基于礦物的改良已經(jīng)使用了幾十年，但世界各國農(nóng)業(yè)正在尋找新的替代潛在土壤改良來源，以在不損害土壤可持續(xù)性和肥力的情況下為土壤提供營養(yǎng)。多種礦物類型通常用于修復(fù)受污染的土壤，具有不同的分子級隔離模式。與鋸末或其他清潔源相比，具有這種前景的天然沸石通過吸附、陽離子交換能力催化和脫水能力表現(xiàn)出更高的改善病態(tài)土壤的能力。因此，沸石被用作促進作物生產(chǎn)的促進劑，并通過提高肥料的價值、保留有價值的養(yǎng)分以及改善所得肥料的質(zhì)量來改善土壤健康。

土壤改良描述了添加到土壤中以改善或改變其質(zhì)量和條件的任何物質(zhì)，包括物理、化學(xué)和生物條件。這種改良的土壤是經(jīng)過調(diào)節(jié)和施肥的土壤。然而，修正的選擇可能取決于土壤退化的程度、其組成和氣候等。對某種情況進行適當?shù)男拚赡茉谄渌麠l件下沒有用。在土壤改良技術(shù)中，使用各種改良劑，特別是無機改良劑，如石膏、石灰、Zeolite、蝕變巖、陶瓷、珍珠巖、灰燼、礦渣、沸石、黃鐵礦、白云石、煅燒粘土等。其中，沸石代表了這一類別中的特殊利基。大約有 40 種已鑒定的天然沸石并且已經(jīng)合成了 150 多種沸石。任何原位改良技術(shù)的目的是隔離和穩(wěn)定土壤或沉積物中的污染物，以降低其分配到水或生物群中的能力，并帶來土壤的物理化學(xué)環(huán)境，以便為植物提供最有利的條件生長和微生物作用。沸石是由相互連接的氧化鋁 (AlO4) 和二氧化硅 (SiO4) 四面體制成的水合鋁硅酸鹽礦物。它們是固體，具有相對開放的三維晶體結(jié)構(gòu)，由元素的鋁、氧和硅構(gòu)成，堿金屬或堿土金屬（如鈉、鉀和鎂）以及被困在它們之間的間隙中的水分子. 沸石是結(jié)晶的微孔硅鋁酸鹽，具有相對較高的陽離子交換容量 (CEC)，通常約為 250 cmolc=kg (Dyer 1988; 埃文斯等人。1990) 并且可以保留水和負電荷以改變重金屬。因此，沸石通常在商業(yè)上用作吸附劑以去除廢水中的陽離子（Jacobs 和 Forstner 1999；Yuan 等人 1999；Erdem 等人 2004；Inglezakis 2005）。然而，沸石用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護的各種應(yīng)用。與其他土壤改良劑（例如石灰）不同，沸石不會隨著時間的推移而分解，而是留在土壤中以改善養(yǎng)分保留。因此，將其添加到土壤中將通過在根區(qū)保留有益養(yǎng)分來顯著降低水和肥料成本。天然沸石的多孔結(jié)構(gòu)有助于保持土壤的透氣和濕潤，并長期保持活性。

在過去幾年中，天然沸石的使用不斷增加。中國、古巴、美國、俄羅斯、日本、意大利、南非、匈牙利和保加利亞等國家擁有這些礦產(chǎn)的重要資源和生產(chǎn)潛力。在印度，巖石中的沸石在馬哈拉施特拉邦西部有報道和測繪。蘇赫斯瓦拉等人。確定沸石在印度分布在三個不同的垂直帶下，即最上部的 Heulandite 帶、中間的 Scolecite 帶和下部的 Laumontite 帶。在西印度的德干圈閉中，Walker首次提出了沸石分區(qū)，并確認了三個分區(qū)的存在，即沸石、鈣沸石和鋰沸石，按升序排列。它們的分布基于它們的出現(xiàn)頻率和區(qū)域的命名，因此，確定礦物出現(xiàn)頻率最高的區(qū)域。大多數(shù)情況下，這種礦物主要分布在西德干陷阱內(nèi)的孟買、巴羅達、普納和納西克地區(qū)的口袋中。巖石系統(tǒng)含有沸石的區(qū)域主要被黑土占據(jù)，黑土在空間上與紅土相關(guān)。所有這些土壤在沙子、淤泥和粘土部分中都含有富含鈣的沸石。

具體來說，沸石在土壤中的作用包括：

改良材料（沸石）對土壤性質(zhì)的影響

在改良劑中，推薦使用無機改良劑，如石膏、石灰、沸石、蝕變巖、陶瓷、珍珠巖、灰燼、礦渣、沸石、黃鐵礦、白云石、煅燒粘土等。它們含有不同數(shù)量的營養(yǎng)物質(zhì)，會影響酸堿度。

降低土壤容重，提高土壤保水能力

由于多孔性質(zhì)，沸石礦物的體積密度可低至 0.8 Mg m-3。吉辛吉等人報道了以 15% (v v-1) 的比例將沸石 (0.55-0.6mm) 應(yīng)用到砂 (0.31mm) 介質(zhì)中，體積密度從 1.67 降低到 1.56 Mg m-3，并增加了可用水含量2次。由于晶體結(jié)構(gòu)的高孔隙率，沸石可以保持其重量的一半以上。用沸石改良沙子可使植物的可用水增加 50%。沸石可作為持久的蓄水池。水分在小毛細管中滯留的時間更長，通過在高峰時段利用水分來重新潤濕土壤并改善根區(qū)面積。在長時間的水分干燥期間，有助于植物維持植物細胞內(nèi)的膨脹。

污染土壤的修復(fù)

由于重工業(yè)化，重金屬污染日益嚴重。它們在土壤中的過量濃度通常是由人為活動造成的，例如采礦業(yè)和金屬礦石加工、廢物焚燒、公路運輸以及化肥和農(nóng)用化學(xué)品的使用。重金屬可能會在土壤中持續(xù)存在數(shù)百年，這與它們被納入營養(yǎng)鏈的風險有關(guān)。為了清潔這些重污染物，沸石是一類具有帶負電荷晶格的堿性多孔鋁硅酸鹽，通過結(jié)構(gòu)空腔中存在的交換陽離子中和[18,19]。它們被證明是改善土壤質(zhì)量的良好改良材料。它們降低了金屬的溶解度，從而降低了金屬的生物利用度：鹽、絡(luò)合物、以及用沸石形成的氧化物和金屬碳酸鹽沉淀物。沸石可用作控制氣味的有效添加劑，因為它們可以吸附揮發(fā)性物質(zhì) (Rodriguez et al. 1994)，如乙酸、丁酸、異戊酸、吲哚、糞臭素，并提高肥料成效。

豐富營養(yǎng)庫

沸石被認為是“智能肥料”，因為它們可以交換陽離子，使植物中的氮、鈣、鐵、鎂、鉀和水等營養(yǎng)物質(zhì)能夠被植物利用并被緩慢消除。養(yǎng)分逐漸釋放，不僅在植被期的第一年，而且在第二年或以后的幾年。植物正常生長和發(fā)育所必需的最重要的營養(yǎng)素是氮、鉀、鈣和鎂。其中，斜發(fā)沸石可通過穩(wěn)定硝酸鹽的浸出，成為一種優(yōu)良的砂改良材料。它們不僅影響作物的大小，還影響其質(zhì)量。沸石可以保留表層土壤中的養(yǎng)分，這些養(yǎng)分會從土壤中緩慢而逐漸地浸出。這允許使用較小劑量的肥料，

對微生物群落的影響

在污染地區(qū)去除重金屬一直很困難，因為它們在土壤中持續(xù)存在的時間很長。礦化有機物的能力是土壤微生物的關(guān)鍵功能，其對金屬污染的敏感性一直是許多研究的主題（Giller 等人，1998 年）。Susana Sfechis [26] 發(fā)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)中使用天然沸石（Clinoptilolite）的適宜性，對植物營養(yǎng)和微生物群落穩(wěn)定性具有積極作用。在春大麥中用 30% 沸石 + 70% 尿素處理對微生物群落產(chǎn)生積極影響。土壤類型中發(fā)現(xiàn)的微生物代謝了廣泛的碳源（氨基糖、除 L-精氨酸外的氨基酸、所有羧酸和中性糖）。在另一項研究中，由于孔徑小，硝化細菌不能利用沸石中的糞氨。Chander 和 Joergensen 得出結(jié)論，沸石對土壤微生物種群的影響及其活動是未知的。微生物種群可以以不同的方式對沸石改性作出反應(yīng)，但應(yīng)進行進一步的研究以更好地了解沸石對土壤微生物特性的影響。