Jól tapasztalhatóan reneszánszát éli a zeolit felhasználása, ez jól érzékelhető, hiszen lépten-nyomon bele botlunk azokba a hirdetésekébe, amelyek a gazdálkodók figyelmébe ajánlják ezt az ásványt. Milyen tulajdonsága az, amely alkalmassá teszi erre a sokoldalú funkcióra? Milyen kutatások támasztják alá hatékonyságát a növénytermesztés során?
Többek között ezekre kerestük a választ a Debreceni Egyetem, Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar Agrokémiai és Talajtani Intézetének munkatársai, Dr. Kátai János egyetemi tanár és Dr. Tállai Magdolna egyetemi adjunktus segítségével.
Milyen ásványokat, ásványcsoportokat nevezünk összefoglalóan zeolitnak?
Dr. Kátai János: A talajok termékenységének fenntartására és megőrzésére számos lehetőség kínálkozik. Az emberi beavatkozás során a természetes anyagok körébe sorolhatók a szántóföldön megtermelt zöldtrágya és egyéb szerves anyagok, az állattenyésztés melléktermékeként a talajra visszakerülő istállótrágya és komposzt, továbbá a bányászott talajjavító anyagok úgymint az alginit, a perlit, a bentonit vagy a zeolit. A zeolitcsoport tagjai víztartalmú nátrium-kalcium-aluminoszilikátok. A zeolit kristályszerkezet 45 féle természetes zeolitásvány formájában ismert. A csoport gyakoribb tagjai a klinoptilolit és a mordenit tektoszilikátok. A zeolitok térszerkezete úgy alakul ki, hogy az alumínium-, szilícium és az oxigén atomok kötéseik révén összekapcsolódva üregeket alkotnak.
Zeolit (forrás internet)
Ezen üregek egymással kapcsolódva óriási hálókat, pórusokat hoznak létre, igen nagy felülettel rendelkeznek. A rácsban helyet foglaló alumínium, mint az anionos helyek centruma biztosítja azt, hogy a kationok, – többek között a mikroelemek – amelyek létfontosságú ionok (a cink, a réz, a vas, a mangán stb.) megkötődhessenek. Természetes körülmények között ezen üregekben leginkább víz található, mely főleg adszorpciósan, kisebb mennyiségben kémiailag kötve van. Ez a víz melegítés hatására a csatornákból, üregekből eltávozik. Az ilyen vizet veszített zeolit képes a levegőből újra vizet felvenni, miközben a hőmérséklete néhány Celsius fokot megemelkedik. Ezen zeolitok a pórusméretük, csatornájuk mérete alapján nemcsak vizet, kationokat, hanem más molekulákat, így gázokat is (CO2, H2S, CH4 stb.) képesek adszorbeálni.
Milyen alkalmazási lehetőségeik ismertek?
A növénytermesztésben a zeolit elsősorban ásványi tápanyagforrás lehet, valamint növeli a talaj pH-ját, ezzel csökkenti a talajsavanyúságot, kedvezően befolyásolja a mikroelemek felvehetőségét is. Elősegíti a növények vízfelvételét, javítja a talajok vízháztartását. Hozzájárul az erősen kötött talajok kedvezőbb levegő- és vízgazdálkodásához is.
Alkalmazzák még kertészeti földkeverékek összetevőjeként, továbbá komposztálásnál segédanyagként használják, valamint a kertépítés, a palántanevelés, a kommunális hulladékkezelés és a víztisztítás területén is hasznosítható.
Mezőgazdasági felhasználása az állattenyésztésre is kiterjedt. Állati takarmány előállításnál tápszer adalékként használják, amely a bevitt ritka elemek révén a hiánybetegségek létrejöttét akadályozza meg. Az állatok alom anyagaiban szagtalanítóként is alkalmazzák, képes ugyanis a felszabaduló szúrós szagú ammónia gáz megkötésére.
A zeolit ipari alkalmazásban alkalmas molekulaszűrőként vízlágyításra, továbbá ioncserélő gyantaként is használható, valamint az energiaipar is hasznosítja. Csomagoláskor szag- és nedvességmegkötő képességű. Katalitikus hatása folytán alkalmas arra, hogy irányított körülmények között vegyületek átalakítását végezze.
Magyarországon mióta alkalmazzák a zeolitot a növénytermesztésben?
Magyarországon az első zeolit bányát az 1980-as évek közepén nyitották meg, azonban a természetes ásványok ismertsége a mezőgazdaságban korábbra tehető. A növénytermesztés nagyon kismértékben hasznosítja a zeolitot tisztán, azóta is. Elsősorban a biogazdaságokban, illetve kertészeti kultúrákban alkalmazzák
Zeolit bánya (forrás: internet)
Kutatások is igazolják …
Milyen kutatásokat végeztek a zeolit talajtulajdonságokra gyakorolt hatásainak megállapítására?
Dr. Tállai Magdolna: A Debreceni Egyetem, Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar, Agrokémiai és Talajtani Intézetének munkatársai 2007-ben indítottak a Mádról származó zeolittal egy tenyészedényes kísérletsorozatot. Vizsgálták különböző dózisú (5, 10, 15, 20 t/ha) zeolit kezelés hatását a talaj néhány tulajdonságára. A kísérletet kolloidszegény, gyengébb víz- és tápanyag szolgáltató képességű, savanyú kémhatású (pHH2O 5,6), humuszos homoktalajon végezték, Lolium perenne L. jelzőnövénnyel.
A DE Agrokémiai és Talajtani Intézetének tenyészedényháza (fotó: a szerző)
Intézetünkben napjainkban is folynak olyan vizsgálatok, amelyek a zeolit hatását tanulmányozzák. Az alábbiakban bemutatunk néhány olyan eredményt, amely a zeolit talajra gyakorolt hatására vonatkozik. Talajfizikai vizsgálatok közül a zeolit vízemelési értéke szignifikánsan kisebb volt, mint a kezeletlen homoktalajé. A zeolit talajba juttatásával a vízemelés mértéke csökkent, a nagy dózis mellett szignifikánsan. A homoktalaj víztartó-képességét a zeolit közepes-nagy és nagy dózisai statisztikailag is igazolható módon növelték. A savanyú homoktalaj kémhatása szintén szignifikánsan nőtt a kezelések hatására, amíg a hidrolitos aciditás értékei csökkentek. A kőzetőrlemény talajba keverésével nagyobb mértékű kedvező hatást tapasztaltunk a könnyen felvehető foszfortartalom esetében, ahol a nagy dózisok szignifikánsan növelték a felvehető foszfor mennyiségét. A talaj mobilizálható káliumtartalma minden dózis hatására szignifikánsan nőtt a homoktalajban (1. táblázat).
| Kezelések
és dózisok (t ha-1) |
Vízemelés
(mm/5/h) |
Víztartás
(ml/h /100g) |
pH
(H2O) |
pH
(KCl) |
Hidrolitos
aciditás (y1) |
Nitrát-N
(mg 1000g-1) |
AL-P2O5
(mg 1000g-1) |
AL-K2O
(mg 1000g-1) |
| Zeolit | 340 | 58,5 | 7,92 | 7,00 | – | 3,90 | 170,00 | 1010, 00 |
| Kontroll homok | 468 | 38,5 | 5,34 | 4,29 | 12,10 | 3,69 | 89,33 | 229,75 |
| 5 t ha-1 | 455 | 38,0 | *5,51 | *4,60 | *11,15 | 4,20 | *104,70 | *255,42 |
| 10 t ha-1 | 448 | 39,5 | *5,72 | *4,55 | *11,31 | 4,36 | 99,31 | *291,46 |
| 15 t ha-1 | 440 | *40,5 | *5,52 | *4,53 | *11,36 | 4,00 | *109,96 | *313,00 |
| 20 t ha-1 | *438 | *41,5 | *5,61 | *4,40 | 11,80 | 3,64 | *109,86 | *342,50 |
| *SZD5% | 29 | 2,2 | 0,15 | 0,11 | 0,31 | 1,07 | 10,28 | 24,49 |
- táblázat: Zeolit őrlemény (0-2mm) hatása a talaj néhány fizikai és kémiai tulajdonságára
Az alkalmazott zeolit kis (5 t/ha) és közepes dózisai (10 t/ha) szignifikánsan növelték a talajmikrobiológiai tulajdonságok közül az összes-csíraszám, és a mikroszkopikus gombák mennyiségét. A cellulózbontó baktériumok aktivitása továbbá a talaj szén-dioxid emissziója a közepes és közepes-nagy dózisok mellett nőtt. A zeolit kisebb mértékű – statisztikailag nem bizonyítható – hatást gyakorolt az enzimaktivitásokra (2. táblázat).
| Kezelések
és dózisok (t ha-1) |
Összes-csíraszám
(*106 g-1 talaj) |
Mikroszkopikus gombaszám
(*103 g-1 talaj ) |
Cellulózbontó baktériumok
(*103 g-1 talaj) |
CO2-temelés
(mg 100g-1 10 nap) |
Foszfatáz aktivitás
(P2O5 mg 100g 2h-1) |
Szacharáz aktivitás
(glükóz mg 100 g-1 24h-1) |
| kontroll | 2,56 | 55,58 | 2,63 | 4,34 | 5,39 | 4,63 |
| 5 t ha-1 | *5,85 | *62,21 | 3,39 | 4,93 | 6,45 | 5,52 |
| 10 t ha-1 | *7,04 | *66,42 | *3,65 | *6,06 | 6,74 | 6,24 |
| 15 t ha-1 | 3,21 | 57,75 | *3,80 | *6,20 | 6,98 | 4,36 |
| 20 t ha-1 | 3,09 | 53,75 | 3,14 | *5,35 | 7,21 | 4,28 |
| *SZD5% | 1,25 | 2,25 | 0,81 | 0,95 | 2,25 | 1,85 |
- táblázat: Zeolit őrlemény (0-2mm) hatása a talaj néhány mikrobiológiai tulajdonságára
Milyen talajtípusokon célszerű alkalmazni?
A zeolitot olyan talajtípusokon célszerű alkalmazni, ahol a talaj kolloidban szegény, gyengén szerkezetes és savanyú kémhatású. Valószínűsíthető, hogy a többi talaj esetében is, akár kisebb mennyiségben alkalmazva jelentős, kedvező hatást gyakorolhat a talaj tulajdonságaira, különösen a mikroelemek ellátottságára. A zeolit porózus szerkezete javítja az erősen kötött talajok levegő- és vízgazdálkodását is. Nagy melegben vizet képes leadni (hűti a talajt), éjszaka a levegőből vizet képes felvenni (melegíti a talajt), ezáltal csökkentve a talajban uralkodó szélsőséges víz ellátottsági viszonyokat.
Milyen korlátai vannak a zeolit alkalmazásának?
A népszerűségének, ill. a mezőgazdasági felhasználás szélesebb körben történő elterjedésének elsősorban gazdaságossági korlátai vannak. Nagyon nagy költség terheli a felhasználót, amíg a bányából a talajba jut a zeolit. A különböző talajtípusokon nagyon eltérő lehet a zeolit felhasználása, hatékonyságának vizsgálata is további kísérleteket igényel. Ugyanakkor alternatív tápanyag-utánpótlásra számtalan lehetőség kínálkozik. A másik problémakör a talaj vízgazdálkodásával kapcsolatos. Klímánk egyre szárazabb lesz. A zeolit száraz évjáratokban történő kijuttatáskor nem kedvezőek a feltételek a vizes közegben lejátszódó kémiai folyamatoknak, így nem érvényesül a zeolit jótékony hatása sem a talaj kémhatás viszonyaira, sem a növényi ásványi anyag felvételére. A talaj nedvességtartalma, valamint a növények által felvehető tápanyagtartalom befolyásolja a talajban élő mikroorganizmusok élettevékenységét is. Az érzékeny kultúrák esetében elengedhetetlen az öntözés. Továbbá szükséges lehetne különböző talajtípuson, szántóföldi tartamkísérletben több éven keresztül monitorozni a zeolit talajtulajdonságokra és a különféle növények terméseredményére gyakorolt komplex hatását, amely eredmény meggyőző lenne nem csak az elméleti, hanem a gyakorló szakemberek számára is.
