沸石具有良好的結構特性和礦物性質,是一種環境友好型材料,價格合理且無毒無害,在改良土壤的理化性質,改善土壤的結構、養分情況和抗侵蝕能力方面發揮重要作用。將天然沸石按照不同比例摻入重塑黑鈣土中,通過擬合天然沸石改良黑鈣土的水分特征曲線,發現天然沸石能夠提高黑鈣土的保水能力。將沸石作為隔鹽層應用于濱海鹽堿地,發現可以有效降低土壤的全鹽量和pH值。戴顯慶通過將天然沸石摻入到黑土中,有效提高了土壤團聚體的團聚度和黑土的抗剪強度,表明黑土團聚體穩定性和抗侵蝕能力得到增強。

研究采用天然沸石的主要化學成分為二氧化硅、氧化鋁和氧化鐵,還存在少量的其他氧化物。天然沸石的主要礦物組成為斜發沸石、高嶺石、石英以及其他硅鋁氧化物。由圖2可知,天然沸石是一種表面形態不規則、比表面積較大的晶體,粗糙的表面結構能夠提供更多的吸附點位,有利于提高其吸附性能,進而促進其在土壤改良的過程中與土壤顆粒膠結。

通過試驗可知,黑土的黏聚力隨著天然沸石的摻配量增多而增大,呈正相關關系。天然沸石的摻配量從5%~10%和15%~20%時黑土的黏聚力增加幅度較大,0~5%和10%~15%之間黑土的黏聚力提升幅度相對不大。可以看出,在黑土中添加天然沸石可以有效增強黑土的黏聚力。

另外,隨著天然沸石摻配量的增加,黑土的密度變大,總孔隙度變小。這可能是因為天然沸石與小粒徑團聚體膠結,并附著在大粒徑團聚體表面,填充了土壤顆粒之間的大孔隙,使土壤密度增大,土壤更加密實。在黑土中添加天然沸石,能夠填充土壤內部的較大孔隙,改變黑土的孔隙直徑分布和總孔隙體積。當天然沸石的摻配量不同時,對于土壤的孔隙直徑分布曲線的影響規律也不相同。總體來說,隨著沸石摻配量的增加,黑土的總孔體積逐漸降低,較小直徑的孔隙所占比例升高,這一趨勢說明天然沸石能夠增大黑土顆粒間的接觸面積。