بخشی از مقاله
مقدمه
خاک به عنوان بستر کشت محصولات نقش مهمی در توسعه بخش کشاورزی در یک کشور ایفا میکند. تاکنون روشهای بسیاری برای افزایش حاصلخیزی خاک پیشنهاد شده است ولی لازمهی توسعه پایدار در این بخش توجه به حاصلخیزی پایدار خاک میباشد. استفاده از مواد افزودنی به خاک مثل زئولیت که دارای عناصر غذایی مورد نیاز گیاه بوده و یا شرایط را برای جذب عناصر غذایی موجود در خاک فراهم میکنند میتوانند در حاصلخیزی خاک تاثیر بسزایی داشته باشند - بحرینی طوحان و همکاران، . - 1387 زئولیتها خانواده بزرگی از کانی های آلومینوسیلیکاته را تشکیل میدهند که خاصیت حاصلخیزکنندگی خاک، ذخیره سازی و نگهداری آب را دارند.
زئولیت جز کانیهای طبیعی کشور ما بوده و تاکنون در 6 منطقه وجود معادن آن گزارش شده است و از طرفی به سهولت و ارزانی در دسترس قرار دارد لذا مصرف آن به عنوان مکمل خاک پیشنهاد میشود. زئولیت دارای عناصری نظیر پتاسیم، کلسیم، سدیم، سیلیسیم، آلومینیوم، منیزیم، آهن و فسفر است که میتواند به عنوان بهترین مکمل غذایی و کود کشاورزی محسوب شده و در بهرهبرداری و تولید بیشتر محصولات کشاورزی نقش مهمی ایفا نماید - شیرانیراد و همکاران، . - 1390 از ویژگیهای منحصر به فرد زئولیتها میتوان به جذب و آزادسازی انتخابی و کنترل شده مواد غذایی اشاره کرد که این سبب اثرگذاری بیشتر کودهای شیمیایی میگردد. همچنین استفاده از زئولیتها مصرف بیرویه کودهای شیمیایی را کاهش میدهد.
زئولیت بر نشست سطحی خاک، رطوبت و وزن مخصوص ظاهری خاک اثر معنیداری دارد - علیزاده و همکاران، . - 1389 کاربرد زئولیت سبب افزایش رطوبت اشباع و آب قابل دسترس میگردد - حقشناس و همکاران، . - 1389 جذب انتخابی و آزادسازی کنترل شده عناصر غذایی از زئولیت باعث میشود در صورت انتخاب صحیح نوع زئولیت مصرفی، هنگامی که این مواد به عنوان اصلاح کننده در خاک اضافه میشوند، از طریق افزایش فراهمی طولانی مدت عناصر غذایی در خاک موجب بهبود رشد گیاه شوند - پولایت و همکاران، . - 2004 میزان تاثیر زئولیت بر افزایش ظرفیت ذخیره آب در خاک متفاوت است و به عوامل متعددی از قبیل شرایط فیزیکی خاک، میزان، اندازه و نوع زئولیت مصرفی بستگی دارد.
زئولیت باعث افزایش پتاسیم قابل تبادل در خاک شده - اکاترینا و کریستوس، - 2002 و همچنین سبب کاهش pH خاک میگردد - خاشعیسیوکی و همکاران، 1386 ب؛ اکاترینا و کریستوس، - 2002 که این کاهش سبب افزایش جذب عناصر ریز مغذی مانند آهن، مس و روی میشود. کاربرد زئولیت قابلیت تبادل کاتیونی خاک را افزایش میدهد - آلن و همکاران، 1995؛ خاشعیسیوکی و همکاران، 1386ب - . همچنین زئولیت سبب افزایش نفوذپذیری خاک شده و میزان رطوبت خاک را افزایش میدهد - پولایت و همکاران، . - 2004 زئولیت در مکشهای بالا آب ذخیره شده در ساختار مولکولی خود را پس داده تا در اختیار گیاه قرار گیرد - خاشعیسیوکی و همکاران، 1386الف - . مرور منابع نشان میدهد که زئولیتها میتوانند به عنوان مادهی اصلاحی به خاک افزوده و سبب حاصلخیزی خاک شوند. بنابراین انتظار میرود استفاده از زئولیتها سبب افزایش محصولات کشاورزی و توسعه پایدار خاکها شود.
مواد و روشها
زئولیتها در طبیعت همراه کانیهایی مثل کوارتز و فلدسپات یافت میشوند و دارای شبکه های سه بعدی از چهار وجهیهای هستند که اتمهای اکسیژن هر چهار وجهی به صورت اشتراک با چهار وجهیهای مجاور میباشد. در ساختمان زئولیتها تعدادی از یونهای Si دو ظرفیتی توسط Al سه ظرفیتی جایگزین شده و این عمل باعث میشود تا ساختار زئولیت دچار کمبود یک بار مثبت شود. این بار مثبت ایجاد شده با گرفتن کاتیونهای یک ظرفیتی و یا دو ظرفیتی K+ - ، Na+، Mg+2 و - Ca+2 در ساختمان زئولیت متوازن میگردد - کورکوویچ و همکاران، 1996؛ بارر، . - 1987 زئولیتها براساس مشخصات کانیشناسی، بازی یا اسیدی بودن، محیط پیدایش، طبیعی یا مصنوعی بودن تقسیمبندی میشوند.
در حالت کلی زئولیتها به دو دستهی طبیعی و مصنوعی - سنتزی - تقسیمبندی میشوند که امروزه تقریبا اکثر گونه های طبیعی، به صورت سنتزی نیز تهیه میشوند. تاکنون بیش از چهل نوع زئولیت طبیعی و بیش از صد نوع زئولیت سنتزی ساخته شده است. مهمترین زئولیت مورد استفاده در کشاورزی نوع کلینوپتیلولایت بوده و با توجه به وجود معادن آن در ایران به سهولت و ارزانی در دسترس میباشند. در جدول 1 برخی خواص فیزیکی زئولیتهای طبیعی آورده شده است - گودرزی، . - 1377
نتایج و بحث
نتایج بررسی منابع نشان میدهد که زئولیت نقش اساسی در حاصلخیزی خاک دارد. بنابراین استفاده از این کانی میتواند در افزایش سرعت رشد و عملکرد محصولات کشاورزی موثر باشد. بر اساس تحقیقات مختلف کاربرد زئولیت تأثیر 13- 15 در محصول گندم، 19-55 در بادمجان و 63 در هویج دارد - حسینیابری و همکاران، . - 1386 همچنین کاربرد زئولیت بر افزایش طول برگ زعفران - احمدی و خاشعی، 1392الف - ، شاخصهای رشد و عملکرد ذرت - خاشعیسیوکی و همکاران، 1387الف - و برخی شاخصهای رشد گیاه دارویی بادرنجبویه گزارش شده است - احمدی و همکاران، 1392پ - . زئولیتها با فراهمی عناصر غذایی و تغییر ساختمان خاک میتوانند نقش اساسی در سبز شدن گیاهان زراعی داشته باشند.
احمدی و همکاران 1392 - ب - با بررسی اثر زئولیت بر سبز شدن زیره سبز نشان دادند که کاربرد سطوح پایین زئولیت پتاسیک درصد سبز شدن را افزایش میدهد. همچنین استفاده از زئولیت کلسیک اثر معنیداری بر سبز شدن شاهی نشان داد - احمدی و همکاران، 1392ت - . در تحقیقی بر روی کارایی مصرف آب در دو گیاه شاهی و تربچه گزارش شد که استفاده از زئولیت پتاسیک کارایی مصرف آب را در شاهی افزایش داد و زئولیت کلسیک سبب افزایش کارایی مصرف آب در تربچه گردید - احمدی و همکاران، 1392ث - .
در تحقیقی بر روی برنج نشان داده شد که اثر زئولیت بر عملکرد دانه برنج در سطح 1 درصد و بر عملکرد کاه و کلش در سطح 5 درصد معنیدار است - کاوسی و رحیمی، . - 1382 در تحقیقی دیگر که در ایتالیا انجام شد با اضافه کردن 35 تا 100 کیلوگرم زئولیت بر هکتار در زمینهای زیر کشت سیب زمینی میزان تولیدات 30 تا 70 درصد افزایش یافت - بدلین، . - 1997 بنابراین نتایج حاکی از این است که استفاده از زئولیت به عنوان مادهای جهت افزایش حاصلخیزی و پایداری خاک در کشاورزی میتواند جایگزین اصلاح کنندههای شیمیایی و به خصوص کودهای شیمیایی شود.
