زئولیت در کشاورزی

زئولیت‌ها اصلاح کننده بی‌ضرر خاک‌های کشاورزی

زئولیت‌‌ها اصلاح‌کننده‌ های خاک
تعریف
قبل از تعریف زئولیت کمی راجع به اصلاح کننده‌های خاک که زئوایت‌ها نیز یکی ازی مواد اصلاح‌کننده هستند صحبت کنیم. کودها و مواد اصلاح کننده درحقیقت موادی هستند که برای بهبود شرایط فیزیکی و‌شیمیایی در محیط ریشه‌ها به خاک اضافه می‌شوند. این اصلاح کننده‌ها به‌صورت فیزیکی به خاک اضافه می‌شوند و خصوصیات شیمیایی و‌بیولوژیک و بافت خاک را بهبودمی‌بخشند. آنها می‌توانند ذرات خاک را به‌هم متصل کنند، رطوبت را در محیط ریشه نگه‌دارند وجذب مواد غذایی را بالاببرند و خاک‌های بسیار اسیدی، بسیار قلیایی و با کمبود مواد غذایی و خاک‌های آلوده را احیا کنند تا دوباره امکان رشد گیاه وجود داشته باشد. گاهی اوقات حرکت ماشین‌آلات و ادوات کشاورزی نیز باعث می‌شودبافت خاک آسیب ببیند. در طی فصل رشدگیاهان مواد غذایی را از خاک جذب می‌کنند ورشد می‌کنند.

نکته این است که این مواد غذایی برای کشت بعدی چطور دوباره به خاک بازگردانده می‌شود؟
راه حل این مورد استفاده از همین اصلاح کننده‌های خاک است. سه عنصری اصلی که گیاهان برای رشد به آنها نیازدارند ازت و فسفر و‌پتاسیم است. ازت برای رشد ساقه و برگ‌ها و‌تولیدکلروفیل در گیاه جذب می‌شود. فسفرها برای جوانه زدن بذرهاوایجاددانه رشد ریشه و‌ساقه‌ها ضروری هستند. پتاسیم در مرحلۀ تولیدگل و میوه مهم است دراندازه، طعم و رنگ گیاه بسیار ضروری است. همین‌طور باعث افزایش مقاومت دربرابر خشکی و‌بیماری‌ها می‌شود. درحقیقت پتاسیم را«عنصرکیفیت» در گیاه می‌نامند.
یک اصلاح کنندۀ خوب باید این سه عنصررا در خود داشته باشد.
اصلاح‌کننده‌ها موجب افزایش گنجایش نگه‌داری آب، افزایش نفوذپذیری و تخلخل خاک و اصلاح ساختارخاک‌ می‌شود.

زئولیت یا اصلاح‌کننده خاک کشاورزی
اصلاح کننده‌های خاک به دوصورت ارگانیک و‌غیر ارگانیک وجود دارند.
اصلاح کننده‌های ارگانیک از مواد طبیعی به وجود می‌آیند و به خاک آسیب نمی‌زنند ولی برای اثرگذاری مدت زمان زیادی را لازم دارند. مانند کمپوست، کاه، کرم‌های زیستی، علوفۀ خرد شده، استخوان حیوانات، پس‌ماندهای طبیعی، خاک اره از بقایای موجودات زنده ایجاد می‌شوند.
اصلاح‌کننده‌های غیرارگانیک که مقدار استانداردی از عناصر اصلی را در خود دارند، مانند ورمی‌کولیت،پرلیت و شن و ماسه توسط بشر ویا از مواد معدنی و به‌صورت شیمیایی به‌وجود می‌آیند.
کاربرد این اصلاح‌کننده‌ها ارتباط مستقیم بانوع خاک دارد. برای مثال اصلاح‌کننده‌های ارگانیک شوری و اسیدیته یا PH زیادی دارند و در خاک‌های شورنباید استفاده شوند. یا در خاک رس و ماسه اضافه کردن آنها با مقادیر کم تأثیرگذارنیست و برای اثربخشی باید به میزان زیادبه خاک افزوده شوند. ازطرف دیگرهمین اصلاح‌کننده‌های ارگانیک مقدار مادۀ آلی خاک را به مرور زمان بالا می‌برد. تخلخل، جذب و نگه‌داری آب را در خاک افزایش می‌دهند. همچنین یک منبع برای باکتری‌ها و قارچ‌های خاک‌زی هستند و به‌دلیل داشتن موادغذایی به‌عنوان کود هم می‌توان از آنها استفاده کرد.
کشاورزان به‌طورمعمول می‌خواهند سطح مواد آلی را در خاک در حد متعادلی نگه دارند و آن را مدیریت کنند، استاندارد مواد آلی در خاک ۳-۶درصد است.
اصلاح کننده‌ها راباید باتوجه به بافت خاک استفاده کرد. بافت خاک به اندازۀ ذرات خاک گفته می‌شود. بافت‌های رسی دارای ذرات ریز و بافت شنی ذرات درشت دارند. ازآنجا که در خاک‌های شنی ظرفیت نگه‌داری آب پائین است، تلاش می‌شود موادی به خاک اضافه کنیم که این ظرفیت را زیاد کنیم که برای این منظور کودهای دامی و کمپوست‌ها و ورمی‌کولیت‌ها مناسب هستند. برای خاک‌های رسی چون دارای ذرات چسبنده و ریز هستند نیاز به افزایش تخلخل و نفوذپذیری و تهویۀ خاک داریم. برای این منظور تراشۀ چوب یا پرلیت مناسب است.
چند عامل اساسی در انتخاب اصلاح کننده‌ها
درکل چهارعامل زیررا می‌توان به عنوان مهم‌ترین عوامل نام برد.
۱- میزان شوری یاEC اصلاح کننده و خاک
۲- میزان اسیدیته یا PH اصلاح کننده وخاک
۳- بافت خاک
۴- میزان‌ماندگاری اصلاح کننده و سرعت تجزیۀ آن در خاک.
باید دقت کنیم که شوری یاECعامل مهمی در رشد گیاه و‌اصلاح خاک است. بنابراین قبل از اصلاح خاک آزمایش‌های خاک را انجام دهید تا میزانEC خاک را بدست بیاورید و با توجه به آن اصلاح‌کننده‌ها را اضافه کنید.
اولین مرحله برای اصلاح خاک، اصلاح فیزیکی آن است‌. برخی ماشین‌آلات قادرند بافت خاک را تا عمق ۸۰ سانتی متری نیز نرم کنند‌.
در مراحل بعدی خاک را از نظر مواد غذایی، اسیدیته، آلودگی بهبود می‌دهیم و ازاین طریق فرسایش خاک را کنترل می‌کنیم. بهبودهای شیمیایی درخاک معدن‌ها (با آهک زدن به خاک اسیدی)، در خاک‌های بکر و فاقد هوموس (باکوددهی), در مکان‌های نمکی (با کم کردن فعالیت یون‌ها) و در کل با ضدعفونی خاک‌های آلوده و خطرناک امکان‌پذیر است.
در برخی موارد افزایش کربن در خاک باعث افزایش جذب مواد غذایی مانند ازت، فسفرو سایر عناصر مفید می‌شود و تخلخل وذخیرۀ آب را زیاد می‌کند و باعث بهبود ساختار خاک می‌شود.
انواع کودهای اصلاح‌کننده را از طریق لینک زیر می‌توانید تهیه کنید.
https://www.keshavarzionline.com/search/%D8%A7%D8%B5%D9%84%D8%A7%D8%AD%DA%A9%D9%86%D9%86%D8%AF%D9%87-%D9%87%D8%A7

برای اطلاعات دقیق‌تر و انتخاب کودها و اصلاح‌کننده‌های مناسب با مشاوران ماتماس بگیرید.

زئولیت
زئولیت یک مادۀ معدنی است که کاربرد آن برای جذب سطحی است. این ماده از آلومینوسیلیکات تشکیل شده‌است. امروزه در کشورهایی مانند ژاپن، ایتالیا، اسپانیا و ترکیه از زئولیت‌ها در گلخانه‌ها و مزارع به میزان قابل توجهی استفاده می‌کنند. زئولیت مادۀ معدنی است که از اتصال گدازه‌های آتشفشان و آب ایجاد می‌شودو۴۰ نوع آن در طبیعت یافت می‌شود.

زئولیت‌هاکودهای معدنی هستند که دارای عنصرهای پتاسيم، كلسيم، سديم، آلومنيوم، منيزيم، سيلسيوم، فسفر، گوگرد، مس، آهن، منگنزو غیره را دارند و یک افزودنی و مکمل برای غذاي دام و كودهاي كشاورزی است. زئولیت‌ها کودها را کم کم آزاد می‌کنند بافت خاک را اصلاح می‌کنند. این آزادسازی در خاک‌ها توسط واکنش‌های یونی و تجزیۀ خاک انجام می‌شود. این ماده به عنوان یک جذب کنندۀ رطوبت زراعت استفاده می‌شود. خاصیت جاذب رطوبت بودن این ماده باعث ذخیره‌سازی آب می‌شود تا درمواقع کم‌آبی خاک آب ازین ماده به خاک وارد شود و توسط گیاه جذب شود. ازطرف دیگر همان‌طور که اشاره کردیم پتاسیم‌ها و بعضی مواد غذایی مفید توسط بارندگی و آبیاری شسته می‌شوند.
زئولیت‌ها خاک را قوی می‌کنند تا بتواند مواد مغذی را در بافت‌های خاک نگه‌دارد و از شسته شدن آن و حرکت مواد غذایی به لایه‌های پایین‌ترخاک جلوگیری می‌کند. در انبارها زئولیت‌ها با جذب آب اضافی محصولات از بیماری‌ها و گندیدگی محصولات جلوگیری می‌کنند.
تبادل کاتیونی را افزایش می‌دهد. این ماده درگلخانه‌ها و برای پرورش گل‌ها، سبزی‌ها و درخت‌ها به‌کار می‌رود. و باعث می‌شوندرسیدن میوه‌ها سریع‌تراتفاق بیفتد وباعث زیاد شدن عملکرد محصول می‌شوند و اندازۀ میوه‌ها و محصولات را درشت‌ترمی‌کنند. زئولیت‌ها در سیستم‌های هیدروپونیک نیز استفاده می‌شوند. اثرات آنها در کشت آبی و دیم تفاوتی ندارد. فقط مقدار مصرف آنها در بستر کشت خاکی و آبی باهم متفاوت است. زئولیت‌ها باعث زیادشدن کارائی و راندمان مصرف کودها می‌شوند.

زئولیت در کشاورزی

زئولیت پتاسیم یکی از انواع زئولیت است. این ماده در عملکرد محصول، خصوصیات خاک‌ها و درآبیاری گیاهان نقش دارد. خاک‌ها و محصول‌ها وگیاهانی که دچاربیماری‌های قارچی هستند (مانند آفلوتوکسین) توسط زئولیت‌ها به‌دلیل خاصیت ضدقارچی آنها پاکسازی می‌شوند. در رشد ریشه‌هایی سالم کمک شایان توجهی می‌کنند واز سوختن ریشه جلوگیری می‌کنند. باعث می‌شوند محصولاتی سالم و با کیفیت بالا به بازارو بدون بیماری قارچی به بازارعرضه شود.
همین‌طور این محصول را برای جلوگیری از فاسد شدن و خرابی محصولات و بیماری‌های قارچی در انبارها استفاده می‌کنند.
بااستفاده از زئولیت پتاسیم می‌توانیم کودهای شیمیایی را حذف کنیم و کشت ارگانیک داشته باشیم. این فرآیند عملکرد محصولات را افرایش می‌دهد. این مواد ریزش شکوفه‌ها و نارس بودن میوه را نیز تحت تأثیر قرارمی‌دهند. یک مورد مهم که در اثر مصرف زئولیت در گیاه به وجود می‌آید افزایش کیفیت، و بهبود رنگ و طعم محصول است و همین‌طور باعث افزایش ویتامین C در گیاه می‌شود و باعث می‌شود محصول ما با کیفیت و شکل مناسب وارد بازار شود.
بعد از دورۀ رشد دراثر آبیاری و مواردی دیگر فرسایش در خاک به‌وجود می‌آید. استفاده از زئولیت پتاسیم باعث کاهش فرسایش خاک و جبران آن می‌شود. این ماده باعث بهبود خاصیت‌های فیزیکی خاک می‌شود. هدایت هیدرولیکی خاک توسط زئولیت‌ها بیشتر می‌شود و شوری خاک کم می‌شود.

زئولیت دوستدارمحیط زیست
زئولیت‌ها باعث می‌شوندکه بتوانیم تا حدود ۷۰ درصد آبیاری را کاهش دهیم. و اگر آب مورد استفاده درگلخانه بی‌کیفیت و دارای شوری باشد، باعث کاهش شوری آب نیز می‌شود. از مزایای مهم زئولیت پتاسیم جذب فلزات سنگین است که این مورد موجب می‌شودکه این فلزات وارد گیاه و در نتیجه وارد چرخۀ غذایی نشوند.
به‌علت اینکه پتاسیم به میزان بالایی از طریق آب شسته می‌شود، در فصل‌هایی که بارندگی زیاد باشد یا در اثر آبیاری بیش از حد با کمبود پتاسیم مواجه می‌شویم. برای اینکه بدانیم چه مقدار پتاسیم برای گیاه نیاز است، باید متوجه شویم که گیاه پتاسیم خاک را جذب می‌کند و از طریق محاسبۀ تفاوت تبادل پتاسیم در طی دورۀ رشد می‌توان این مقدار نیاز را محاسبه کرد. به‌طور کلی ۵ کیلوگرم در هکتارپتاسیم (بدون در نظر گرفتن پتاسیم بین لایۀ خاک) برای رشد گیاه لازم است.
به عنوان مثال در یک آزمایش زئولیت به‌عنوان اصلاح‌کننده به خاک افزوده شد و باعث شد که پتاسیم محصولات به میزان ۱۸ برابر بیشتر شد. و همین‌طور استفاده از زئولیت‌ها باعث پیش‌گیری از آلودگی آب‌های زیرزمینی شد.
مزیت‌های اضافه کردن زئولیت‌ها به خاک
زئولیت‌ها در لغت از زبان یونانی آورده شده‌اندو به معنی «سنگ جوشان» هستند. به علت اینکه در موقع گرم شدن آب آنها به‌ شکل بخار خارج می‌شود و منظره‌ای شبیه جوشیدن را به‌وجود می‌آورد. زئولیت‌ها به‌عنوان «کودهای هوشمند» که موادغذایی را به خاک اضافه می‌کنند شناخته شده‌اند.

ماده‌های غذایی که در ناحیۀ رشد گیاه درخاک وجود دارند، به‌صورت محلول در آب نیستند. زئولیت با تبادل کاتیونی باعث جذب سدیم و پتاسیم و بهبود ساختارخاک می‌شود. این خاصیت زئولیت باعث قلیایی شدن خاک می‌شود و از سمی شدن خاک در اثر تجمع آمونیاک جلوگیری می‌کند. برخلاف آهک که یک اصلاح کنندۀ خاک‌ قابل تجزیه است، زئولیت‌ها غیر قابل تجزیه‌هستند و در طول زمان درخاک باقی می‌مانندو باعث می‌شوند که ساختارخاک بهبود یابد. زئولیت کودها و موادغذایی را به آرامی آزاد می‌کند. این مادۀ معدنی در احیای خاک برای رشد مجدد، برای افزایش ظرفیت خاک‌های اسیدی و آسیب‌دیده و افزایش تعادل نیتروژن درخاک‌های سبک و شنی بسیارمفید است.
زئولیت همچنین به علت تخلخل مواد معدنی باعث افزایش تخلخل و‌نفوذ‌پذیری خاک می‌شود که این مورد موجب ایجاد ریشه‌های عمیق‌تر می‌شود. زئولیت‌ها به دلیل خاصیت جذب بالای آب و حفظ موادغذایی و کودها در محیط ریشه باعث کاهش قابل توجه درهزینه‌ها می‌شود. از آنجایی که زئولیت‌ها اسیدی نیستند می‌توانند سطح خاک را به‌صورت بافر درآورند و برای این منظور می‌توانیم به مقدارمناسب آهک را به خاک اضافه کنیم‌. به دلایلی که گفته شد زئولیت از نظر اقتصادی مقرون به‌صرفه است و دوست‌دارمحیط زیست است.

کودهوشمند زئولیت
برای مثال در یک مطالعه که روی درخت‌ها و جنگل‌ها انجام شد، استفاده از زئولیت‌ها عملکرد مادۀ خشک را از ۵تن به ۸ تن در هکتاررساند، یعنی ۴۸ درصد افزایش عملکرد را نشان داد. همچنین زئولیت‌ها باعث می‌شوند که نهال‌ها و گیاهان مقاومت کافی را در برابر شوک حاصل از کاشت مجدد داشته‌باشند.
درمناطق گرمسیری اطمینان از تعادل مواد غذایی در خاک برای یک عملکرد خوب بسیار ضروری است. از آنجایی که خاک مناطق گرمسیری به‌طور ذاتی از نظر غذایی ضعیف و دچار فقدان هستند، اضافه کردن کودهای مغذی (نیتروژن، فسفر، پتاسیم، مولیبدن، کلر، کلسیم، منیزیم) به آنها لازم است‌. استفاده از آلومنیوم سیلیکات به‌عنوان مکمل کودهای ازت می‌تواند در آزادسازی تدریجی ازت نقش مهمی ایفاء کند و مانع هدرروی ازت خاک شود.

امروزه موادمعدنی زئولیت در جهان به‌طور گسترده‌ای برای کم شدن تبخیر ازت در کودهای ازته مانند اوره همراه با شکل‌های مختلف منابع ارگانیک نیتروژن به‌کار می‌روند. برای نمونه توسط اضافه کردن زئولیت به خاک می‌توان ازبین رفتن اوره را به حداقل خود رساند و‌آزادسازی NH4 را کنترل کرد. نتیجۀ آزمایش‌ها نشان می‌دهند که استفاده از مواد معدنی آلومینیوم سیلیکات از طریق کنترل یون آمونیوم مصرف نیتروژن درگیاه را افزایش می‌دهند و باعث افزایش جذب و بازده محصول می‌شوند.

باریونی زئولیت‌ها خنثی نیستند و برای تثبیت آنها به کاتیون های پتاسیم سدیم نیاز داریم. ظرفیت تبادل کاتیونی بالا (۲.۶ و۳ meg.g) یکی ازمهم‌ترین خصوصیت‌های این مواد معدنی هستند.
درقله‌های با خاک خشک و سنگی و دره‌های در معرض سیل به‌علت شیب زیاد در دره‌ها و قله‌ها روان‌آب‌ها باعث فرسایش شدید خاک می‌شوند. با یک برنامه‌ریزی صحیح که شامل به‌کاربردن زئولیت نیز می‌شود می‌توانیم فرسایش خاک و در نتیجه هدرروی منابع آب ارزش‌مند را به حداقل برسانیم.

شستشوی مواد مغذی در اثر روان‌آب
اگر خاک‌ها به‌ویژه انواع خاک ماسه‌ای اصلاح نشده باشد، جریان آب می‌تواند کودهای محلول مانند نیتروژن، پتاسیم و فسفر را شستشو دهد و راندمان جذب مواد غذایی توسط گیاه را کاهش دهد. زئولیت با به‌وجود آورد مقاومت در برابر شسته‌شدن، ثاب بودن و بی‌حرکت بودن گازها، باعث افزایش کارایی مصرف کودها می‌شود. زئولیت ها با افزایش مقدارCEC به‌ویژه در خاک‌های شنی شستشو و از بین رفتن مواد غذایی را کاهش می‌دهند.

سیستم ریشه‌ای با استفاده از زئولیت‌ها
نکتۀ جالب توجه این است که زئولیت خود محتوی مقداری مواد غذایی است. این مواد معدنی به دلیل ظرفیت بالای تبادلی خود باعث می‌شوندکه مواد غذایی بدون تغییرو از بین رفتن و‌شکستن ساختارجذب و به‌تدریج آزاد شوند.

این مواد غذایی و‌کودها در داخل ساختارزئولیت ذخیره می‌شوند و در مواقعی که گیاه به مادۀ غذایی و کود نیازدارد به آرامی آزاد می‌شوند.
این امر به‌ویژه درخاک‌های بکر و یا ماسه‌ای و در هنگام بارندگی‌های شدید میزان جذب آب را تا۱۰ برابر افزایش می‌دهد.
بعدازاینکه زئولیت درسطح خاک با کمپوست‌ها و سایر مواد ارگانیک مخلوط شد، پس از ایجاد تخلخل به منطقۀ ریشه می‌رود و سال به سال محیط ریشه‌ها را بهبود می‌بخشد.

نگهداری و بازسازی بافت خاک
در یک مطالعه در دانشگاه «کرنل» در سال ۲۰۱۴ که در مورد مقدار نفوذ آب درخاک با توجه به بافت خاک بود، نشان داد که خاک‌های شنی دارای تخلخل زیاد و نفوذپذیری بالاتری هستند. همین امر بر عمق ریشه و فرکانس آبیاری اثر می‌گذارد.
دراین خاک‌ها محدودیت‌های جریان آب باعث ایجاد مناطق خشک و مناطق اشباع می‌شود که به‌کار بردن زئولیت‌ها به یکنواخت کردن و اصلاح خاک به سمت یک ماتریس مناسب کمک قابل توجهی می‌کند.

افزایش نفوذ
گیاهان در خاک‌های شنی با نفوذ سریع آب وهوا مواجه هستند. زئولیت از نظر ساختاری هم نفوذ آب را افزایش می‌دهد وهم تخلخل‌پذیری را بالا می‌برد. در سال ۲۰۰۷ USGA آماری را در مقایسۀ خاک شنی اصلاح نشده و خاک شنی حاوی زئولیت منتشر کرد که نشان می‌دهد درخاک شنی اصلاح نشده ریشه‌ها رشد ناقص داشتند و مشکلاتی در رشد آنها وجود داشت.

عملیات خاک‌ورزی در اضافه کردن زئولیت‌ها

 

عملیات خاک‌ورزی با کمپوست زئولیت
زئولیت به دلیل خصوصیات ویژه‌ای مثل ذخیره‌سازی و آزادسازی آب، جذب سطحی کاربردهای زیادی در خاک دارد. درطول ده‍ۀ ۱۹۶۰ دانشمندان ژاپنی برای کنترل رطوبت و از بین رفتن بوی فضولات حیوانی از زئولیت درحالی‌که در زمان پخش کوداسیدیتۀ خاک را افزایش دادند، استفاده کردند. بعدها متوجه شدند که اگر به‌میزان کمی کلینوپتولیت‌ها را به غذای دام‌ها اضافه کنند، نه تنها باعث بهبود سلامتی آنها می‌شود، بلکه به میزان قابل توجهی وزن آنها را نیز افزایش می‌دهد.
کشاورزان به زودی متوجه شدند که باقی ماندن زئولیت در محیط ریشه تأثیر زیادی در بالا بردن کارایی محصولاتشان به‌طور مداوم دارد. ازآن زمان زئولیت به‌طور عمده‌ای در غذای دام‌ها به عنوان اصلاح کننده و همچنین در خاک‌ها در آسیا و اروپا به‌طور گسترده‌ای استفاده شد.

کارایی مصرف نیتروژن
در ایالات متحده اصلاح خاک و کود‌ها توسط زئولیت از اواسط دهۀ ۱۹۸۰ انجام شد. این اصلاح در خاک‌های با بافت ماسه‌ای انجام شد و توانایی گیاه در نگهداری NH4 و K+ باعث شد که در عین کم شدن شستشوی مواد غذایی، نیترات‌ها را در خاک کم کرد.
ازبین رفتن آمونیاک در اثر تبخیرآن به اتمسفر یک دلیل اصلی و مهم برای کاهش کارایی مصرف کودهای اوره درسطح خاک است. در شرایط بحرانی ممکن است بیش از ۸۰ درصد نیتروژن هدر رود. بااستفاده از زئولیت‌ها هدرروی کودهای اوره و تبخیرNH4 را می‌توانیم کم کنیم.

زئولیت همین‌طور می‌تواند عناصرNPK را در خاک تثبیت کند. واین به علت ظرفیت بالای نگه‌داری مواد غذایی و جذب رطوبت و ساختار پایدار و نفوذپذیر آنهااست، که در قبل به‌طور کامل توضیح دادیم.
زئولیت در برابر شستشو،هدرروی دراثر تبخیر، تلفات گازهاو تثبیت مقاومت به‌وجود می‌آورد. عملکردNPK را زیاد می‌کند و درکم شدن شستشو در خاک‌های شنی بسیار مناسب است.
در مطالعه‌ای با مصرف میزان ۴-۸ تن در هکتار زئولیت، عملکرد گندم ۱۴درصد، بادمجان ۱۹ تا ۵۵ درصد، هویج ۶۳ درصد وسیب ۱۳ تا ۳۸ درصد گزارش شد.

کودها
سازمان زمین‌شناسی ایالت متحدۀ آمریکا برای کمک به جذب کودهای مغذی در خاک زئولیت را آزمایش کرد. استفاده از کودها می‌تواند باعث آلودگی و همین‌طوراستفادۀ نادرست از مواد غذایی خاک شود. به‌طور مثال نیتروژن در خاک‌های شنی شسته می‌شود و باعث آلودگی لایه‌های زیرین می‌شود. فسفات‌ها در خاک‌های گرمسیری وآهکی تثبیت می‌شوند و ازدسترس گیاه خارج می‌شوند. زئولیت‌ها دارای تخلخل‌ و ظرفیت بالای تبادل کاتیونی هستند و در نتیجه آزادشدن و‌تثبیت مواد غذایی را در سیستم‌های کشاورزی کنترل می‌کنند. زئولیت‌ها مواد مغذی را از قبل در خاک آزاد می‌کنندو حاصلخیزیخاک را افزایش می‌دهند.

کاربرد زئولیت

 

اوره
زئولیت‌ها به سه روش می‌توانند سرعت آزادشدن نیتروژن از خاک‌ را کاهش دهند.
۱- اوره در منافذ و‌ساختار زئولیت قرار می‌گیرد و از شسته شدن آن در خارج از محیط ریشه جلوگیری می‌کند.
۲- زئولیت تبدیل اوره توسط آنزیم‌های خاک را کندمی‌کند وتشکیل یون‌های آمونیوم را به تأخیر می‌اندازد.
۳- یون‌های آمونیوم را به داخل ساختار زئولیت می‌برد تا ازباکتری‌های نیترات کننده انها را محافظت کند.
همان‌طور که قبلا هم توضیح دادیم زئولیت خودنیز حاوی مقداری مواد مغذی است. ولی خاصیت ویژۀ آن «اسفنجی بودن» است که در هنگام مخلوط شدن با کود یاقبل از آن به‌وجود می‌آید.

کاهش هدررفتن پتاسیم و ازت
درمورد ازدست دادن نیتروژن از طریق فرار بودن آمونیاک و هیدرولیز صحبت شد. فرار بودن آمونیاک باعث از بین رفتن نیتروژن مفید و قابل جذب برای گیاه می‌شود که درنتیجۀ این وقت و هزینۀ کشاورز هدر می‌رود.
زئولیت به دلیل اینکه موادی مانند آمونیوم (NH4+)و پتاسیم (k) را جذب می‌کند ازفرار بودن آمونیاک جلوگیری می‌کند.
تعریف هیدرولیز تجزیۀ آنزیم‌های اوره در مسیرتجزیۀ مولکول اوره به آمونیوم (NH4+) است.
آزمایش نشان داده که کانال‌های کوچک درون زئولیت توسط برخی میکروارگانیزم‌ها و محافظت فیزیکی از NH2+ نیتریفیکاسیون را کم می‌کند و سرعت تجزیۀ سریع را پایین می‌آورد.
نتیجه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که استفاده از زئولیت‌ها در مقایسه با مخلوط کودهای تجاری و نیترات آمونیوم، میزان فرار بودن آمونیوم را به میزان بیشتری کاهش می‌دهد.

سنگ زئولیت اصلاح‌کنندۀ خاک‌کشاورزی
سه ویژگی CEC بالا، ظرفیت بالای نگهداری آب و ظرفیت جذب بالا موجب استفادۀ گستردۀ این کودها به طور مجزا و در ترکیب با کودهای دیگر شده‌است.

کمپوست
زئولیت‌ها از طریق دوروش کاتیون‌هایی مانند آمونیوم وموادمغذی را در درون خودشان نگه می‌دارند.
۱- جذب در ماتریس‌های متخلخل
۲- جذب توسط تبادل کاتیونی (CEC)
آمونیوم و سایرمواد مغذی درصورتی‌که در آب محلول نباشند در ساختارهای بلوری زئولیت ذخیره می‌شوند ودر طول زمان و باتوجه به نیاز گیاه در دسترس آن قرارمی‌گیرند. همان‌گونه که ذکر شد زئولیت تمایل بالایی به جذب آمونیوم که قابل جذب برای گیاه است را دارد.

استفاده از زئولیت‌ها همراه با کمپوست‌ها دارای مزایای زیر است:
۱- افزایش نگه‌داری آب
۲- نگهداری نیتروژن و ریزمغذی‌ها در محیط ریشه
۳- محیط مناسب برای جذب نیتروژن در آینده ایجاد می‌کند.
۴- تبادل کاتیونی خاک را افزایش می‌دهد.
۵- بهبود نفوذ آب و هوا درخاک
نگهداری آب
کمپوست‌ها یه روش مناسب برای استفاده از زئولیت با جلوگیری از انتشار آن در خاک است.
کمپوست را می‌توان با نسبت‌های ۵, ۱۰, ۱۵ و ۲۰ درصد از وزن کل با زئولیت به‌کار برد.

ساختار زئولیت‌ها
در آغاز اضافه کردن زئولیت به کمپوست ، زئولیت‌ها با مهار نیتیریفیکاسیون و تبدیل آمونیوم به نیترات، مقدار آمونیوم از دست رفته را کاهش می‌دهند. توجه به این نکته ضروری است که باید کمپوست‌های با کیفیت مرغوب را با زئولیت‌ها مخلوط کرد.

در آزمایشی در مقیاس وسیع در منطقۀ «جروم» کمپوست‌های گرفته شده از فرآورده‌های گاوی را مورد استفاده قراردادند. زئولیت در آغاز به حفظ رطوبت سطح خاک کمک کرد. به‌طورکلی تأثیری در روند تجزیۀ کمپوست نداشت ولی فرار بودن آمونیوم را مهار و کنترل کرد.
درنتیجه اگر بخواهیم به‌طور کلی بررسی کنیم، هزینه‌های کود نیتروژن با توجه به هدرروی و فرار بودن آن‌، چه از نظر صرف وقت و چه قیمت بسیار بالا و مستهلک است. زئولیت این امکان را به ما می‌دهد که علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه‌ها ساختارخاک در طولانی مدت بهبود بخشیم و افزایش کمی و‌کیفی قابل توجه را درمحصولات چه در گلخانه و زمین زراعی مشاهده کنیم.

طبقه‌بندی زئولیت‌ها
زئولیت‌ها براساس موارد مختلفی مانند شکل بلور منشاء تشکیل و خاصیت بازی و اسیدی آنها طبقه‌بندی می‌شوند. یکی از این دسته‌بندی‌ها براساس منشاء تشکیل آنها است که براین اساس دو گروه زئولیت رسوبی وآتشفشانی وجود دارد. زئولیت‌های رسوبی مقدار نسبی سیلیسیم به آلومینیوم از نوع آتشفشانی آنها بیشتر است. بیشتر گونه‌های زئولیت در دنیا از نوع آتشفشانی هستند. زئولیت‌های کشور از نوع رسوبی است. در برزیل سه منطقۀ وسیع مواد معدنی زئولیت وجود دارد‌. بیشترین میزان زئولیت در درۀ رودخانۀ «پارنایبا» یافت می‌شود، منطقه‌ای که ۵۰ درصد فرم‌های غالب هولاندیت در آنجا رسوب می‌کند.

براساس PH یا اسیدیته زئولیت‌ها به دوگروه تقسیم می‌شوند. این تقسیم‌بندی برمبنای نسبت آلومینیوم به سیلیسیم است. اگر نسبت Al به Si ۸ باشد جزء گروه اسیدی است و اگر این مقدار ۵-۶ باشد جزء گروه قلیایی است. در بیشتر گونه‌های زئولیت نسبت سیلیسیم کم تا متوسط است و اسیدیتۀ آنها از ۱ تا۲ متغیر است. ولی در گونه‌هایی مثل کلینوپتیلولیت وموردنیت نسب بالایی از سیلیسیم وجود دارد و همین باعث می‌شود PH آن به ۲ در حالت پایداربرسد.

در یک نوع تقسیم‌بندی دیگر زئولیت‌ها شامل دو گروه‌های طبیعی و مصنوعی هستند.
زئولیت‌های مصنوعی از حدود ۷۰ سال پیش در محیط آزمایشگاه در دمای ۱۰۰ درجۀ سانتی‌گراد با درجۀ خلوص بالا و در میزان وسیع و صنعتی تولید می‌شود.

۸ نوع زئولیت طبیعی که در رسوبات به میزان بالا یافت می‌شوند شامل موارد زیر است‌:
آنالیسم
شابازیت
کلینوپتیلولایت
اریونیت
هولاندیت
لامونیت
موردنیت
فیلیپیست
از انواع زئولیت بیشترین نوعی که یافت می‌شود کلینوپتیلولایت‌ها هستند.

 

زئولیت با چند روش می‌تواند به خاک‌ اضافه شود:
۱- بااستفاده از پخش‌کنندۀ کود به‌طور مستقیم قبل و بعداز هوادهی به خاک.
۲- دیسک جانبی
۳- به‌صورت ترکیب با کودهای دیگر مانند فسفات، سولفات و نیتروژن وارد خاک می‌شود.
تمایل زئولیت به جذب K+ , NH4, Mg2 به همان میزان تمایل به جذب ریز مغذی‌ها و عنصرهای لازم برای گیاه است که باعث افزایش کارایی مصرف انواع کود ها می‌شود.

 

ویژگی‌های زئولیت‌ها
خصوصیت زئولیت‌ها به ترکیب شیمیایی و ساختار آنها و طرز قرارگرفتن مولکول‌های آنها ارتباط دارد. زئولیت‌ها به علت ویژگی‌هایی مانند چگالی، اندازه، شکل آنها،تخلخل،جذب سطحی وتبادل کاتیونی کاربردهای زیادی در کشاورزی و صنعت دارند.

انواع زئولیت
زئولیت‌ها در هنگام آب‌گیری حجم زیاد و چگالی کمی دارند. توانایی تبادل یونی زیاد از ویژگی دیگر آنهاست. توانایی جذب گازها و بخارها، خاصیت کاتالیزوری، هدایت الکتریکی بالا، ذوب شدن آسان آنها، مقاومت متغیر در برابر حرارت، تجزیه توسط اسید کلریدریک از خصوصیات دیگرآنهاست. زئولیت کانی‌های آلومینوسیلیکات آب دارهستند که دارای عناصر فلزی قلیایی و یا قلیایی خاکی به ویژه سدیم، پتاسیم، منیزیم، کلسیم، استرانسیم و باریم است.

ویژگی تبادل کاتیونی در زئولیت‌ها
زئولیت‌ها در ساختار چهاروجهی خودکاتیون‌هایی دارند که پیوندهای ضعیفی دارند و به سادگی به‌وسیلۀ شستشوی زئولیت توسط یک محلول از آنها جداشده وقابل تبادل می‌شوند.
زئولیت‌هایی که دارای ساختار بلوری هستند، از مهم‌ترین تبادل کننده‌های کاتیونی هستند. ظرفیت زئولیت‌های بلوری ۳-۴ meq.g است.

 

ظرفیت تبادلی کاتیونی زئولیت‌ها به مقدارجایگزین‌شدن آلومینیوم و آهن به جای سیلیسیم در ساختارچهاروجهی آن وابسته است. هرچه نسبت سیلیسیم به آلومینیوم مقداربیشتری باشد، ظرفیت تبادل کاتیونی کمتراست.
در زئولیت‌های کلینوپتیلولیت که در کشاورزی نیز استفاده می‌شوند، نسبت آلمومینیوم‌کمتراست. تبادل یونی این نوع ۳.۳ میلی اکی‌والان در گرم است. در زئولیت‌های مصنوعی خاصیت تبادل کاتیونی به‌دلیل نسبت برابر آلومینیوم و سیلیسیم با انواع طبیعی آنها فرق دارد. دراثر همین تبادل یونی کودها و مواد غذایی در داخل خاک‌های مصنوعی و طبیعی به‌آرامی آزاد می‌شوند. به‌طور معمول زئولیت‌ها با کانی‌هایی استفاده می‌شوند که درجۀ حل‌شدن پایین‌تری (مانند فسفات آپاتیات) دارند.

کلینوپتیلولیت‌ها موجب کم شدن نیتریفیکاسیون تا حدود ۱۱ درصد و همین‌طور شسته‌شدن نیترات‌ها تا ۳۰ درصد و کم شدن تبخیر آمونیاک می‌شوند. این کودها جذب آمونیوم و پتاسیم را افزایش می‌دهند.
برخی از ویژگی‌های اساسی زئولیت‌ها داشتن ساختارسخت و متخلخل، زه‌کشی مناسب، چگالی حجمی متوسط، ثابت بودن ساختارشیمیایی در برابر اسیدیته و ظرفیت تبادل کاتیونی بالاتر هستند. این خصوصیات زئولیت‌های مفیدتری در اختیار ما قرار می‌دهند و نیاز به مصرف کود را کم‌تر می‌کنند.

 

نتیجۀ تحقیقات و آزمایش‌های مختلف روی زئولیت ( به‌ویژه کلینو‌پتیلولیت‌ها) در کشاورزی در اکثر کوارد افزایش بازدهی و عملکرد محصول و‌کم شدن نیتریفیکاسیون را نشان می‌دهد. برای کاربردهای بیشتر در کشاورزی نیاز به تغییرات آزمایشگاهی روی زئولیت‌ها است.
یک نکتۀ مهم این است که باقی ماندن کلینوپتیلولیت‌ها در طبیعت هیچ‌گونه آسیبی به محیط زیست نمی‌رساند.

کلینوپتیلولایت‌ها در رنگ‌های سفید،قرمز، شفاف و‌نیمه‌شفاف هستند. این کانی‌ها تقریبا کمیاب هستند و بیشتر در آمریکا،استرالیا، زلاندنو وچک‌اسلواکی یافت می‌شوند. بعضی از کلینوپتیلولایت‌ها به‌وسیلۀ نانوذرات اکسید مس اصلاح شده‌اند و خاصیت آنها در از بین بردن آلودگی‌ها بررسی شدند ودر نتیجه اثرات مثبتی مشاهده شد.

نگه‌داری و حفظ آب توسط زئولیت‌هادر کشاورزی
زئولیت گنجایش دارد که بیش از ۶۰درصد وزن خود را آب جذب کند. برخی آزمایش‌ها نشان داده که زئولیت در زمین‌های با شیب کم به میزان ۷-۳۰درصد و در زمین‌های با شیب زیاد ۵۰ درصد میزان نفوذ آب را افزایش می‌دهد.

توسط این مواد رطوبت خاک‌ها در خشکی به‌میزان ۰.۴ تا۱.۸ و در محیط‌های معمولی به میزان ۵ تا۱۵ درصد افزایش می‌یابد.
با توجه به موارد بالا میزان جریان آب در سطح زمین کم می‌شود وزمین‌ها با به‌کارگیری این مواد دربرابرفرسایش مقاوم می‌شوند.
یکی از دلیل‌های مهم آلودگی آب‌های زیرزمینی استفاده ازکودهای ازت محلول دراست. زئولیت‌ها با کاهش نیتریفیکاسیون و تبدیل آمونیوم به نیترات باعث جلوگیری از این پدیده می‌شوند.

افزایش هوادهی
زئولیت‌ها به دلیل تخلخل زیاد و‌ساختار بلوری خود ۶۰ درصدی آب را در خود نگه‌داری کنند. زئولیت‌ها به عنوان یک مخزن آب را در خود ذخیره می‌کنندو در شرایط خشکی آن را دراختیار گیاه قرارمی‌دهند. با مرطوب نگه‌داشتن محیط ریشه‌ها باعث گسترش سیستم ریشه‌ای می‌شوند. برخلاف بقیۀ اصلاح‌کننده‌های خاک مانند آهک و خاک رس زئولیت‌ها علاوه برهوادهیو زه‌کشی خوب خاک غیرقابل تجزیه نیز هستند. این مواد در طول زمان درخاک باقی می‌مانند و ساختار خاک را بهبود می‌دهند. همچنین از بسته شدن منفذهای خاک (مانند خاک‌های رسی) جلوگیری می‌کنند.

زئولیت‌ها در جذب آرسنیک کمک می‌کنند.
دراثرآبیاری نادرست آب‌های زیرزمینی به آرسنیک آلوده می‌شوند. گیاهان این مواد را جذب می‌کنندوبه‌صورت اتوماتیک آرسنیک‌ها که فلزهای سنگین ومضری هستند وارد چرخۀ غذایی می‌شوند. زئولیت‌ها تمایل دارند آرسنیک و سم‌هایی مانند آن را جذب کنند. در حالت آزاد گیاه گزینه‌ای به جز جذب آرسنیک و فلز‌های سنگین نداردولی در صورت وجود زئولیت گیاه آن را جذب نمی‌کند.

از جمله کمک‌های عمومی این است که کلینوپتیلولایت‌ها درکنار به‌کار بردن مواد آلی ، ذغال سنگ نارس، کمپوست‌ها باعث افزایش CEC یا تبادل کاتیونی، افزایش جذب مواد مغذی و شستشوی نیترات‌ها می‌شود.

شکل ظاهری زئولیت‌ها
زئولیت‌ها در حالت خالص به رنگ خاکستری یا مات و بی‌رنگ هستند. در صورتی‌که هیدروکسیدآهن داشته باشند به رنگ‌های زرد، قهوه‌ای تا قرمز دیده می‌شوند. البته توجه داشته‌باشیم که بیشتر زئولیت‌ها بی‌رنگ یا سفید مات هستند.
وزن حجمی آنها از۲ تا ۲.۴ گرم بر سانتی‌متر مکعب متغیر است و سختی آن بین ۳.۵ تا ۵.۵ است. تراکم زئولیت‌ها ۱.۹ تا۲.۲ میلی‌گرم در متر مکعب است. اگر زئولیت‌ها خاوی استرانسیوم و باریم باشند اسن تراکم به ۲.۵ تا ۲.۸ می‌رسد.

زئولیت‌ها در حالت تعلیق اسیدیتۀ ۹.۵ تا ۱۰.۵ دارند و اگر تجزیه شوند این مقدار اسیدیته افزایش می‌یابد.

توصیه می‌شود اندازۀ ذرات بین ۱.۱۸ تا ۴.۱۶ میلی‌متر یا به عبارت دیگر به اندازۀ شن‌های ساحلی باشد. این اندازه امکان پخش راحت‌تر و‌جذب سریع‌تر و کامل‌تر یون‌ها را فراهم می‌کند.
هدف نهایی افزایش محصول و بهبود خاک است. با استفاده از زئولیت محصولات سال به سال در خاک باقی می‌ماند و این بهبود ساختار خاک زراعی برای نسل‌های بعدی نیز سودمند و مفید است.

هدیه حیاتی

مترجم در زمینه تخصصی مهندسی کشاورزی و علاقه مند به تولید محتوا

منابع

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969720321628

https://ida-ore.com/soil-amendment/

http://8- https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=69726

http://6- Rehakova_Agricultural and agrochemical uses of natural zeolite 7- Polat_Use of Natural Zeolite Clinoptilolite in Agricultu

http://5- https://www.kmizeolite.com/soil-amendment-1/soil-amendment-and-additive/

https://www.sid.ir/en/journal/ViewPaper.aspx?ID=266332

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/19443994.2015.1065440?journalCode=tdwt20

http://2- https://www.stockandland.com.au/story/6726078/soil-amelioration-techniques-under-scrutiny/

http://1- https://www.bender-rekultivierungen.de/en/services/soil-amelioration

همچنین ببینید

آفات و بیماری گلخانه و روش‌های مبارزه با آنها

آفات گلخانه به دو بخش آفات اختصاصی و آفت‌های عمومی تقسیم‌بندی می‌شوند. ازآنجایی که نکتۀ …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

گفتگوی آنلاین
سوالی هست که بتونیم پاسخ بدیم ؟
سلام
سوالی دارید که بتونیم پاسخ بدیم؟