso capilar e forças gravitacionais. Os nutrientes dissolvidos em água dependem da variação da concentração e dos potenciais elétricos. A presença de água em espaços maiores no solo é relativamente disponível às plantas e facilmente escoa. A água contida em poros menores ou entre as partículas de areia é retida mais fortemente.
Um dos efeitos químicos mais marcantes do encharcamento é a redução do potencial de oxidação (pE) pela ação de agentes redutores orgânicos que agem através de bactérias catalisadoras. Assim, a condição de oxi-redução do solo torna-se muito mais redutora, e o pE do solo pode diminuir o pH da água em equilíbrio com o ar (pE= +13.6 a pH 7) para 1 ou menos. Um dos resultados mais significativos desta mudança é a transformação de ferro e manganês em ferro solúvel (II) e manganês (II) por redução dos seus óxidos insolúveis com maiores graus de oxidação:
MnO2 + 4H+ + 2e- ---------> Mn2++ 3H2O
Fe2O3 + 6H+ + 2e- ---------> 2Fe2+ + 3H2O
Alguns íons de metais solúveis como Fe2+ e Mn2+ são tóxicos às plantas a níveis muito altos. Por outro lado, a oxidação para óxidos insolúveis pode causar formação de depósitos de Fe2O3 e MnO2 que dificultam o escoamento da água no solo.
A solução solo é a porção aquosa do solo que contém materiais dissolvidos provenientes dos processos químicos e bioquímicos do solo e provenientes da troca com a hidrosfera e biosfera. Este meio transporta espécies químicas para as partículas do solo, mantendo um contato íntimo entre os solutos e as partículas do solo. Além de fornecer água para crescimento de planta, é um meio essencial para a troca de nutrientes da planta entre as raízes e terra sólida.
Obter uma amostra de solução de solo é freqüentemente muito difícil porque a parte mais significante está confinada em vasos capilares e filmes de superfície. O meio mais direto é a coleta da água de drenagem. A solução do solo pode ser isolada do solo através da separação mecânica por centrifugação, pressão ou tratamento no vácuo.
O material mineral dissolvido no solo está presente na forma de íons. Proeminentes entre os cátions estão H+, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, e normalmente quantidades menores de Fe2+, Mn2+, e Al3+. Os últimos três cátions podem estar presentes parcialmente hidrolisados como FeOH+, ou complexados através de substâncias ligantes de húmicos orgânicos. Os ânions que podem estar presentes são HCO3-, CO32-, HSO4-, SO42-, Cl-, e F-. Além de ser ligado a H+ em espécies como bicarbonatos (ajuste de acidez), os ânions podem ser complexados com íons de metal, como em AlF2+. Cátions e ânions de multivalência formam íons emparelhados entre si, por exemplo, CaSO4 e FeSO4 (Manahan, 2001).
A maioria das plantas comuns cresce melhor em solos com pH próximo da neutralidade. Para um solo muito ácido, o ótimo desenvolvimento da planta é alcançado restituindo o solo com carbonato de cálcio.
Solo} (H+)2 + CaCO3 -------> Solo} Ca2+ + CO2 + H2O
Em áreas de pouca chuva, os solos podem ficar muito básicos (alcalinos) devido à presença de sais básicos como Na2CO3. Os solos alcalinos podem ser tratados com alumínio ou sulfato de ferro que formam ácido hidrólises:
2Fe3+ + 3SO42- + 6H2O -------> 2Fe(OH)3 + 6H+ + 3 SO42-
O enxofre é usado para acidificar terras alcalinas, sendo oxidado através de reações com bactérias, produzindo ácido sulfúrico. Altas taxas de enxofre que são eliminadas dos combustíveis fósseis poluindo o ar, através do dióxido de enxofre, podem fazer o tratamento de terras alcalinas, o que é economicamente muito atraente (Manahan, 2001).