沸石緩釋化肥緩釋農藥以及改善生態環境的土壤保水劑等方面也有廣泛的應用。例如沸石長效復混肥獲得國家發明專利(ZL92110951.2)和1995年北京發明展覽會優秀發明金牌獎,并被評為1996年國家級新產品,不僅暢銷國內市場而且出口馬來西亞。沸石長效復混肥是以沸石包衣尿素作為主要的氮原料,并與其他氮磷鉀化肥及其有機肥、微量元素等混配造粒而成。它最大的特點是氮長效,當把該肥施人土壤中,由于尿素表面有一層沸石包衣,可以大大減少尿素中的氮流失;可以減緩尿素中的氮轉化成NH4+-N的速度;當尿素中的氮轉化為NH4+-N時,NH4+進入沸石“分子篩”,硝化菌進不去被排除在外,當作物需要時NH4+被解吸出來。這又減緩NH4+-N轉化為NO3–N的速度,防止過多的NO3–N隨水流失污染環境。沸石“分子篩”還能吸收H2PO4-HPO42-并能解吸,可以起到減少磷固定的作用。還可以減少鉀在砂質土壤中的流失,促進作物對鉀的吸收。另外沸石中含有多種對作物生長有益的礦物質,如Ca、Mg、Na、P、K、Zn、Mn、Fe、Cu、Ti等,并具有可溶性,作物能夠部分吸收,特別是Zn。此外,該肥具有雙向調節pH值功能、保水抗早功能以及不適宜地下害蟲生長等特點。多種作物可實現一次性施肥,不用追肥,不脫肥。沸石包裹尿素是在充分發揮沸石作用下最精量有效使用的唯一方法,可以減少成本,它還解決了在復棍肥中直接摻混尿素潮解、把尿素粉碎后造粒耗能大、經過高溫氮損失嚴重等許多問題。沸石又是農藥的良好載體,把農藥如除草劑噴灑在沸石包衣的尿素中配制出的是一種藥效、肥效渾為一體的長效肥,可以簡化栽培,提高勞動生產力。此種肥料改變了傳統的施肥方式,通過調解包衣材料,可施用一次底肥后不再進行追肥。肥料在土壤中的緩釋速度與作物的養分吸收速度同步。另外,可以直接把肥料施用在作物根上而不傷根,這樣可大大提高肥料利用率。田間試驗表明可提高肥料利用率一倍左右,氮肥利用率可提高10%;在減少肥料用量的情況下比同養分的其他普通復肥增產10%以上。此外,它還可節省勞動力、減少化肥對環境的污染。在水田、沙質土壤上種植的作物以及蔬菜上效果尤其明顯。田間試驗表明可節省1鄺左右的肥料而不減產。在包衣肥料方面,采用廉價的包衣材料,在不降低使用效果的前提下,大幅度降低了生產成本。另外一種新肥料,沸石硝銨〔NH4N03·Ca(NaK)4·Al6·Si30·O72·4H2O〕是沸石與普通硝銨按一定比例混合造粒形成,其中沸石吸附NO3-和交換NH4+離子而將硝鐵中的氮素束縛起來。施用后隨著作物根部周圍氮素濃度的降低,NH4+緩慢地被釋放出來,供作物分階段吸收,從而能防止氮素被水淋失,顯著提高化肥利用率。經大田試驗,增產效果也明顯優于普通硝銨。這兩種新型長效肥的研制成功,在調整化肥生產的結構、改進農作物上的分配體制、維持生態環境等方面具有廣闊的發展前景和市場。

中國水資源分布不均,尤其是西北地區及云貴高原等地區水資源匾乏,極不利于農作物的生長。因此,如何充分利用我國的水資源,如何保住土壤中的水份已成為人們日益關注的問題。目前主要是使用“保水劑”來改善這種狀態。天然腐植質是最好的保水劑,屬于親水性多孔膠體,能吸附20%的氣態水或500%的液態水;然而天然產品畢竟有限,如果在西北地區通過人工制作則成本太高。用高分子親水材料吸水以防止蒸發能夠在一定程度上保水保濕。保水劑要求至少保持10-15天;其水含量的衰減要平緩。

可是國外產品不僅成本高,而且高分子材料有二次污染的潛在危險,不符合目前積極倡導的“綠色化學”要求。國內缺水地區面積廣大,如要大面積地推廣應用該種新材料,就不得不考慮其成本和環境的協調性。國外用5%的沸石材料與土混合,能將土壤保濕性增加7-8倍,好于傳統的具有網狀結構的聚丙烯酸保水劑。

沸石是晶體硅鋁酸鹽,由硅氧和鋁氧四面體構成開放性結構,含有空腔和孔道以及很大的比表面,可發生離子交換及可逆吸附-脫附水。土壤本身的保濕性只有3h。美國公司提供的保水劑,其主要成分為網狀結構的聚丙烯酸,保濕能力也只有12h。相反,A型沸石在同樣條件下,卻能保濕4-7天。

將沸石的鈉離子交換為鈣離子,保濕性能顯著增加(圖6)。A型沸石結構是以p籠之間通過四元環用四個氧橋相互聯結起來的三維晶體結構,由8個日籠相互聯結后,在它們當中又形成一個a籠;它是A型沸石的主晶穴,內含可交換陽離子,陽離子為Na+則稱為NaA型沸石,又由于其有效孔徑為0.42nm,又稱為4A沸石。

NaA沸石的孔道結構為三維直孔道,并含有最多的可交換陽離子,能進行快速而大量的離子交換。在現有的沸石產品中,4A沸石價格最低,在室溫下水的壓力僅為2.67kaP時,每克4A沸石就能吸附0.28g水。如果將沸石和高分子親水材料通過組裝、分散等處理之后,制成功能性復合材料施用在植物根苗附近,就可望形成調控水含量的小環境。例如使用聚丙烯酸之類的強吸水劑在雨天盡量多吸附水,再通過植物根系的作用和沸石等各種復合材料的傳遞,將所蓄水份緩慢釋放。這樣一來就有可能幫助缺水地區的樹苗成活,進而恢復植被,防沙治沙。