Тъй като са евтини суровини, природните зеолити могат да се прилагат в различни области на градинарството и земеделието – за увеличение на плодородието на почвата, увеличение на добива от селското стопанство, понижаване на себестойността и разходите за производството на селскостопански продукти, от гледна точка на минерални или органоминерални субстрати за отглеждане на зеленчуци чрез топлина и други култури; в процеса на торене, с цел повишаване на тяхната ефективност и продължителност на действие; като носители и активатори на действието на хербициди, препарати за стимулиране на растежа и така нататък.

Използването на природните зеолити в градинарството и земеделието се основават на комплекса от полезни свойства – адсорбционни и сорбционни, катионно-заместени; каталитични и други. Тяхното въздействие върху почвата и в сферата на градинарство е разновидно, което предопределя широкото приложение в многобройни области. Най-ефективният от природните зеолити в градинарството и земеделието е Клиноптилолит. Има отделни изпитвания и тестове, които показват, че в някои области положителен ефект дава Морденит и други някой други природни зеолити.

Но Морденитът може да има по-тежки ограничения според медико-биологичните свойства от Клиноптилолита. Целесъобразност на широко приложение в градинарството на Морденита в сравнение с Клиноптилолита, не е доказано както за ефективността, така и според медико-биологичните показатели.

Градинарство, субстрати за отглеждане на зеленчуци

Направени са стотици тестове и изпитвания на скали, съдържащи Клиноптилолит върху различни видове почви – неплодородна земя, алувиално ливадни, различни според механични свойства, излужени и неплодородно черноземи, почви със сяра, кафяви горски и други, в различни климатични условия и географски региони, в ясна форма и във връзка с минерални и органични торове. Много от изследванията и изпитванията са проведени в няколко разновидности, с различни дози на зеолитни скали, от 0,4 до 40-50 т/га, минерални и органични торове, със зеолитни скали от различни находища  и така нататък. Установено е, че ефективността на действията на скалата, съдържаща Клиноптилолит зависи от много фактори: съдържание на зеолит, състав и физико-химичните свойства на скалите съдържащи Клиноптилолит, състав и свойства на почвата, климатични условия, дози от зеолитни скали, органични торове, формата и дори вида на отглежданите култури и други. Резултатите, посочени в литературата за различни изпитвания относно увеличение на реколтата на едни и същите култури, се различават значително помежду си и често не се сравняват едни с други. В повечето тестове, при поставянето на зеолитната скала в почвата, се наблюдава един или друг положителен ефект в една или друга мярка на увеличение на реколтата на селскостопанските култури. Стените, съдържащи Клиноптилолит имат широко приложение в земеделието в Съединените щати, Япония, Италия, България, Унгария в редица други страни.

Действието на скалите, съдържащи Клиноптилолит е разнообразно и оказва влияние както на характеристиките на почвата, така и на растежа, развитието и продуктивността на растенията, а също и на качеството на производството. Върху почвата, зеолити действат като мелиоранти, като форми на калиевите съединения в Клиноптилолит влияят и като калиеви торове. Под влиянието на зеолита подобряват се физичните и механичните свойства на почвата относно  проникването и задържането на въздух и пропускливостта на водата, повишава се задържането на водата и абсорбиращи свойства на почвата. Зеолитът в по-големи дози понижава киселинността на почвата, увеличава способността на задържането на хранителни вещества и навременно премахва тяхното промиване.

Ефектът на Клиноптилолит върху растенията се отразява основно чрез почвата. Подобрява се храненето на растенията, развива се силата на коренова система, засилва се растежа и плодородието, увеличава се срока и намаляват се разходите за единица продукт. Клиноптилолитът подобрява кълняемостта на семената, намалява болестите по растенията. При някои от изпитвания се наблюдава по-бързо узряване на реколтата и положително въздействие върху устойчивостта на растенията към измръзване.

В оптималните варианти на изпитванията, под влиянието на зеолита се наблюдава повишаване на реколтата на различни култури – зърнено-житни, кореноплодни, зеленчукови, ефирномаслени растения, цветя, технически култури и други.

Зърнено-житни култури. Реколтата от пшеница се увеличава с 6-15%, понякога – до 20.7%. Ечемикът с 5,9 до 15%. Отбелязана е качествената реакция на ечемик и овес; един вид е увеличавал плътността на растенията, втория вид – намалявал плътността, като третият вид не е реагирал на поставянето на зеолита в почвата. Оризът увеличава плодовитостта до 23%, боб до 18-20%.

Хранителни култури. При поставянето на клиноптилолитовите скали в почвата  количество зелена маса на овес, люцерна, просо и царевица се увеличава до 20-26%. В някои случаи може да се наблюдава увеличение на съдържанието на сухо вещество.

Технически култури. В продължение на две години се наблюдава увеличение на реколтата на суров памук със 7,3 и 9.2%.

Зеленчукови култури. Положителният ефект под влиянието на клиноптилолита е регистриран при картофи като се наблюдава увеличение на реколтата с 12 или повече процента, моркови – до 63%, патладжан – с 19-55%, репички – до 20%. Наблюдава се положително въздействие на зеолита върху отглежданите картофи по време на съхранението.

Цветни култури и ефирномаслени растения. Под влиянието на Клиноптилолит наблюдава се увеличение на производството и качеството на карамфили.

В условията на Закавказието, при култивиране на здравеца, се наблюдава увеличение на ефирното масло с 10.1%.

Овощни дървета. Увеличение на реколтата, като в някои случаи вследствие на действието на зеолита се наблюдава подобряване на качеството на плодове на лимони, мандарини и портокали ябълки с 13%, круши с 55%.

Чай. Прилагането на зеолита в отглеждането на чай също дава положителен ефект. В резултат на производствени изпитвания в продължение на две години се наблюдава увеличение на реколтата с 27,0 до 29,0%. Подобрени са показатели за качеството на чая, увеличава се съдържанието на обща екстрактивност, съдържание на кофеин и чаено етерично масло. Контролирани са резултати от действието на зеолита в продължение на 4 години, без да има намаляване на ефективността.

В горското стопанство природните зеолити увеличават продукцията на семената от ела и смърч. Намаляват се разходите за тяхното отглеждане.

В редица от тестове и изпитвания е установено, че под влиянието на зеолита се увеличават качествени характеристики на различни зеленчуци, плодове, зърнени и други градинарски продукти. При картофа се повишава съдържанието на сухо вещество и на скорбяла с 2,3-2,6%, съдържание на сухо вещество в зелената маса на царевица, на витамини и захари в зеленчуци и плодове, увеличава се качеството на чушки събраният материал на чай.

При поставянето на Клиноптилолит в почвата, в зърното от пшеница, ечемик, грах, понижава се съдържанието на някои тежки токсични елементи. В регионите на радиоактивно замърсяване в доза от 10 тона “га“ е констатирано двукратно намаляване на появата на радионуклиди в растенията. Има и данни за намаляване на съдържанието на пестициди в селскостопанското производство.

По този начин в преобладаващата част от направените тестове, при отглеждане на различни култури върху почви при външните условия, стените съдържащи Клиноптилолит оказват влияние върху повишаването на реколтата в диапазона от няколко до 15-20% като в някои случаи, за някои зеленчукови култури с 50-70% т/га и размер на зърното до 1 мм. Ефективността на Клиноптилолита върху различни почви е неравномерна. Максимален ефект на Клиноптилолита се достига при сравнително бедни с хранителни вещества почви, при съвместно поставяне на минерални и органични торове, включително смес от органични (птичи и животински) торове. Калиев и калиево-натриев Клиноптилолит е по-ефективен, отколкото натриев. Съществуващите данни не дават основание да се определи, че с прилагането на скалите съдържащи Клиноптилолит в чист вид или с минерални торове, винаги и при всички обстоятелства се осигурява стабилно увеличение на реколтата. В различни експерименти са получавани различни резултати, понякога напълно несъразмерни помежду си. В някои случаи се наблюдава, че поставянето на Клиноптилолит ведно с торове или без тях, не показва положително въздействие върху земеделските култури и върху качеството на продукцията или дори е имало случаи, че се наблюдава  намаляването. Въпреки това, такива случаи са по изключение и могат да бъдат обяснени или с неблагоприятни условия, неправилни дози, влиянието на някои физични и химични характеристики на приложимия зеолит (Катионен състав и т.н.).

Поставянето на Клиноптилолит в натриева форма, в почвата, без минерални торове може да свърже калиеви и амониеви йони от почвените разтвори и по този начин да влоши качеството на храненето на растенията, което може да допринесе за намаляване на реколтата.

С най-добрата яснота, положителното въздействие на природните зеолити върху развитието и реколтата на земеделските култури се наблюдава в градинарството с топлинния режим („оранжерии“), в който те се прилагат като минерални субстрати. Извършвано е изпитване на ефективността на субстратите, който са съставени главно от природните зеолитни скали или които съдържат добавки на синтетични анионни и други компоненти – субстрати, органично-зеолитни, торфено-зеолитни и също така субстрати от различни почви с изразени топлинни свойства с добавянето на 5-50% зеолитната  скала. Наситени с хранителни вещества, те са доказано по-ефективни, от приложените предишни субстрати, които не съдържат зеолитите. В редица страни (България, Унгария, Чехословакия, и т.н.) субстратите, съдържащи зеолит имат широко приложение в затоплянето на почвата, като е налице техният промишлен продукт, известен с различни имена: “Балканин“, ‘’Бион’’ и други. В бившия СССР скалите, съдържащи Клиноптилолит широко се използват като компонентите на органично-минерални и минерални субстрати.

В топлите субстрати Клиноптилолит играе ролята на адсорбент на катиони и аниони на минерални хранителни компоненти на растенията. Той значително увеличава резервите на хранителни вещества в съотношение на субстрата и едновременно понижава концентрацията на разтворените соли в почвания разтвор, удължава действието на торове и възпрепятства за тяхното измиване и миграцията върху почвения профил. Намалява токсичните ефекти на високата концентрация на соли върху растенията.

Зеолитът се явява като източник на химичните елементи, необходими за развитието на растенията: магнезий, калий, калций. В резултат на това и удължаващото действие на тора, намаляват се необходимите дози на минерални торове, изключва се необходимостта от често подхранване през вегетационен период  на растенията, намалява се  замърсяването на околната среда между съединенията с азот и фосфор. Зеолитът намалява киселинност и увеличава отразяваща способност на субстрата. Подобрява въздушната проводимост и способността на субстрата за задържане на вода . Вследствие на посочените възможности на зеолита се увеличава осветяване на растения, особено в по-ниски повърхности на листата. В този случай не се наблюдава прегряване на субстрата.

Зеолитните субстрати не се слягат, стерилни са във връзка с различни причинени заболявания, при тях няма плевелни семена. Съставът на Зеолитните субстрати може лесно да се регулира: поради висока отразяваща способност на зеолитите, техните физични и химични свойства малко се променят при експлоатацията, което им позволява да се използват 2-3 пъти по-дълго, отколкото органични субстрати, които с течение на времето получават необратими физико-химични изменения. Зеолитните субстрати могат лесно да бъдат регенерирани. Възможно е да се използват химични и термични методи за тяхната стерилизация, които са неприложими за затопли органични почви. Използването на зеолитните субстрати има и някои характерни  черти. В някои експерименти, може да се наблюдава, че върху зеолитните субстрати лошо се прикрепват семена. Ако зеолитов субстрат предварително е наситен с минерални торове, кълняемостта на семената, например на краставици, може значително да се намали. Това се обяснява с висока способност  за усвояване и задържане на вода на зеолита, от една страна, и висока осмотичната сила на наситени с разтвори на торове субстрати, от другата страна. Предварително потапяне на семена във вода в продължение на 1,5-2 дни премахва този негативния ефект. Минерални торове в разтворен вид е практично да се поставят в зеолитов субстрата след появата на първия лист, което ускорява развитието на растенията. При използване на зеолита в субстратите трябва да се обърне внимание на техния катионен състав. Високото съдържание на натрий в катионен състав на зеолита може да се отрази неблагоприятно на растежа и развитието на растенията. С цел използване като субстрат, натриева форма на Клиноптилолит трябва да бъде трансформирана в калиево-калциева форма.

При органично-минерални със зеолитите, например при торфено-зеолитни субстрати частично се наблюдава увеличение на биологични процеси на минерализация на органичното вещество, увеличава се разпадането на фиброзна тъкан, и увеличава се производството на въглерод газ.

Засилват се микробиологични процеси на амонификация и нитрификация, увеличава се броя и активността на определени групи от анаеробни фиксатори, което подобрява азотното подхранване на растенията и позволява намаляване на дозата на тор.

В много изследвания се наблюдава увеличение на качеството на продукцията, базирани на зеолитови субстрати  и субстратите със съдържанието на зеолит.

При зеленчуците се увеличава съдържание на сухо вещество, захар, витамини. Ускорява се с 5-10 дни съзряването на реколтата. Понижава се до 2 пъти съдържанието на нитрати.

Продължителността на действието зеолитови субстрати и субстратите със съдържанието на зеолит без понижаване на ефективността е контролирана по време на 3-5 години и повече, в някои случаи до 10-20 години.

При продължително прилагане на зеолитови и зеолитово-грунтови  субстрати бе установено, че съдържанието на обменен магнезий, калций и калий остава на едно ниво, като съдържанието на натрий се намалява поради изпиране при поливане. Гранулометричен състав е леко променен: съдържанието на фракцията е редуцирано с повече от 5 mm, както и фракцията от 1-2 мм за сметка на изпиране при поливането. При зеленчуковите култури се изисква азотен тор с 30-40% по-малко отколкото върху  органична почва. Общи разходи на торове спаднаха с 3-5 пъти поради изключването на калиеви и магнезиеви торове и намаляването до дози от азот и фосфати. Съдържанието на нитрати в зеленчуците е намалено средно с 1,5-2 пъти в доматите и до 40% в краставиците в сравнение с органични субстрати. Чрез медико-биологични изпитвания не се открива отрицателно въздействие по отношение на санитарните и химичните характеристики на зеленчуци. Наблюдава се по-рано узряване на зеленчуци. Зеолити и зеолитови субстрати показаха висока рентабилност в отглеждането на зеленчуци. Наблюдава се намаляване на замърсяването на околната среда. Максимална ефективност на зеолита в минерални и органично-минерални субстрати е достигала при тяхното прилагане, заедно с минерални торове в оптимални дози балансирано хранене за растения. Приувеличението на минерални торове повече от обикновено е регистрирано намаляване на реколтата. Високите концентрации на сол водят до физиологична суша: вследствие на високото осмотично налягане се затруднява притока на вода и коренова система и растежа на растенията се забавя. Зеолитите намаляват този ефект, обаче, при висока концентрация на хранителни соли, същият ефект не може да бъде премахнат напълно. Зеолитът без минерални торове в загрят субстрат дава само малко увеличение на реколтата. За загрятите субстрати практично е да се прилага калиев-калциум-мегнезиев Клиноптилолит. Оптималният размер на зърно е от 1-3 мм. Някои експерти  препоръчват като оптималния размер 3-10 mm. Многобройни изпитвания показват, че зеолитови субстрати  и субстратите със съдържанието на зеолит осигуряват увеличение на плодовитостта от 5-10 до 50-60% от земеделските култури в сравнение с органични и органично-минерални субстрати без зеолита. Най-често зеолитови субстрати  и субстратите със съдържанието на зеолит са използвани за отглеждане на краставици и домати. Реколтата на краставиците нараства с 15,4 до 30%,  доматите с 15-60%. Висока ефективност на разглежданите субстрати се достига при отглеждане и на други зеленчуци и култури: зеле, пъпеши, ягоди. При отглеждането в загрятите субстрати съдържащи зеолит, карамфили и други цветни култури увеличават количеството и качеството на цъфтежа което се удължава с 7-11 дни, като се намаляват производствените разходи при отглеждането.

Подобрители на почвата (мелиоранти), торове, рекултивация

Действията на зеолита за подобряване на почвата са изразени в няколко направления:

1.  Подобряват се физико-механични свойства, което е особено важно за тежко-глинести почви. Под влияние на зеолита в глинестите почви се свързват хидроокиси на желязото, увеличават се  глинени агрегати, увеличава се порьозността въздушна и водопропускливост. Понижава се формиране на кора при колебания на влажността в сухи условия.
2. Клиноптилолитни туфи имат разменен обем от 2-3 мг/еk/г, което увеличава около десет пъти адсорбционни свойства  на леки, песъчливи, субпесъчливи, алувиално ливадни, неплодородни и сиви горски почви. С характера на Клиноптилолит в сравнение с глинести минерали на почвите, повява се рязка селективност с такива големи катиони, като например калий и амоняк, които се появяват като най-важните компоненти на минералното хранене на растенията. Връзка на Клиноптилолита с тези катиони позволява задържане на техните резерви в почвата, както и за предотвратяване на излизане на подпочвени и дъждовни води.
3. Съдържанието на зеолитна вода в Клиноптилолита представлява около 15% от масата. Общия влажен обем за сметка на вторичната порьозност на Клиноптилолита може да достигне 45%. Следователно, поставянето на Клиноптилолит увеличава способността за задържане на вода в почвата и в загрятите субстрати. Адсорбирани зеолитни води, в т.ч вторичната порьозност, се явяват като важен резерв на почвената влага, тя не се изпарява и не се премества в по-долните хоризонти на почвения профил поради филтриране, което е особено важно за леки песъчливи почви и субпесъчливи почви с намален обем на влагата и при сухи условия. Така, общата влажност на почвата с посев от пшеница, за един месец, в зависимост от дозата на зеолит от 5 до 20 т/га е била по-висока с 2,2-9.9% и с посев от памук, в условията на Азербайджан, с 2-7%. Плодове във вторичните пори на зеолита не се замразяват при понижаване на температурата до минус 20°С, което увеличава устойчивостта на растенията към ниски температури.
4. Клиноптилолит в почвата и загрятите субстрати показва неутрализиращ ефект и понижава киселинността. В това отношение, той като мелиорант изостава след вар, варовик и доломит. Въпреки това, общият ефект като мелиорант и с положително влияние върху повишаването на реколтата на растенията, Клиноптилолитът е много повече, отколкото горепосочените. При сравняване на влиянието на скалите, съдържащи Клиноптилолит и доломит бе установено, че реколтата от картофи средно през периода от 2 години се увеличила с 50,8% респективно с 41,9%. Максимален същия ефект върху кисели почви бе постигнат при съвместно поставяне на  скалите съдържащи зеолит и доломит, като в този случай, увеличението на реколтата от картофи е било с 75,8%.
5. Клиноптилолит в почвите показва отразяващ ефект, изразен в изравняване на концентрацията на хранителни компоненти, което увеличава стабилността на растения за по-големи и неравни дози торове.
6. Клиноптилолит в почвата оказва положителен ефект върху развитие на полезната микрофлора. Ускоряват се процесите на разпадане на клетки и органични вещества, съдържащи азот. В торфено-зеолитни загряти субстрати, количеството на анаеробните фиксатори на азота и денитрификаторите, се увеличава до сто пъти, което подобрява азотно подхранване на растенията и позволява намаляването на дози на азотните торове.
7. Високата връзка на Клиноптилолита с катиони на тежки метали, стронций и цезий, предопределя неговия защитен ефект, който се проявява под формата на токсични тежки метали, олово, цинк, калий и други от хранителната верига. Съдържанието на тези метали в зърнените култури и зеленчуци под влиянието на Клиноптилолита значително е намалено. В почвите, в районите на радиоактивно замърсяване, при поставянето на Клиноптилолит се наблюдава два пъти намаления приток на радионуклиди на стронций и цезий в растенията. Има данни за намаляване на съдържанието на токсични химикали в селскостопанската продукция при поставянето на Клиноптилолит в почвата.

Мелиоративен ефект на Клиноптилолита може да се ускори чрез предварително третиране. Предложени са различни начини за получаване на високоефективни мелиоранти, на базата на Клиноптилолит.

Широки приложения природните зеолити намират и в производството на различни торове. Функционалното значение на зеолита в торове може да бъде различно. Освен мелиоративния ефект, зеолитите увеличават ефективността на торове, удължават срока на тяхното действие, предотвратяват измиване от почвата от страна на повърхностни и дъждовни води, намаляват замърсяването на околната среда, намаляват разхода на тор. Те също така се прилага и срещу слягане на торове както и за други цели.

Клиноптилолити съдържащи калий и магнезий се срещат в естествени калиеви и магнезиеви торове (11:36, и други). Зеолитите могат да се използват в производството на различни торове. В този случай,  Клиноптилолитът може да служи като матрица за захранване с хранителни компоненти или като неразделна част, която играе една или друга функционална роля в торовете.

Производство на зеолитови торове и торовете със съдържанието на зеолит се осъществява по няколко начина:

– чрез захранването с помощта на катионен обмен, сорбция или за сметка на химически взаимодействия на скалите съдържащи зеолит, чрез хранителни компоненти – калий, амоняк, фосфор, микроелементи, или чрез импрегниране на концентрирани разтвори на тези компоненти, чрез:

– смесване на зеолита с торове,

– въвеждане  в разтварянето или в разтвора на торове,

– покритие или пръскане върху гранулите на торове.

Чрез зареждане от разтвора или от отпадъчни води, получават се калиеви, фосфорни, амонячни и комплексни торове. Съдържанието на калиев оксид в природните зеолити обикновено не надвишава 4-5%. Чрез катионен обмен теоретично е възможно да се увеличи съдържанието на този компонент до 7-10%. При обработката с Клиноптилолитните разтвори, съдържащи фосфатни йони (виж раздел 3.6) се получава фосфорна тор. При производството на фосфорни торове зеолитите могат да се използват като добавка за ускоряване на производството на фосфорната киселина,  при производството на гранулиран суперфосфат и така нататък. Азотните торове са подготвят чрез обработка на скали съдържащи Клиноптилолит, чрез амониеви разтвори или от амониев азот при пречистване на битови отпадъчни води. . Клиноптилолит чрез катионен обмен може да бъде обогатен с разнообразни микроелементи – мед, цинк, кобалт, манган, магнезий и т.н. и може да се използва във вид на микро торове.

Голяма и независима група представят органично-зеолитови торове. Скали, съдържащи зеолит се смесват с различни органични компоненти – оборски тор от овце, крави, свине, птици, животински отпадъци и други подобни компоненти. С висока ефективност е представена смес на зеолитната скала с оборски тор. Получено  по такъв начин, торът няма характерна миризма на оборски тор, като се различава с добри механични свойства, с улеснено поставяне върху почвата. В Япония и САЩ е било организирано производство на подобен вид торове върху специално разработени мобилни инсталации.

Специален приложение на природните зеолити е насочено към рекултивация на почви. Бяха успешно проведени изследвания за тяхното използване за рекултивацията на почвата върху скалите, която се образува при добива на минерални суровини и други.

Средства срещу слягане и удължаване на ефекта на торовете

Скалите, съдържащи Клиноптилолит бяха успешно изпробвани като средство срещу слягане на различни минерални торове. С тази цел се извършва пръскане на тор с фино смляна зеолитна  скала или зеолитовия прах се поставя  при направа на разтвора за тор или като покритие върху гранулите. Ефективността на зеолитовия прах, като средство срещи слягане на торове, може да бъде увеличена с предварително   втвърдяване и хидрофобизация. При пръскане с фино смляна прах на зеолитната скала, втвърдена при 140°C, слягането на амониева селитра се намалява.