由于人類活動的影響,世界范圍內土壤的化學退化,包括土壤肥力貧瘠化、鹽堿化、酸化、污染等問題日益嚴重。Zeolite通常具有很強的吸附能力和離子交換能力,作為調控土壤化學退化的材料逐步引起了人們的廣泛重視。早在60年代,日本人就已經將沸石用作土壤改良劑。近年來,沸石的農用又進一步擴大。充分利用我國各地豐富的天然沸石資源進行土壤改良,發展高產、優質、高效農業具有十分重要的意義。
用于改善土壤養分狀況
由于土地的不合理利用,土壤中的養分元素日益貧乏…。而肥料施入土壤后,又會發生揮發、淋溶等損失。利用沸石具有較強的吸附能力和離子交換能力的特性,將沸石加到土壤中,可起到保肥供肥的作用,提高養分的生物有效性。
研究表明,沸石對N出+吸附符合langmuir過程,最大吸附量為105.7—137.1cmol/kg,相當于一般土壤的9倍左右,所吸附的N凰+中有60%左右為可解吸態,說明沸石既有對NH4+較強的吸附能力,又有釋放N心+為作物利用的功能,對于N肥施入土壤后一時供N強度過大則可起緩沖作用,控制N肥因揮發、滲漏造成的損失,從而提高化肥利用率。
沸石本身含P很少,有的沸石只含有微量的P素。土壤中的HPO42-是易被固定的一種養分離子,但是HPO42-的吸附和解吸與N出+存在完全不同的機制。在低濃度下,沸石對HPO42-的吸附等溫線亦符合langmuir方程,最大吸附量為289 mg P/Kg,相當于一般土壤吸P量的低限;吸附鍵能為0.1191,遠比一般土壤要小。在高濃度下,沸石最大吸P量為88~112cmol/kg,可解吸量占吸附總量的80%一93%。所以施入沸石不會引起土壤有效P和肥料水溶性P的固定。
將Zeolite與化肥混合施入土壤后,在田間條件下玉米和水稻對N肥的利用率提高8.1%~10.3%,P肥利用率提高6.0%一6.3%16。利用沸石對酸性土壤改良的淋洗試驗研究發現,土柱淋洗液中N和K的含量隨著沸石用量水平的增加而下降,淋洗后土壤中的有效N、有效P和有效K含量隨著沸石用量的增加而提高,表明不同水平沸石處理對提高土壤的保肥能力均具有不同程度的促進作用。尤其是在質地比較粗,保肥能力差的土壤上效果十分明顯。可見,沸石這種性能對于改良退化坡地,促進土壤肥力提高具有積極意義。天然沸石氨化后制成銨飽和沸石(或稱交換性NH4+-沸石),當它在施入土壤后,可使土壤累積的難溶性P重新釋放,并作為植物有效N、P的供應源9。在砂姜黑土上的研究結果表明,NH4+-沸石具有很強的釋P作用,溶解磷灰石和土壤難溶性P能力比對照高3.9—11.9倍。NH4+-沸石能使作物吸收利用更多的土壤P,促進N、P養分從根部運轉到地上部莖葉,提高了N肥和P肥的利用率。