Estos iones  disueltos en el agua (H₂O), interactúan con los elementos minerales presentes en los fertilizantes y partículas del suelo, compitiendo con las moléculas de agua para disolverlos. La molécula de agua pura, sin sales, es una sustancia polar, que al disociarse forma cargas iónicas positivas, [H⁺] (catión) y negativas, [OH^-] (anión) en concentraciones iguales, base fundamental para la definición de la escala del pH.

A 25°C, la disociación del agua pura, se disocia según la Ley de Acción de Masas:

[H₂O]  D [H⁺] + [OH^-] 

 o bien 

Dado que [H₂O] = 1.0 por convención se tiene que [H⁺] = [OH^-], encontrando que el agua pura tiene una concentración de [H⁺] = 1x10^-7 mol/L. La actividad del ión hidrógeno es el parámetro empleado porque refleja directa o indirectamente el progreso de una reacción química que puede ocurrir en una solución acuosa y porque puede determinarse por métodos eléctricos simples, con un potenciómetro o medidor de pH. Por lo que, la actividad de iones hidrógeno comúnmente se expresa como el valor de pH, definido por: pH = - log₁₀[H⁺] y por consiguiente el agua pura tiene un pH= - log₁₀[1x10^-7]= 7.0. Cuando la actividad de iones hidrógeno de una solución es mas grande que 10^-7 mol/L, el pH mostrara un valor entre 0 y 7, siendo una solución ácida y cuando la actividad es menor que 10^-7 mol/L, el pH mostrará un valor entre 7 y 14, siendo una solución básica. Estos fundamentos definen a la escala de pH que se muestra en la siguiente figura:

Como la concentración de iones [H⁺] y [OH^-] definen el pH de una solución en el suelo y la capacidad de mantener en solución los minerales requeridos para la nutrición de los cultivos, es importante considerar que elementos componen las partículas del suelo: arena, limo, arcilla, complejos minerales, materia orgánica, fertilizantes. En la siguiente tabla se muestra la relación del valor de pH y los principales minerales contenidos en suelos con actividad agrícola intensiva, colectados en Durango, Michoacán, Sinaloa, Sonora y Zacatecas:

En la tabla se observa, el gradiente de mayor pH, mayor Silicio y menor Aluminio y la relación Silicio/Aluminio varía de 1.29 a 3.74. Estas variaciones concuerdan con lo reportado por otros autores, cuando se refieren a la degradación y erosión del suelo.  Así mismo la concentración de Aluminio y Silicio en rocas ígneas es de 7.4 y 28.5% respectivamente.  En la siguiente figura se muestra el comportamiento de degradación:

Así mismo las reacciones químicas típicas que ocurren en este proceso de degradación del suelo son:

CaCO_3(s) + CO_2(g) + H₂O D Ca²⁺ + 2 HCO₃^-

Minerales de  Silicato + CO_2(g) + H₂O D  Minerales arcillosos + HCO₃^- + 2 H₄SiO₄° + catión

KAlSi₃O_8(s) + H⁺ + 9/2 H₂O D 1/2 Al₂Si₂O₅(OH)_4(s) + K⁺ + 2 H₄SiO₄°

4 Na_0.5Ca_0.5Al_1.5Si_2.5O_8(s) + CO_2(g) + 5 H₂O D  3Al₂Si₂O₅(OH)_4(s) + 2Na⁺ + Ca²⁺ + 4 H₄SiO₄° + HCO₃^-

Estas reacciones muestran que además de disolverse y solubilizarse los iones, Potasio, Calcio, Sodio, etc., se forman  concentraciones importantes de ácido silícico. Este ácido se convierte en el vehículo transportador de minerales al formar silicatos, de Calcio, Magnesio, Zinc, etc. y a través de formar cadenas poliméricas de ácido silícico que a su vez pueden formar estructuras micelares. En las cadenas poliméricas se pueden crear gradientes de concentración facilitando la movilización de los minerales a los sitios donde ocurre la demanda. Por otro lado, el ácido silícico, disuelve a elementos importantes como el fósforo, según las siguientes reacciones químicas:

CaHPO₄ + H₄SiO₄° D CaSiO₃ + H₂O + H₃PO₄

2 Al(H₂PO₄)₃ + 2 H₄SiO₄° + 5 H⁺ D AlSi₂O₅ + 5 H₃PO₄ + 5 H₂O

2FePO₄ + H₄SiO₄° + 2 H⁺ D Fe₂SiO₄ + 2 H₃PO₄

Ácido silícico, un grupo de siete formas hidratadas de SiO₂, con una formula general [SiO_x(OH)_4-2x]_n, que incluye a los siguientes ácidos silícicos: tetra, H₂Si₄O₉, meta-di, H₂Si₂O₅, meta-tri, H₄Si₃O₈, meta, H₂SiO₃, orto-tri, H₈Si₃O₁₀, orto-di, H₆Si₂O₇ y orto, H₄SiO₄. La última formula se escribe comúnmente como Si(OH)₄. Los ácidos silícicos y aniones silicatos se polimerizan por medio de la formación de múltiples uniones Si-O-Si. La estructura polisílica puede ser lineal o cíclica y no es uniforme en tamaño. El silicio existe en la solución del suelo en concentraciones de 0.1 a 0.6 mol m^-3, como Si(OH)₄ (dos órdenes de magnitud mas alto que los macronutrientes como fósforo H₂PO₄^-/HPO₄^2-). También es importante mencionar que las soluciones de silicatos muestran un pH básico y que el ácido silícico es soluble a pH entre 7.5 y 8.0 y a un pH menor a 7.0 es insoluble.

El Silicio aunque no se le considera un nutriente, este es removido anualmente por los cultivos en cantidades de 200 a 500 kg/ha. El silicio lo emplean las plantas para transportar en sus tejidos, minerales y compuestos orgánicos como los azúcares, así mismo para formar estructuras, poliméricas y cristalinas en la cutícula de las hojas, que permiten resistir estrés biótico y abiótico. Estructuras ricas en silicio que forman parte de las hojas son: fitolitos, tricomas y cadenas poliméricas presentes en las paredes celulares. Los tricomas son importantes para la liberación de compuestos con actividad fungicida e insecticida.

El Silicio en el suelo, tiene una concentración promedio de 250 g/kg y por hectárea de suelo cultivable se estima un contenido de 2,500 toneladas, por lo que para remover 500 toneladas de silicio a una demanda de 500 kilos por año, se requieren 1,000 cosechas o años. Por ello, las deficiencias se han notado de manera lenta, aunque en suelos donde además de la erosión biológica ocurre la hídrica, como el los climas tropicales, la productividad de los cultivos se ve severamente afectada por la falta de silicio y la alta concentración de aluminio.

Dado que el silicio puede reintegrarse al suelo a través de incorporar los residuos agrícolas es posible establecer un ciclo biogeoquímico que permita la conservación del suelo y la productividad. Este ciclo se ilustra en la siguiente figura:

Por otro lado para recuperar los niveles de silicio en el suelo, es posible aplicar a los cultivos, minerales ricos en silicio, como el SILIFERTIDOL el cual contiene, Calcio, Magnesio, Hierro, Zinc, Potasio y Silicio. La aplicación de estos minerales, puede realizarse en dosis de 1.0 a 2.0 ton/ha, en la zona radicular. Aplicaciones típicas en árboles frutales se muestran el las siguientes figuras: