在土壤中，常规有八大离子，碳酸根是其中比较重要的一种。它来源于矿物风化（碳酸盐岩和水在二氧化碳作用下，缓慢溶解，释放出碳酸根离子），大气中存在的二氧化碳溶解在土壤水中形成碳酸，进一步解离生成碳酸氢根和碳酸根。另外，土壤有机质，农业肥料，灌溉水等都会有碳酸根进入到土壤。
碳酸根离子在pH＞8.5时可稳定存在，而在酸性条件下就会马上转变为碳酸氢根或二氧化碳，碳酸根离子的浓度会显著下降。碳酸根离子容易和Ca2+，Mg2+，Fe2+等阳离子结合形成碳酸盐沉淀，在干旱区富集形成结壳或钙积层。碳酸根和碳酸氢根形成较强的缓冲体系，可抵御酸碱的剧烈波动。高浓度的碳酸根离子常伴随高Na+，但它和Ca2+沉淀作用可部分抑制Na+分散，缓解碱化。
为什么要研究碳酸根离子呢？它在土壤系统中发挥着重要的作用。比如，通过水解反应，释放出OH-，显著的提升土壤的pH。碳酸根离子和磷、锌、铁等元素形成难溶性沉淀（如磷酸钙），降低其生物有效性，限制了植物对营养元素的吸收。碳酸根和钙离子一起可促进土壤黏粒和有机质形成水稳定性团聚体，增强土壤的透气性、透水性和抗侵蚀能力。碳酸根是土壤无机碳库的核心组成，在碳平衡中起着重要的角色。
实验室检测土壤中的碳酸根离子含量，常用的方法有双指示剂中和滴定法、离子色谱法等。其中，中和滴定法适合常规检测，成本降低，考验的也是基本功。它利用的是碳酸根和碳酸氢根碱性不同，先用酚酞（变色pH8.2-10）滴定至无色，消耗酸量对应碳酸根。再加甲基橙（变色pH3.1-4.4）滴定至橙色，消耗酸量对应碳酸氢根。根据酸消耗的量，结合标准溶液的浓度和碳酸根的体积，可计算出碳酸根的含量。前处理的过程，需要将土样风干、研磨、过筛，称取一定量的土壤样品，加入无CO2的水振荡，静置，过滤出浸出液。加入酚酞指示剂，用标准酸（如H2SO4）滴定至无色，记录体积；加入甲基橙指示剂，继续滴定至橙色，记录体积。