药用植物所需的营养元素除C、H、O来自大气和水外，其它元素几乎均来自土壤。其来源大致有五个方面：（1）土壤矿物质的风化可以释放出除氮外的所有营养元素；（2）土壤固氮菌对大气中氮的固定；（3）土壤中有机物质分解；（4）降雨（雪）增加土壤中养分；（5）向土壤中施肥。而第五项是调节土壤供肥能力的主要手段。
一、土壤养分的形态
土壤中所含各种养分的存在形态是不相同的，以养分对作物的有效程度来划分，大体可以区分为以下五种。
（一）水溶性养分
凡是能溶于水的养分均为水溶性养分，它存在于土壤溶液中，对植物高度有效，极易被吸收利用。它包括大部分无机盐的离子和小部分分子量小、结构简单的有机化合物，如NH+4、NO-3、H2PO-4、HPO2-4、K+、Ca2+、Mg2+、SO2-4、Fe2+、Mn2+、H2BO-4、Cu2+、Zn2+、MoO2-4、Cl-；简单氨基酸、尿素、葡萄糖酸酯等。水溶性养分来自土壤矿物质风化、有机残体的分解和施用的各种化学肥料。
（二）交换性养分
指土壤复合胶体上吸附的养分。主要是阳离子，如K+、NH+4、Ca2+等。此外有些阳离子胶体也可以吸附阴离子，如H2PO-4、HPO2-4、SO2-4等。土壤复合胶体上吸附的离子可以与土壤中的离子交换，并达到平衡。因此，交换性养分可以被当作土壤溶液中养分的补充。一般都把水溶性养分和交换性养分的总量称为速效性养分。
（三）缓效态养分
指土壤某些矿物中较易分解释放出来的非交换性养分。它不溶于水，因此一般不易被植物吸收利用。但它可以在某些因素影响下分解释放出速效性养分，如缓效性钾就包括粘土矿物中的水云母和一部分原生矿物黑云母中的钾及层状粘土矿物所固定的钾离子。缓效性钾通常占土壤全钾的2%以下，高的可达6%。缓效态养分在判断土壤潜在肥沃程度时很有意义。
（四）难溶性养分（迟效性养分）
这主要是土壤原生矿物（如磷灰石、白云母和正长石）组成中所含的养分。一般很难溶解，即使根分泌的弱酸也很难将这部分养分迅速溶解，所以植物不能吸收利用它。只有在较长的风化过程中它才可能使养分释放出来。但是这部分养分在养分总含量中占比重很大，是作物养分的重要贮备和基本来源。对于土壤中新形成的沉淀，虽然也属难溶性养分，但却比土壤原生矿物中的养分易于分解。
（五）土壤有机质和微生物残体中的养分
土壤微生物自身生活需要一部分土壤中的速效养分，这样，这部分养分就暂时不能为植物利用。但随着微生物的死亡分解，养分很快又释放出来，所以这部分养分也可以视为有效养分。土壤有机质中的养分大部分需经微生物分解之后才能为植物所利用。因此有机质中只有少部分是有效的，但它比较难溶性的矿物质中的养分易分解，是土壤养分重要的容库。
以上几种状态的土壤养分之间没有截然的界限，是可以相互转化的，在自然界中处于动态平衡状态。而影响其转化的因素主要有土壤温度、水分、通气情况、酸碱度以及微生物活动等。
二、土壤养分的强度和容量
土壤养分供应的“强度”和“容量”是以土壤一作物体系的动态平衡过程来说明土壤供给作物养分的数量，从而为合理施肥提出准确的数据。土壤—作物的动态平衡体系可简单以下列图表来描述：
上图说明：作物—土壤营养是一个连续体系而①、②、③项都是相互影响的，即作物根系营养主要依靠土壤液相中的营养元素，而土壤液相的变化必然是与土壤固相紧密相关的，因此就提出下面两个重要问题。
（一）土壤养分供应的强度
（I）它的含义在于土壤溶液中的养分浓度究竟达到多少才能使作物良好地生长发育。这就是说土壤溶液中某离子的浓度与根表浓度之差，控制着根对该种离子的吸收速度。显然，不同作物要求的不同离子态养分浓度不一样，据研究，大部分作物要求磷为10-5—10-8mol，钾为10-3—10-4mol以上浓度。由此可知，土壤养分的供应强度与土壤速效性养分含量有直接关系。而施肥能增加土壤养分浓度，因此就可以提高土壤养分的供应强度。
（二）土壤养分的供应容量（Q）
这是指当土壤溶液浓度降低时，土壤补给养分的能力，即某种离子由土壤固相转入液相的能力。如有人用Zn测定美国一种土壤的Zn容量。当移去一单位水溶性Zn时，土壤固相就可能有571单位易溶性Zn作为补充。571这个数值就是这种土壤Zn的供应容量。而土壤保持一定的养分供应强度的能力（Q/I比值），则是土壤养分的缓冲能力。显然，改变土壤养分的供应强度要比改变土壤养分的容量容易，因而研究作物的土壤营养的强度和容量的目的不仅仅为作物合理施肥，而更重要的在于了解土壤的缓冲能力，并通过合理的栽培措施培养出缓冲能力强的高肥力土壤。
三、土壤营养的评价
对土壤营养状况的评价实质是对作物合理施肥时确定土壤的供肥能力。所以正确地评价土壤营养状况是十分重要的。
（一）土壤氮素营养的评价
在评价土壤氮素营养的丰缺时，常从土壤有机质、土壤全氮、水解氮、无机氮四方面来综合评价。土壤有机质含量与土壤全氮含量呈正相关，一般土壤全氮含量约相当于土壤有机质含量的5—12%，所以通常认为土壤有机质含量在2.5%以上，土壤肥力属高等，1—2.5%者为中等肥力，1%以下者为低肥力。土壤全氮的含量又与作物产量有关，因此以土壤全氮反映土壤氮素的贮量和土壤的基本肥力。土壤水解氮又称土壤有效性氮，它是土壤铵态氮、硝态氮、氨基酸、酰胺和易水解的蛋白质的总和。土壤水解性氮的含量与土壤有机质含量和质量有关，土壤有机质含量高且熟化程度高，土壤有效性氮含量亦高，反之，土壤有效氮的含量亦低。土壤水解性氮通常作为反应土壤缓效性的供氮能力，即反映近期内土壤氮素的供应状况。所以有人以土壤水解氮的含量作为确定氮肥施用量的依据之一。但是，土壤水解氮受植物和环境条件的影响而异常活跃，在实际应用中还存在不少问题。土壤无机氮可以代表土壤速效氮的强度，但不能用来决定氮肥的施用量，而只在植株生长初期或养分吸收停滞时期以及播种前可能反映土壤氮素的供应情况。
（二）土壤磷素营养的评价
土壤全磷与土壤速效磷之间无一定的相关性，所以土壤全磷的含量不能作为土壤磷素供应的指标。但是，如果土壤全磷过低时，作物易出现缺磷症状。有资料表明，当土壤全磷含量在0.08—0.1%以下时，大多数土壤施用磷肥都有增产效果。土壤速效磷的水平是土壤磷素供应的主要指标，而土壤速效磷的水平又和气候条件、作物种类以及土壤性质有密切联系，同时，测定方法的不同，土壤速效磷的含量指标也不相同。所以，土壤速效磷往往不是一个绝对值，而是特定条件下的相对数值。即使如此，它仍不失去指导合理施肥的意义。有关资料报道，石灰性和中性土壤用0.5M NaHCO3提取测定出的土壤速效磷小于5ppm时，为缺磷；酸性土壤上用0.03N NH4F—0.025N HCl提取的土壤速效磷小于3ppm时缺磷。在这临界值以下，绝大多数作物施磷肥均有增产效果。
（三）土壤钾素营养的评价
土壤钾素的评价类似于土壤磷素，即土壤全钾不能直接反映土壤供钾水平。对作物来说，土壤的供钾能力一般是指土壤中速效钾含量和缓效钾含量及其释放速度。表6—3是有关报道的我国土壤速效钾和缓效钾的丰缺指标。
表6—3 土壤钾素状况与作物钾素营养水平
（摘自《主要作物营养失调症状图谱》）
（四）土壤钙、镁营养的评价
土壤缺钙的情况不多，在我国主要是南方某些花岗岩或千枚岩发育的土壤，华中红壤地区某些砖红壤，还有盐碱土等需要补充钙。土壤钙的有效性与土壤的酸碱反应关系密切。根据我国土壤的情况及其肥力关系，可把土壤酸碱度分为五级，即：强酸（pH＜5）、酸性（pH5—6.5）、中性（pH6.5—7.5）、碱性（pH7.5—8.5）、强碱性（pH＞8.5），其中强酸性土壤施用石灰有利作物生长，酸性土壤是否施用石灰视具体条件而定。
作物吸收土壤水溶性镁和交换性镁，而土壤交换性镁占土壤全镁量的0.3—1.3%。土壤对作物的供镁能力一般用土壤中交换性镁的含量来表示，但要与土壤交换性镁占土壤总阳离子交换量的百分比相联系。一般土壤交换性镁占土壤总阳离子交换量的10%以上，不会感到镁营养不足，如果小于1%，则施镁对作物产量有良好的反应。大量施用钾肥、铵态氮肥、石灰都会影响植物对镁的吸收（尤其是石灰），所以石灰和镁应配合施用。
（五）微量元素营养的评价
通常，土壤中的微量元素是足够植物吸收利用的，但常因土壤环境条件使其有效性降低，导致缺乏，其中最重要的因素就是土壤酸碱度。如硼，当土壤pH值在4.7—6.7之间，硼的有效性最高，因此缺硼主要发生在pH＞7的土壤上。当土壤pH＞6时，锰和铜的有效性降低，而锌在pH值6—7.85时，有效性最低。钼在pH值3—6时，有效性最低。铁的有效性也随pH值的升高而降低。此外，土壤的氧化还原电位对锰、铜、铁等的有效性影响也很大。一般在还原状态下其有效性增加。
总之，药用植物的土壤营养是个复杂的问题，它不但随植物生长的变化而变化，而且受土壤所处的环境条件的影响，尤其是土壤的水、热、气以及pH和Eh，甚至土壤中的动物和微生物。此外，当年的气候、栽培措施等对其也有影响，所以在实际生产和科学研究工作中，常是研究其动态的变化趋势，并且以保持植物的养分平衡为原则。目前药用植物的土壤营养研究尚少，资料缺乏，还未有足够的资料说明不同药用植物应具有的适宜的土壤条件。然而在现实中确存在着地道药材，如河南的四大怀药，四川的黄连，浙江的贝母，内蒙古的黄花，甘肃的当归，宁夏的枸杞等。这些地道药材的土壤环境就是其生态因子的重要内容之一，所以药用植物的土壤营养是今后应大力加强的研究课题。