沸石在農業上的應用非常廣泛,天然沸石可用作土壤改良劑、單質肥料控釋劑、復合肥料調理劑、生物侑有杋肥除臭劑、飼料添加劑、重金屬離子的捕集劑、農藥、殺菌劑、除銹劑的載體以及農業污水的處理等,在農業與肥料中的報道日益增多。

日本和美國對天然沸石在上述幾個方面的應用研究比較廣泛,如日本應用天然沸石作為一種土壤改良劑和肥料已有100多年的歷史,至今在日本和其他一些遠東國家和地區,如韓國和我國臺灣省,仍然是天然沸石較大的消費市場之一。

在日本每月用作土壤改良劑天然沸石大約500~600t,日本每年在利用天然沸石改善土地方面都以較少的投入獲得了較大的收益。20世紀90年代中期,在日本用于高爾夫球場、運動場、綠化、園藝的天然沸石改土劑每年達10萬噸。美國將沸石作為動物飼料添加劑也已商品化,美國將0.833mm(20目)的天然斜發沸石粉在飼料中添加6%,從豬崽養成肥豬一般只需6d,最多79d。與飼料中不加沸石粉喂養相比,提高經濟效益35%左右。在飼料中加沸石粉喂的豬肉質鮮嫩,有助豬的消化和治療腸胃疾病,改善豬的健康狀況。

據《化工礦物與加工》雜志的介紹,沸石能吸附畜禽腸道中的有毒物質、大腸桿菌和沙門氏菌,抑制某些病原菌的生長。云南省對飼料中添加沸石粉喂豬后的試驗表明,豬肉中砷、鉛、鎘等有害元素分別比添加前下降22%、30%及104%。俄羅斯也就沸石在農業上的應用專門召開了科研會議,就沸石應用于農業的科研、生產和應用的密切結合問題進行了研討。
我國自1972年后很重視天然沸石在農業上的應用,我國最早將沸石飼料添加劑商品化的是浙江省寧海沸石礦,此后相繼在黑龍江、廣西、福建、內蒙古、吉林、河南、山東、安徽等地開展了天然沸石在農業上的應用試驗,取得了不少成果,產生了一定的經濟、社會效益。

天然沸石在農業土壤改良中的應用

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。沸石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20世紀60年代,日本就已經將沸石用作土壤改良劑。近年來,沸石的農用范圍又進一步擴大。

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。隨著人們對沸石研究的深入,它在土壤改良等方面有十分廣闊的應用前景。1972年我國在浙江省縉云縣發現了第一座天然沸石礦后,陸續在全國進行了一些農業應用方面的研究。
在農業生產中,化肥對農作物增產是一個重要因素,但據國外有關化肥、農藥應用效果方面的資料證實,盡管化肥的消耗量仍在日益增多,但目前農作物的產量并不與消耗量成正比。據統計,在1950~1970年間,美國化肥消耗量增長了400%,但農作物的產量卻只增長了70%,說明在有限的耕地面積和最大限度地恢復地力的情況下,可能已經達到了極點,而且長期使用化肥將導致土壤板結,肥力下降。

因此,需要有計劃地關注土壤的狀況。因此,開發利用天然沸石來改良土壤,達到農業上增產豐收的目的,是科技興農的新課題,對于我國人多、耕地逐年減少的現狀有其巨大的現實意義。
由于沸石具有較強的陽離子交換性、吸附選擇性和自身含有作物所需的養分將沸石直接施用于退化土壤上,可提高土壤鹽基交換量。一般每公頃施用1500?300kg沸石,能提高土壤鹽基交換量10%~25%,增加土壤中的Na′、KCa2、Mg2等含量。在旱地上施用沸石,一方面提高氮肥利用率;另一方面能減少地表水和地下水中硝酸鹽的含量。由于沸石水的存在,施用后一般能使耕地土壤含水量增加1%~2%,比對照提高5%~15%,對干旱地區作物生長很有益。沸石本身的pH值為6~8,對于酸性土壤,施用沸石后可以提高土壤的pH值。

對于堿性土壤,可以降低土壤p∏值和土壤硬度。在鹽堿地和鹽化潮土上施用沸石,土壤水中的K含量比未施沸石的相同處理稍有增加,這可能是由于沸石本身含有較多的鉀;而Na+、Clˉ、HCO3、SO3ˉ隨著沸石用量的增加而下降,這對于改善水稻生長環境有利。由于沸石具有較大的比表面積和較強的靜電場,施用沸石后耕作,沸石可以把細土和黏粒吸附到它的周圍,漸漸形成微團聚體。另外,沸石中的陽離子與晶格架中其他質點結合不很緊密,在水溶液中與其他離子進行交換,也能
使土粒凝聚,促進土壤團粒結構的形成。在鹽化潮土上施用沸石后,可改變土壤中團粒粒徑組成,增加大團粒的比率,尤其是水穩性團聚體較對照顯著増加;

堿土施用沸石后,土壤密度下降θ.1g/m3,土壤總孔隙度增加1.7%;

冷漿型水稻土施用沸石后,土壤體積質量下降5%~10%,大于0.25mm團聚體的含量增加明顯。

沸石粒徑大小對作物生長量沒有顯著影響,但35目以上的沸石吸NH量較高,最佳粒徑為20~60目,而且不同粒徑沸石表現出吸磷量隨粒徑減少而增加,釋磷量隨粒徑増大而增加的情況。因此,在生產上所施沸石的粒徑最好以混合粒徑為好。從經濟效益上看,沸石用量以1500kg/hm2為宜。總的來說,沸石作為土壤改良劑,對低肥力、低陽離子交換量的土壤改良效果比中、高肥力的土壤要好。