沸石具有良好的結(jié)構(gòu)特性和礦物性質(zhì),是一種環(huán)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(zhì),改善土壤的結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分情況和抗侵蝕能力方面發(fā)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(fā)現(xiàn)天然沸石能夠提高黑鈣土的保水能力。將Zeolite作為隔鹽層應(yīng)用于濱海鹽堿地,發(fā)現(xiàn)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(tuán)聚體的團(tuán)聚度和黑土的抗剪強(qiáng)度,表明黑土團(tuán)聚體穩(wěn)定性和抗侵蝕能力得到增強(qiáng)。
研究采用天然沸石的主要化學(xué)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(fā)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(tài)不規(guī)則、比表面積較大的晶體,粗糙的表面結(jié)構(gòu)能夠提供更多的吸附點(diǎn)位,有利于提高其吸附性能,進(jìn)而促進(jìn)其在土壤改良的過程中與土壤顆粒膠結(jié)。
通過試驗(yàn)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(guān)關(guān)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(qiáng)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?yàn)樘烊环惺c小粒徑團(tuán)聚體膠結(jié),并附著在大粒徑團(tuán)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(shí)。在黑土中添加天然沸石,能夠填充土壤內(nèi)部的較大孔隙,改變黑土的孔隙直徑分布和總孔隙體積。當(dāng)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(guī)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。