Trong vỏ quá đất, Silic là nguyên tố phổ biến thứ 2 sau oxy, chiếm 25% khối lượng quả đất. Lượng SiO2 trong đất cát ít bị phong hóa có thể đến 90% nhưng trong những đất nhiệt đới bị phong hóa mạnh chỉ khoảng 20%. Nhìn chung lượng SiO2 chiếm khoảng 60 -90% trong đất.

Silic là thành phần chính cấu tạo nên đá và khoáng vật. Qua quá trình phong hóa một phần Silic được giải phóng ra có thể chuyển thành axit silic (H2SiO4) trong dung dịch, một phận lại có thể biến thành keo silic; đặc biệt là trong điều kiện bazơ yếu, Silic bị tách ra thành những kết tủa keo có công thức chung là SiO2.n(H2O). Những axit silic này sẽ kết hợp với những hydroxide hoặc muối tan của kim loại cũng vừa được giải phóng ra (do sự phong hóa) tạo thành những muối silicate; trong điều kiện bazơ yếu những axit silic tạo với K và Na thành những silicate hòa tan:

SiO2 + 2NaOH -> Na2SiO3 + H2O

SiO2 + 2K2CO3 -> K2SiO3 + CO2

Nếu môi trường có phản axit chiếm ưu thế thì Silic chuyển thành những axit silic tự do, dễ bị rửa trôi và di chuyển xuống dưới sâu. Vì vậy mà vỏ phong hóa nhiệt đới ẩm và đất nhiệt đới hình thành trên vỏ phong hóa này nghèo keo Silic. Đất nghèo silic thường gặp ở những vùng có cường độ phong hóa mạnh và nhiều mưa; thường có độ bão hào bazơ kém, pH thấp và hàm lượng oxit sắt, oxit nhôm nhiều, vì vậy khả năng hấp phụ lân cao.

Trong khoảng pH rộng (2-9) Silic hòa tan trong dung dịch đất chủ yếu là dạng acid monosilisic trung hòa điện - H4SO40 và ở trạng thái cân bằng với SiO2 vô định hình với nồng độ cân bằng là khoảng 2mM. Khi nồng độ Silic trong dung dịch cao, các phân tử H4SO4 trùng hợp tạo thành chất kết tủa silica (SiO2) vô định hình.

Trong đất chua nồng độ Silic trong dung dịch đất có xu hướng cao hơn so với đất kiềm; việc bón vôi cho thấy làm giảm sự thu hút Silic của một số cây trồng.

Hàm lượng Si trong cây phụ thuộc vào tuổi cây. Cây trưởng thành và lá già có hàm lượng Si cao hơn cây còn nhỏ và lá non. Cây trồng có thể được xếp vào nhóm cây tích lũy Si hoặc không tích lũy Si.

- Nhóm cây tích lũy Si: Bao gồm những loại sống ở đất ngập nước như cây lúa, các loại thuộc họ hòa thảo, chứa 10-15% SiO2 trong chất khô. Nhóm này cũng bao gồm những loại cây trồng cạn nhưng: ngũ cốc, mía và một số cây song tử diệp với hàm lượng Si trong cây thấp hơn (1-3% SiO2 trong chất khô). Những loài cây có thể thích nghi cao ở đất liền cho đến biển như cỏ, tảo và họ hòa thảo đều là cây thuộc nhóm tích lũy Si. Tro của một số cây đơn tử diệp có thể chứa đến 90% SiO2.

- Nhóm cây không tích lũy Si: gồm hầu hết các loại cây song tử diệp như cây họ đậu với ít hơn 0,5% SiO2 trong chất khô.

Dạng silica vô định hình hiện diện trong cây là dạng silica gel (tức là một dạng của silica vô định hình được hydrate hóa, SiO2.n H2O, hoặc axit silica dược trùng hợp). Silica gel là dạng phổ biến nhất của Si trong cây, chiếm 90 – 95% Si tổng số trong cây. Cho dù silica gel được đông đặc hay tích tụ lại trong bộ phận nào đó của cây đều trở nên không linh động, vì vậy không thể là nguồn cung cấp Si cho các bộ phận khác trong cây nếu có sự thiếu hụt Si xảy ra trong các giai đoạn sau đó. Tương tự đối với Silica gel trong tảo, nó vẫn giữ nguyên trong các tế bào sống và chỉ bắt đầu phân hủy khi tế bào chết đi.

Sự liên kết giữa silica với cellulose trong các tế bào biểu bì lá như sau: trên lớp biểu bì là một lớp silica, kế đó ở bên ngoài là lớp cutin mỏng. Lớp kép này, lớp silica và lớp cutin, có ý nghĩa rất lớn trong việc hạn chế sự thoát hơi nước không cần thiết qua lớp biểu bì, cũng như tác dụng bảo vệ chống lại sự xâm nhập của nấm bệnh.

Ngoài ra: Silic cũng hiện diện ở những dạng khác, Silic trong nhựa cây ở dạng axit silic H4SiO4. Silic có thể được kết hợp với các thành phần của vách tế bào dạng silica hoặc có thể trong pectin. Phân tử của axit silic sẵn sàng kết hợp với nhiều chất (cả cá phân tử đơn giản như methemoglobin, albumin, collagen, gelatin, insulin, pepsin và lamirarin). Một phần silica trong cây được liên kết chặt trong cấu trúc của cellulose và chỉ có thể tách rời được sau khi cellulose bị phân hủy.

Trong dung dịch pH < 9, trong dung dịch đất và nước tự nhiên Si tồn tại ở dạng H4SiO4 và đây là dạng Silic cây hút.

Tuy chất silic không phải là một dưỡng chất chủ yếu của cây lúa, thiếu silic lúa không chết, nhưng lúa hấp thụ rất nhiều silic, nhiều gấp 4 lần chất nitơ . Để có một tấn lúa, cây lúa hấp thụ khoảng 20kg N, nhưng cần hấp thụ đến hơn 80kg silic. Như vậy, silic là dưỡng chất có lợi vì làm gia tăng sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của lúa. Silic giúp lá, thân và rễ lúa cứng cáp. Khi lúa có đủ silic, lá đứng thẳng nên hấp thu được nhiều ánh sáng, làm gia tăng khả năng quang hợp của cây, thân cứng ít bị đổ ngã, giảm được tỷ lệ hạt lép và lửng. Tuy nhiên, nhu cầu thực sự của silic (như là một dưỡng chất) là cực thấp ở giai đoạn sinh dưỡng, nhưng lại rất cao ở giai đoạn sinh sản.

Silic còn phát huy tác dụng của thuốc trừ nấm. Kết hợp bón silic với phun thuốc trừ nấm làm gia tăng tác dụng của thuốc Benomyl, Mancozeb, Edifenfos, từ đó làm gia tăng năng suất lúa. Silic còn giúp giảm số lần sử dụng thuốc hoặc giảm nồng độ thuốc sử dụng. Ở đất phèn, silic còn giúp cây lúa ngăn ngừa ngộ độc mangan và sắt bằng cách nở rộng đường vận chuyển oxy từ lá xuống rễ, giúp rễ nhận được nhiều oxy hơn để oxyt hóa sắt và mangan, làm các chất này không còn hòa tan trong dung dịch đất, hạn chế sự hấp thụ của rễ lúa đối với những độc chất này.

Nhận xét của Viện lúa quốc tế cho thấy rằng silic có các tác dụng sau đây đối với lúa:

- Giúp cho chống sự xâm nhập vủa vi khuẩn và nấm gây bệnh. Nếu cây lúa có tỷ lệ siliec cao thì sâu đục thân, sâu cuốn lá cũng khó xâm nhập.

- Làm cho lá đứng giúp cho cây quang hợp tốt.

- Làm cho cây cứng chống được đổ ngã.

- Làm giảm sự mất nước giúp cho cây chống hạn và chống nóng.

- Làm tăng khả năng oxy hóa của rễ lúa làm giảm tác hại do hút quá nhiều sắt và mangan.

- Làm tăng hiệu quả sử dụng phân lân và hiệu quả sử dụng phân đạm.

Khi thiếu Silic, cây lúa trở nên mềm và rũ xuống làm tăng sự che rợp nhau của quần thể, hoạt động quang hợp bị hạn chế, thiếu Silic nghiêm trọng làm giảm số bông/m2, số hạt chắc/bông dẫn đến sụt giảm năng suất. Cây bị thiếu Silic dễ bị nhiễm các bệnh do nấm Pyricularia oryzae, Helminthosporium oryzae.

Triệu chứng thiếu Silic diển hình ở lúa là lá già bị chết hoại và héo rũ đi cùng với mức độ thoát hơi nước cao. Trên cà chua, loại cây thuộc nhóm không tích lũy Silic, có biểu hiện thiếu Silic trong giai đoạn tiếp tục tạo quả, những lá mới ra bị dị tật, sự thụ phấn và tạo quả không thành công.

Sự thiếu Silic có thể do một hoặc nhiều nguyên nhân như sau: (i) khả năng cung cấp Silic của đất thấp do đất bị phong hóa mạnh; (ii) hàm lượng Silic trong mẫu chất thấp và (iii) việc lây rơm rạ ra khỏi ruộng lúa trong thời gian dài.

Để bổ sung cho ruộng lúa giải pháp có hiệu quả nhất và dễ thực hiện nhất là sử dụng phân lân nung chảy Văn Điển, Ninh Bình hoặc các loại phân chứa Silic hữu hiệu khác.