O desgaste das rochas e minerais inorgânicos que compõem o solo contribui na formação de colóides inorgânicos. Estes colóides são repositórios de água e nutrientes da planta que estão disponíveis de acordo com suas necessidades. Colóides inorgânicos absorvem freqüentemente substâncias tóxicas do solo, fazendo um papel de desintoxicação de substâncias que, caso contrário, prejudicariam as plantas. A abundância e o tipo de material coloidal inorgânico no solo são fatores importantes na determinação da produtividade do solo.
A absorção dos nutrientes da planta através das raízes envolve freqüentemente interações complexas entre a água e as fases inorgânicas, este processo é influenciado fortemente pela estrutura iônica do material inorgânico do solo.
Os elementos mais comuns na crosta terrestre são oxigênio, sílica, alumínio, ferro, cálcio, sódio, potássio, e magnésio. Assim, os minerais compostos destes elementos - particularmente sílica e oxigênio - constituem a maior fração mineral da terra. Os componentes minerais mais comuns do solo são divididos finamente em quartzo (SiO2), ortoclásio (KAlSi3O8), epidote (4CaO.3(AlFe)2O3.6SiO2.H2O), geothite (FeO(OH)), magnetita (Fe3O2), carbonatos de cálcio e magnésio (CaCO3 e MgCO3) e óxidos de manganês (MnO2) e titânio (TiO2).
Na maioria dos solos, mais de 90% do nitrogênio contido é orgânico. Este nitrogênio orgânico é, principalmente, o produto da biodegradação de plantas e animais mortos. Ele é eventualmente hidrolisado à NH4+ (nitrogênio inorgânico), o qual pode ser oxidado à NO3- (nitrogênio inorgânico) pela ação das bactérias presentes no solo.
O nitrogênio confinado no solo é especialmente importante para manter a fertilidade do solo. Ao contrário do potássio ou fosfato, o nitrogênio não é um significante produto do desgaste mineral. Uma das fontes de nitrogênio no solo é a atmosfera, o qual é transformado por bactérias fixadoras de nitrogênio através de um processo bioquímico:
3{CH2O} + 2N2 + 3H2O + 4H+-------> 3CO2 + 4NH4+
No entanto, as bactérias fixadoras de nitrogênio não fornecem nitrogênio suficiente para manter a fertilidade do solo. O nitrogênio inorgânico, proveniente de fertilizantes ou da água da chuva, é freqüentemente perdido, em grande parte, pela lixiviação. O húmus do solo, porém, serve como um reservatório do nitrogênio que as plantas necessitam.
O nitrogênio é um dos principais componentes das proteínas e da matéria viva. Plantas e cereais cultivados em solos ricos em nitrogênio não somente rendem mais, como também são freqüentemente ricas em proteínas e, conseqüentemente, mais nutritivas.
Embora o percentual de fósforo nas plantas seja relativamente baixo, ele é um componente essencial às plantas. O fósforo, como o nitrogênio, deve estar presente em uma forma inorgânica simples para que possa ser assimilado pelas plantas. Dentro de uma faixa de pH, as espécies presentes na maioria dos solos são ortofosfatos, H2PO4- e HPO42-.
O ortofosfato é mais disponível para as plantas em valores de pH perto da neutralidade. Acredita-se que em solos relativamente ácidos, os íons ortofosfatos são precipitados ou absorvidos por espécies de Al3+ e Fe3+. Em solos alcalinos, o ortofosfato pode reagir com carbonato de cálcio para formar um composto relativamente insolúvel:
3 HPO42- + 5CaCO3(s) + 2H2O -------> Ca5(PO4)3(OH)(s) + 5HCO3- + OH-
O potássio é essencial para o crescimento das plantas. O potássio ativa algumas enzimas e desempenha um papel importante no equilíbrio de água nas plantas. É também essencial para algumas transformações de carboidratos. O rendimento de uma colheita está diretamente relacionado com a quantidade de potássio presente no solo. Quando fertilizantes de nitrogênio são adicionados ao solo para aumentar a produtividade, aumenta a remoção do potássio. Sendo assim, o potássio pode se tornar um nutriente limitante em solos fertilizados com grande quantidade de outros nutrientes.
O potássio é um dos elementos mais abundantes da crosta terrestre, cerca de 2,6%; porém, muito desse potássio não está disponível para as plantas, pois geralmente se apresenta sob a forma de minerais (silicatos que contém o potássio, por exemplo - K2O . Al2O3 . 4SiO2).