کی گفته نمیشه مصرف آب رو توی کشاورزی کاهش داد؟!!!

شمایی که با کاشت و پرورش گیاهان سروکار داری و یه کشاورز به روز هستی حتما این نوشته رو با دقت بخون که میتونه یه تحول عظیم برای کارت باشه??⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇⬇

زئولیت چیه اصلا؟

⚫ کلینوپتیولیت، عضوی از گروه هیولانیت زئولیت طبیعی، بیشترین فراوانی را در رسوبات و خاک دارد و رایج ترین زئولیت مورد استفاده در کشاورزی به عنوان اصلاح کننده خاک و حفظ نیتروژن می باشد. در ادامه با کاربرد و تاثیرات زئولیت در کشاورزی آشنا میشویم:

✔ استفاده زیاد از کودهای شیمیایی خطرات زیست محیطی جدی ایجاد می کند زیرا فقط کسری واقعاً توسط خاک جذب می شود. کود اضافی شسته می شود و این پدیده منجر به غلظت بالای پتاسیم، نیتروژن و فسفر در آب های سطحی (اتروفیکاسیون) یا نیترات های آب های زیرزمینی می شود. این مشکلات را می توان با استفاده از کودهای کند رهش حل کرد. زئولیت ها ظرفیت نگهداری مواد مغذی خاک را با بهبود آزادسازی کندتر این عناصر برای جذب توسط محصولات کشاورزی افزایش می دهند.استفاده از یک کلینوپتیلولیت طبیعی برای افزایش عملکرد دانه برنج، بازیافت نیتروژن و کارایی مصرف نیتروژن، در مزرعه برنج با بافت درشت در ایران آزمایش شد. نتایج حاکی از تأثیر مثبت و معنی‌دار مخلوط زئولیت و کود بود

علاوه بر این، غلظت مواد مغذی تعیین‌شده در بافت‌های ذرت (Zea mays L.) به وضوح با افزودن زئولیت تحت‌تاثیر قرار گرفت. استفاده از کودهای معدنی مخلوط با زئولیت ها باعث افزایش قابل توجهی جذب نیتروژن، فسفر و پتاسیم و کارایی استفاده از آنها در ریشه، برگ و ساقه شد.

همچنین، کلینوپتیلولیت افزوده شده به خاک با اوره، سرکوب رشد را کاهش می دهد که به طور معمول زمانی که اوره به تنهایی در خاک اضافه می شود رخ می دهد.

✔ اصلاح خاک

زئولیت ها چندین اثر مثبت بر خواص خاک دارند، مانند افزایش رطوبت خاک، ارتقاء هدایت هیدرولیکی و افزایش عملکرد در خاک های اسیدی. آنها به طور گسترده ای به عنوان تهویه کننده خاک برای بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی خاک استفاده می شوند

ظرفیت تبادل خاک-کاتیون را می توان با استفاده از زئولیت ها به عنوان اصلاح کننده خاک افزایش داد. زئولیت اسیدی نیست اما کمی قلیایی است و استفاده از آن همراه با کودها می‌تواند به حفظ سطح pH خاک کمک کند و در نتیجه نیاز به کاربرد آهک را کاهش دهد.

در ژاپن از زئولیت های طبیعی به عنوان اصلاح کننده خاک های شنی استفاده می شد و برای این منظور به تایوان صادر می شد.

اصلاح زئولیت روشی موثر برای بهبود شرایط خاک در محیط های نیمه خشک و خشک است

زئولیت ظرفیت تبادل کاتیونی خاک تاکستان را افزایش داد، در نتیجه بر دسترسی به مواد مغذی تأثیر گذاشت و باعث تحریک فعالیت متابولیک میکروبی (افزایش فعالیت دهیدروژناز) و تغییر ماده آلی خاک شد.

استفاده از سنگ‌های رسوبی زئولیت برزیلی به‌عنوان تهویه‌کننده خاک، عملکرد کاهو، گوجه‌فرنگی، برنج و علف آندروپوگون را به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.

از سوی دیگر، در خاک های شنی اوکراین، کلینوپتیلولیت (15 تن در هکتار) با استفاده از 6 تن در هکتار، عملکرد سیب زمینی، جو، شبدر و نیشکر را افزایش داد

در مطالعه ای توسط Chander و Joergensen، زئولیت، به عنوان یک اصلاح کننده خاک، زیست توده میکروبی خاک و ادغام 14C اضافه شده به زیست توده میکروبی را افزایش داد.

✔ انتشار آهسته علف کش ها

افزایش ایمنی برای کشاورز و صرفه جویی در انرژی از دیگر مزایای استفاده از فرمولاسیون آهسته رهش (SRF) است.

نشان داده شده است که SRF ها ماده فعال علف کش ها را برای مدت طولانی تری از اثربخشی با سرعت مورد نیاز برای کنترل علف های هرز تامین می کنند و با کاهش مقدار کل ماده شیمیایی مورد نیاز، پتانسیل شستشو و آلودگی محیطی علف کش ها را کاهش می دهند.

بسیاری از زئولیت های طبیعی به دلیل ظرفیت تبادل یونی خود، حامل موثر علف کش ها، قارچ کش ها و آفت کش ها هستند.

آلودگی خاک توسط فلزات سنگین مانند سرب، کادمیوم، روی، نیکل، منگنز، کروم، مس و آهن یکی از مسائل برجسته کشاورزی مدرن است. افزایش آن به شدت تحت تأثیر توسعه صنعت و سوء استفاده از کودها است.

عامل اصلی تعیین کننده حلالیت فلزات سنگین در خاک pH پایین است که با خطر قرار گرفتن آنها در یک زنجیره تغذیه ای همراه است.

فراهمی گیاهی فلزات سنگین با غلظت آنها در محلول خاک در ارتباط است

زئولیت ها به طور کلی ظرفیت تبادل کاتیونی بالایی دارند و یون های دارای بار مثبت را جذب می کنند. بنابراین، زئولیت ها به طور گسترده ای برای جداسازی آلاینده های کاتیونی مانند فلزات سنگین: Cd، Pb، Cr، Zn، Cu استفاده می شوند.

بسیاری از نویسندگان میل ترکیبی بالای زئولیت های طبیعی به فلزات سنگین را نشان دادند. به عنوان مثال، 1 درصد زئولیت اضافه شده می تواند 3.6 میلی مول سرب در کیلوگرم-1 یا 750 میلی گرم در کیلوگرم خاک را حفظ کند . نیشیتا و هاگ (1972) نشان دادند که در خاک آلوده به استرانسیوم رادیواکتیو (Sr90)، افزودن کلینوپتیلولیت منجر به کاهش قابل توجهی در جذب Sr90 توسط گیاهان شد. علاوه بر این، کلینوپتیلولیت می تواند فلزات سنگین را از کمپوست لجن فاضلاب با اندازه ذرات 3.3 تا 4.0 میلی متر حذف کند.

در برخی از کشت‌ها، استفاده از فلزات سنگین یک روش معمول است (یعنی مس در کشت انگور) که منجر به افزایش آلودگی فلزی در خاک می‌شود.

. زئولیت‌ها می‌توانند با جذب یون‌های Cu+ و ذخیره آن‌ها در شبکه خود، این آلودگی را کاهش دهند.

✔ جذب آب

زئولیت ها به دلیل تخلخل بالای ساختار کریستالی خود می توانند مولکول های آب را تا 60 درصد وزن خود حفظ کنند. آب، در منافذ آنها، می تواند به طور پیوسته تبخیر شود یا بدون آسیب رساندن به ساختارهای کریستالی، دوباره جذب شود. علاوه بر این، جذب روی زئولیت ها با ایزوترم های نوع لانگمویر مشخص می شود

زئولیت ها می توانند محتوای آب خاک را با تغییر شکل چگالی ظاهری و تخلخل هوادهی تغییر دهند.

چگالی ظاهری یک ویژگی فیزیکی خاک است که می تواند بر تخلخل کل و پایداری سطحی خاک تأثیر بگذارد.

در خاک‌های شنی، زئولیت‌ها می‌توانند به ظرفیت نگهداری آب بالاتری منجر شوند. ظرفیت خاک تیمار شده با زئولیت طبیعی در نگهداری آب در شرایط خشکسالی و شرایط عمومی به ترتیب 0.4-1.8 و 5-15 درصد نسبت به خاک تیمار نشده افزایش یافت.

زئولیت ها راندمان مصرف آب (WUE) را با افزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک و در دسترس بودن آن برای محصولات به دلیل ساختار فوق العاده متخلخلشان بهبود می بخشد.

زئولیت ها همچنین به خیس شدن مجدد سریع و افزایش جریان جانبی آب به سمت ناحیه ریشه در طول آبیاری کمک می کنند.

این امر منجر به حفظ آب مورد نیاز برای آبیاری می شود

هدایت هیدرولیکی یک ویژگی فیزیکی خاک است که سهولت حرکت آب در خاک را نشان می دهد. هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) مهارت خاک برای هدایت H2O هنگامی که آب تمام منافذ را پر می کند، است و برای مدل سازی حرکات آب و املاح در خاک استفاده می شود.

بسیاری از نویسندگان نشان دادند که کاربرد زئولیت باعث افزایش هدایت هیدرولیکی می شود [104]. کلینوپتیلولیت Ks 1.42 mh-1 و erionite Ks 1.29 mh-1 بود که بالاتر از Ks ماسه بود.

بهبود خواص هیدرولیکی خاک می تواند منجر به افزایش راندمان مصرف آب (WUE) و افزایش تولید محصول شود.

در شرایط خشک در کاراپینار قونیه، ترکیه، بهره وری مصرف آب از لوبیا معمولی

تحت تأثیر زئولیت و تیمارهای آبیاری مثبت قرار گرفت. افزودن زئولیت به خاک و آبیاری متناوب مرطوب و خشک کردن (AWD) محصولات برنج (Oryza sativa L.) به 27.8 درصد و 8.1 درصد آب کمتر، 33.3 درصد کود نیتروژن کمتر و افزایش عملکرد 10.6 درصد و 0.6 درصد نیاز دارد. به ترتیب، بدون تاثیر قابل اندازه گیری بر کیفیت دانه برنج

در مطالعه دیگری، در مقایسه با آبیاری غرقابی متداول (CF)، AWD با زئولیت مصرف آب را 15 تا 30 درصد کاهش داد و هوادهی شالیزار را بهبود بخشید در حالی که نیازهای فیزیولوژیکی رشد گیاه برای آب را برآورده کرد.

استفاده از زئولیت در خاک جو (Hordeum vulgare L.) آبیاری شده با آب دریا رقیق شده، ظرفیت نگهداری آب و نمک خاک را نیز افزایش داد.

با در نظر گرفتن تغییرات اقلیمی به ویژه کاهش و غلظت نزولات جوی و در نتیجه افزایش کمبود آب، زئولیت ها می توانند اهمیت زیادی در کاهش تنش آبی در کشاورزی داشته باشند.

✔ جذب گاز

تمام مواد زئولیت، زئولیت های طبیعی و سنتز شده، می توانند متانول (CH3OH)، فرمالدئید (HCHO)، دی اکسید گوگرد (SO2)، مونوکسید کربن (CO)، دی اکسید کربن (CO2)، سولفید هیدروژن (H2S)، آب (H2O) را جذب کنند. آمونیاک (NH3)، هیدروژن مولکولی (H2)، آرگون (Ar)، اکسیژن (O2)، نیتروژن (N2)، زنون (Xe)، هلیم (He)، کریپتون (Kr) و بسیاری از گازهای دیگر و بنابراین می توان از آنها استفاده کرد. برای جمع آوری آنها یا کنترل بوها

به همین دلایل، زئولیت در دامداری‌های فشرده برای کاهش بوهای نامطلوب ناشی از محتوای H2S و NH3 استفاده می‌شود.

ظرفیت جذب آمونیوم زئولیت ها از 8.149 میلی گرم Ng-1 تا 15.169 میلی گرم Ng-1 متغیر بود.

ظرفیت جذب آمونیوم کلینوپتیلولیت به صورت خطی با pH افزایش یافت و در pH 4 9.660 میلی گرم نیتروژن بر کیلوگرم، 11.220 میلی گرم نیتروژن بر کیلوگرم در pH 5، 12.720 میلی گرم نیتروژن بر کیلوگرم در pH 6، و 13.830 میلی گرم نیتروژن بر کیلوگرم تخمین زده شد. 1- در pH 7

علاوه بر این، زئولیت، همراه با سایر مواد افزودنی، می تواند به طور گسترده ای برای کاهش انتشار گاز، شوری، و از دست دادن مواد مغذی در طول فرآیند کمپوست استفاده شود.

در واقع، سرکه چوب مخلوط با زئولیت و بیوچار برای کود دامی خوک، انتشار متان، دی اکسید کربن و اکسید نیتروژن را به ترتیب به میزان 50.39-61.15٪، 33.90-46.98٪ و 79.51-81.10٪ کاهش داد و 6-4 آمونیاک را کاهش داد. 74.32

✔ فعالیت ضد قارچی و حفاظت از محصول

مسائل زیست محیطی و آلودگی های زیست محیطی، جستجوی جایگزین هایی برای آفت کش های مصنوعی مانند رهایش کنترل شده یا مواد شیمیایی آلی کشاورزی را ضروری می سازد.

نشان داده شده است که زئولیت ها پتانسیل کاهش اثرات زیست محیطی ناشی از کنترل بیماری های گیاهی را دارند.

چندین نویسنده این مواد را برای کنترل حشرات مضر بررسی کردند

چارچوب خاص آنها، اندازه ذرات کوچکتر، ظرفیت جذب دی اکسید کربن (CO2) و مهارت کاهش تنش گرمایی، زئولیت ها را به عنوان یک محصول پوشش برگ در برابر بیماری های قارچی و آفات حشرات رضایت بخش می کند.

در این زمینه، درجه میکرونیزه شدن ماده برای جلوگیری از انسداد نازل برای توزیع آن بسیار مهم می شود. علاوه بر این، توانایی زئولیت برای برهمکنش با محیط خارجی با کاهش اندازه با افزایش سطح تماس خاص، یعنی 0-50، 0-150 و 0-500 میکرومتر تشدید می شود.

بر روی Vitis Vinifera L. نشان داده شد که شابازیت طبیعی ایتالیایی، اسپری شده روی انگور، کنترل همزمان پوسیدگی ترش، کپک خاکستری و L. botrana را فراهم می کند.

به دلیل سمی نبودن، زئولیت‌ها را می‌توان علیه طیف وسیعی از گونه‌های حشرات موجود در محصول ذخیره‌شده، مانند سوسک آرد سردرگم، Tribolium confusum Jacquelin du Val (Coleoptera: Tenebrionidae) استفاده کرد. شپشک ذرت، Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae); سوسک آرد قرمز، Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae); شپشک برنج، Sitophilus oryzae L.، و کرم دانه کوچکتر، Rhyzopertha dominica F. (Coleoptera: Bostrychidae)

✔ افزایش فتوسنتز در محصولات کشاورزی

زئولیت ها می توانند مولکول های دی اکسید کربن را جذب کرده و به تدریج در اکوسیستم آزاد کنند

اسپری زئولیت ها روی برگ های گیاه ممکن است باعث افزایش میزان دی اکسید کربن در نزدیکی روزنه ها شود.

این پدیده می‌تواند منجر به نرخ فتوسنتز بالاتر برای گیاهان C3 مانند انگور، گیاهان گوجه‌فرنگی، درختان سیب و درختان پرتقال، با افزایش راندمان جذب خالص کربن CO2 (سرعت کربوکسیلاسیون) و کاهش از دست دادن دی اکسید کربن شود. توسط سیستم تنفسی نوری

این منجر به رشد بیشتر، افزایش سرعت تولید سطح برگ و کاهش سرعت تعرق می شود

با افزایش دما، تمایل روبیسکو (آنزیم مسئول تثبیت C در گیاهان) برای CO2 و حلالیت CO2 نسبت به O2 کاهش می یابد.

از این رو، نسبت کربوکسیلاسیون به اکسیژن با افزایش دما کاهش می یابد

✔ آبزی پروری

در مزارع ماهی فشرده مدرن یا پرورش ماهی در سیستم بسته با تراکم بالا، نیتروژن آمونیاکی ضایعات نیتروژنی عمده آبزیان است. NH3 از طریق دآمینه کردن پروتئین در خوراک آبزیان تولید می شود و عمدتاً از طریق آبشش ماهی ها دفع می شود.

غلظت آمونیاک برای رسیدن به سمیت برای جانوران ماهی > 02/0 ppm است

اکثر کاربردهای کانی های زئولیتی در آبزی پروری و فرآیندهای کیفیت آب بر اساس گزینش پذیری بالای آنها برای آمونیاک است.

در مخازن پرورش میگو، فیلیپسیت از توف زرد ناپلی برای حذف آمونیاک از پساب از آب شور استفاده شد. در اعتیاد، زئولیت ها می توانند دو نقش دیگر را در آبزی پروری ایفا کنند: تولید اکسیژن برای سیستم های هوادهی در آکواریوم یا حمل و نقل و تکمیل جیره ماهی.

✔ افزودنی خوراک دام

مکمل های غذایی زئولیت ها یک استراتژی مشارکتی و کارآمد در پیشگیری از چندین بیماری و در ارتقای سلامت حیوانات است.

بسیاری از نویسندگان در چندین گونه، مانند خوک ، گوساله و بره ، مزایای گنجاندن رژیم غذایی آنها را مستند کرده اند.

به طور خلاصه، در زیر برخی از مکانیسم‌هایی که توسط آن‌ها مواد معدنی زئولیت ممکن است خواص ارتقاء عملکرد خود را در جیره‌ی غذایی دام‌داری اعمال کنند، می‌پردازیم [131]:

اثر جداسازی آفلاتوکسین: از بین بردن اثرات بازدارنده رشد مایکوتوکسین.

اثر اتصال آمونیاک: از بین بردن اثرات سمی آمونیاک ناشی از فعالیت میکروبی روده.

افزایش فعالیت آنزیم های پانکراس: اثر مطلوب بر هیدرولیز اجزای خوراک در محدوده وسیع تری از pH، بهبود حفظ انرژی و پروتئین.

حذف p-cresol از طریق مدفوع: کاهش جذب محصولات سمی تخریب میکروبی روده، مانند p-cresol.

اثر تاخیری بر انتقال گوارش: سرعت عبور کندتر گوارش از روده و استفاده موثرتر از مواد مغذی.

⚫زئولیت ها به خاطر توانایی های تبادل یونی و همچنین توانایی شان در کم آبی برگشت پذیر شناخته شده اند. سهولت حرکت یون و آب در ساختار لانه زنبوری زئولیت ها باعث کم آبی برگشت پذیر و تبادل کاتیون ها می شود. نرخ تبادل یون ها معمولا به اندازه حفره ها و تعداد اتصالات بین حفره ها بستگی دارد.به دلیل خواص ساختاری منحصر به فرد این کانی ها، یون های خاصی در این سیستم ها گنجانده نمی شوند

⚫ در زمینه شیمی، زئولیت ها در درجه اول برای جداسازی مولکول ها استفاده می شوند، زیرا فقط مولکول هایی با اندازه ها و شکل های خاص می توانند در آنها حرکت کنند. زئولیت ها به عنوان تله های مولکولی شناخته می شوند که می توانند برای جداسازی مولکول های خاص به منظور تجزیه و تحلیل آنها استفاده شوند.

⚫ زئولیت ها قابلیت جداسازی دقیق و دقیق گازی را دارند. به عنوان مثال، حذف آب، دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد از جریان های گاز طبیعی خاص را می توان با کمک زئولیت ها انجام داد.

⚫ علاوه بر این، سیستم‌های تولید اکسیژن روی برد (اغلب به اختصار OBOGS) و انواع خاصی از متمرکزکننده‌های اکسیژن شناخته شده‌اند که از زئولیت‌ها (معمولاً همراه با جذب نوسان فشار) برای حذف نیتروژن موجود در هوای فشرده استفاده می‌کنند. این برای تامین اکسیژن در ارتفاعات نسبتاً بالا (بر اساس نیاز خدمه هوایی خاص) ضروری است. همچنین می توان به این نکته اشاره کرد که با کمک زئولیت ها می توان مواد اکسیژن قابل حمل و اکسیژن برای منازل را نیز تهیه کرد.