ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
 NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH
CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ ZEOLIT-POLIME
VÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIỮ DINH DƯỠNG
CHO CÂY NGÔ
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HÀ NỘI – 2011
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

Việt Nam là một nƣớc nông nghiệp với sản lƣợng lúa gạo và các sản phẩm
nông nghiệp hàng năm rất lớn. Sản lƣợng lúa năm 2009 khoảng 38,9 triệu tấn, sản
lƣợng ngô khoảng 4 triệu tấn. Bên cạnh quá trình gia tăng sản xuất nông nghiệp là
sự hình thành một lƣợng lớn các phụ phẩm nông nghiệp, nếu không có biện pháp xử
lý hiệu quả sẽ dẫn đến những vấn đề môi trƣờng và xã hội.
Các phụ phẩm nông nghiệp nhƣ vỏ trấu, rơm rạ, thân lá ngô, bã mía… đƣợc biết
đến nhƣ một nguồn dinh dƣỡng phong phú gồm: protein, axit amin, gluxit, vi lƣợng…
đặc biệt là nguồn silic hữu cơ, NPK hữu cơ dễ thâm nhập, giúp cây hấp thu tốt hơn.
Việc sử dụng các phụ phẩm nông nghiệp tái sử dụng lại trong nông nghiệp là xu thế mà
thế giới đang hƣớng đến nhằm tận dụng các nguồn dinh dƣỡng sẵn có.
Trƣớc đây, các phụ phẩm nông nghiệp thƣờng đƣợc sử dụng làm chất đốt
hoặc đƣợc vùi trực tiếp xuống đất trồng để tái sử dụng làm phân bón. Tuy nhiên,
việc xử lý này chƣa có hiệu quả về kinh tế và môi trƣờng do quá trình đốt các phụ
phẩm nông nghiệp gây lãng phí nguồn nguyên liệu, không lợi dụng đƣợc nguồn
dinh dƣỡng hữu cơ sẵn có, đồng thời phát thải ra môi trƣờng một lƣợng lớn khí thải
CO
2
, CO, C
x
H
y
, NO
x
, SO
x
…; việc vùi trực tiếp các phụ phẩm nông nghiệp xuống
đất trồng tận dụng đƣợc các nguồn dinh dƣỡng nhƣng quá trình phân hủy xảy ra
chậm, phải kết hợp với việc sử dụng vi sinh vật để tạo thành các sản phẩm dễ hấp
thu nên khó khăn trong quá trình kiểm soát các chủng vi sinh. Ngoài ra, quá trình
phân hủy các phụ phẩm nông nghiệp bằng vi sinh còn phụ thuộc vào độ ẩm đất và

dƣỡng cho cây trồng.

3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Phụ phẩm nông nghiệp. Thành phần, tính chất và ứng dụng
1.1.1. Thành phần và tính chất
Cây trồng hút dinh dƣỡng từ đất để sinh trƣởng và phát triển, ngoài các bộ
phận thu hoạch ra, các phụ phẩm nông nghiệp cũng chứa đựng một lƣợng lớn các
chất dinh dƣỡng mà cây lấy từ đất. Ở các nƣớc phát triển nhƣ Canada, Mỹ, Nhật…
các phụ phẩm nông nghiệp thƣờng đƣợc sử dụng trực tiếp làm nguồn cung cấp dinh
dƣỡng cho cây trồng.
Hàng năm, một lƣợng phụ phẩm nông nghiệp rất lớn đƣợc tạo ra, tùy thuộc
vào đặc tính của từng loại cây trồng, ƣớc tính mỗi ha lúa cho 3,5-4,5 tấn phụ phẩm,
ngô khoảng 2,7-3,2 tấn, đậu tƣơng 0,8-1,0 tấn [110, 132]. Mỗi ha lúa lấy đi khoảng
200kg kali, trong khi đó, lƣợng kali trong hạt gạo chỉ khoảng 5-7kg/tấn nên lƣợng
kali còn lại nằm trong các phụ phẩm.
Bảng 1.1. Hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng trong phụ phẩm
một số cây trồng (kg/tạ chất khô) [46].
Phụ phẩm
N
P

cứu thành phần cấu trúc của vỏ trấu [62, 99, 104, 143].
4
Bảng 1.2. Một số thành phần cấu trúc của vỏ trấu [143].
Thành phần
Hàm lƣợng (%)
Thành phần
Hàm lƣợng
Độ ẩm
Thành phần cháy
Tro
Cacbon
Hidro
Silic
Nitơ
Lƣu huỳnh
Clo
6,37
81,93
11,70
45,28
5,51
3,9
0,67
0,9
0,19
Năng lƣợng đốt cháy
Kali

Sợi thô
Xenlulozơ
2,4-11,4
1,7-7,4
0,4-3,0
31,7-49,9
34,3-43,8
Tro
Pentosan
Thành phần không tan của tro axit
Dịch chiết không chứa nitơ

13,2-29,0
16,9-22,0
13,7-20,8
24,7-38,8

5
Từ các số liệu trên cho thấy, trong thành phần của vỏ trấu có chứa hầu hết
các chất dinh dƣỡng: Chất hữu cơ – cacbon chiếm 45,28%, các dinh dƣỡng đa
lƣợng và trung lƣợng (N, P, K, Si, S…), các dinh dƣỡng vi lƣợng (Ca, Fe, Al, Ti,
Zn, Mg, Na…), đây đều là các chất dinh dƣỡng cần thiết cho sự phát triển của cây
trồng. Đặc biệt, ở đây, các nguyên tố đều tồn tại dƣới dạng cấu trúc hữu cơ, tƣơng
hợp mà cây trồng dễ hấp thu.
1.1.1.1. Thành phần xenlulozơ
Trong trấu, cacbon chủ yếu nằm trong thành phần cấu trúc của xenlulozơ.
Xenlulozơ chiếm 34-44% trọng lƣợng trấu, là hợp chất cacbohidrat, đƣợc cấu tạo từ

Xenlulozơ là một loại polime thiên nhiên vừa có tính chất phân cực mạnh,
vừa kết tinh cao, chỉ hòa tan trong một số ít dung môi. Xenlulozơ có thể trƣơng
trong nƣớc. Sự trƣơng của xenlulozơ có thể là trƣơng giữa các tinh thể và trƣơng
trong tinh thể. Trong nƣớc, sự trƣơng giữa các tinh thể xảy ra khi nƣớc lọt vào
khoảng trống giữa các tinh thể hoặc lọt vào vùng vô định hình của cấu trúc
xenlulozơ, ở đó các phân tử liên kết với nhau lỏng lẻo. Nếu đặt xơ xenlulozơ khô
tuyệt đối vào trong môi trƣờng không khí có độ ẩm 60% ở 20
0
C thì xenlulozơ hấp
phụ khoảng 8-14% ẩm, tiết diện của xơ tăng lên. Nếu đƣa vào trong nƣớc thì đƣờng
kính xơ tăng thêm khoảng 25% nữa, chiều dài xơ không thay đổi, xơ chủ yếu
trƣơng theo chiều ngang [42].
Sự trƣơng trong tinh thể xảy ra khi chất gây trƣơng có ái lực mạnh hơn tƣơng
tác giữa các phân tử xenlulozơ. Khi đó, trạng thái tinh thể ban đầu bị biến đổi. Sự
trƣơng trong tinh thể xảy ra theo hai hƣớng: Trƣơng hữu hạn hoặc trƣơng vô hạn.
Khi tác nhân gây trƣơng tạo hợp chất phân tử với xenlulozơ, các liên kết giữa
7
xenlulozơ không bị phá vỡ hoàn toàn, quá trình trƣơng nở đạt tới cân bằng,
xenlulozơ không bị hòa tan đƣợc gọi là trƣơng hữu hạn. Quá trình trƣơng hữu hạn
xảy ra khi xử lý xenlulozơ bằng NaOH đậm đặc, trong dung dịch NaOH 16-18%
xenlulozơ bị trƣơng mạnh, phá vỡ liên kết giữa các phân tử xenlulozơ. Quá trình
trƣơng dẫn tới hòa tan gọi là trƣơng vô hạn, xenlulozơ có thể trƣơng vô hạn trong
một số dung môi: Phức đồng-amoniac, cupri etylen diamin, bazo amin bậc 4,
đibenzyl dimetyl amoni hidroxit [42].
Mạch xenlulozơ đƣợc hình thành bởi liên kết -1,4-glycozit giữa các đơn vị
glucozơ, trong một số điều kiện: môi trƣờng axit, bazơ hoặc dƣới tác dụng của nhiệt
độ nó có thể bị cắt ngắn mạch:

2
và tạo vòng oxiran với C
1
đồng thời xảy ra
phản ứng tách loại alkoxy RO
-
, liên kết glycozit bị phá hủy. Vòng oxiran có thể mở
để tạo thành một phân tử saccarit tự do hoặc một đơn vị trong mạch polisaccarit
ngắn hơn vừa đƣợc tạo ra trong quá trình thủy phân.

Hình 1.3. Sơ đồ phản ứng thủy phân xenlulozơ dƣới tác dụng của bazơ.
R: Phần mạch xenlulozơ.
1. Phân tử xenlulozơ, cấu hình dạng ghế, định hƣớng xích đạo
4
C
1
.
2. Phân tử xenlulozơ, nhóm thế hƣớng trục
1
C
4.
3. Dạng vòng chứa epoxit.
4. Glycozit nội phân tử.
Phản ứng thủy phân xenlulozơ dƣới tác dụng của kiềm xảy ra chậm hơn
nhiều khi dùng xúc tác axit.
9
- Tách loại β-alkoxy (phản ứng bào mòn).

5. Dạng dixeton
6. Axit glucoisosaccarinic

10
Bên cạnh đó, dƣới tác dụng của kiềm, xenlulozơ còn xảy ra phản ứng oxi hóa
và ngắt mạch đồng thời làm cho mạch xenlulozơ ngắn dần.
1.1.1.2. Thành phần silic hữu cơ
Thành phần nguyên tố lớn thứ hai trong trấu là silic. Trong cơ thể động thực
vật, silic có trong các mô liên kết, xƣơng sụn và gân do silic tham gia quá trình sinh
tổng hợp của các tổ chức này.

Hình 1.5. Cấu trúc của silic trong tế bào.
Trong các phụ phẩm nông nghiệp, đặc biệt là trấu, có hàm lƣợng xenlulozơ
cao, silic liên kết chủ yếu với mạch xenlulozơ qua cầu liên kết oxi: Hình 1.6. Cấu trúc hữu cơ của silic trong trấu.
11
Ngoài ra, silic còn có thể tạo liên kết trực tiếp với cacbon (Si-C) hoặc liên
kết qua oxi (Si-O-C).
Silic là nguyên tố dinh dƣỡng hữu ích cho hầu hết các loài thực vật, đặc biệt
đối với cây một lá mầm (lúa, mía, ngô…), hàm lƣợng silic trong tế bào đạt 5% trở
lên. Khi cây đƣợc bón đầy đủ silic sẽ tăng tính kháng sâu đục thân, kháng bệnh,
kháng nấm do silic tạo ra rào cản cơ học chống lại sự tấn công của côn trùng miệng

Ngày nay, với sự phát triển của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật, ngành nông
nghiệp nƣớc ta có những bƣớc phát triển vƣợt bậc, sản lƣợng ngày càng tăng, kéo
theo đó là một lƣợng lớn các phụ phẩm nông nghiệp đƣợc thải ra môi trƣờng. Trong
khi đó, nhu cầu sử dụng làm chất đốt giảm đi do có nhiều nguồn nhiên liệu tiên tiến
thay thế. Việc tái sử dụng các phụ phẩm nông nghiệp bằng cách đốt trực tiếp trên
những cánh đồng để trả lại cho đất nguồn dinh dƣỡng mà cây trồng đã hấp thu, biện
pháp này giải quyết bƣớc đầu đƣợc lƣợng phụ phẩm tồn dƣ sau các mùa vụ, cung
cấp lại một phần các chất dinh dƣỡng nhƣ K, Si nhƣng hiệu quả không cao do quá
trình đốt cháy vô hình dung đã chuyển các hợp phần hữu cơ dễ phân hủy sinh học,
dễ hấp thu cho cây thành các chất vô cơ khó hấp thu, đồng thời mất đi một lƣợng
đáng kể các hợp chất hữu cơ khác: xenlulozơ, protein, lipit…
Việc vùi trực tiếp các phụ phẩm nông nghiệp xuống đất trồng cung cấp đầy
đủ đƣợc các hợp phần hữu cơ trong phụ phẩm cho cây: xenlulozơ, protein, NPK
hữu cơ, silic hữu cơ… tuy nhiên hạn chế của phƣơng pháp này là thời gian phân
hủy chậm nên phải kết hợp với sử dụng vi sinh vật để phân hủy các phụ phẩm, dẫn
đến khó khăn trong quá trình kiểm soát các chủng vi sinh, đồng thời, các phụ phẩm
có thể mang mầm sâu bệnh cho các vụ tiếp theo.
Ngày nay, các phụ phẩm nông nghiệp đang đƣợc quan tâm bởi các thành
phần dinh dƣỡng phong phú, giá trị kinh tế, môi trƣờng và đặc biệt là nguồn gốc
xanh của nó: Làm nhiên liệu đốt trong các thiết bị máy móc, sản xuất nhiên liệu
sinh học, chế biến thức ăn gia súc, sản xuất phân bón hữu cơ, làm phụ gia xây
dựng…
13
Việt Nam là một nƣớc xuất khẩu gạo, sản lƣợng lúa năm 2009 khoảng 38,9
triệu tấn tƣơng đƣơng khoảng 7 triệu tấn trấu đƣợc thải ra. Trƣớc đây, vỏ trấu
thƣờng đƣợc sử dụng làm chất đốt tuy nhiên hiệu quả kinh tế của nó không cao do
trấu có tỷ trọng nhỏ nên thể tích cồng kềnh, gây khó khăn cho quá trình vận chuyển.

14
- Thủy phân vỏ trấu bằng các dung dịch axit HCl, H
2
SO
4
để loại bỏ các tạp chất
và phần hữu cơ sau đó nhiệt phân ở 500-600
0
C để phân hủy hoàn toàn các hợp chất hữu
cơ, thu đƣợc SiO
2
vô định hình [72, 135].
- Chiết trực tiếp silic trong trấu bằng dung dịch NaOH [22, 44]. Sản phẩm thu
đƣợc là silic vô định hình.
Luận án này nghiên cứu quá trình tổng hợp zeolit NaX - một loại zeolit mao quản
lớn, đƣợc ứng dụng nhiều trong hấp phụ và trao đổi ion – với nguồn silic từ trấu bằng
cách thủy phân trấu bằng kiềm trong thủy tinh lỏng. Khi đó, dƣới tác dụng của kiềm đặc
trong thủy tinh lỏng, mạch xenlulozơ trong trấu trƣơng tối đa, giúp quá trình tách silic
diễn ra thuận lợi. Lƣợng silic trong trấu đƣợc chiết ra, là dạng silic vô định hình, mới
sinh, hoạt động, kết hợp với silic trong thủy tinh lỏng để tổng hợp zeolit. Đồng thời,
mạch xenlulozơ trong trấu bị thủy phân một phần tạo thành các hợp phần amyloit linh
động. Ƣu điểm của phƣơng pháp này là vẫn giữ nguyên đƣợc cấu trúc hữu cơ tứ diện của
silic hữu cơ tự nhiên dùng để thay thế cho các nguồn silic hữu cơ tổng hợp đắt tiền nhƣ
TEOS, TMOS; giữ nguyên đƣợc cấu trúc tứ diện của cacbon hữu cơ trong xenlulozơ
đóng vai trò làm template cho quá trình tổng hợp zeolit. Mặt khác, luận án nghiên cứu
quá trình thủy phân vỏ trấu bằng axit photphoric nhằm thu đƣợc một chế phẩm hữu cơ
giàu dinh dƣỡng gồm có các thành phần hữu cơ trong trấu: xenlulozơ, protein, NPK hữu

nhiều nƣớc trên thế giới từ những năm 80. Hiệu quả của biện pháp này đã đƣợc
khẳng định ở Mỹ, Canada, Trung Quốc với việc cải tạo các vùng xa mạc, phủ
xanh đồi núi trọc ở Mỹ, bón cho những cánh đồng cafe ở Braxin, củ cải đƣờng ở
Đức… kết quả là làm tăng năng suất cây trồng, giảm tỷ lệ chết ở thực vật, giảm sự
chăm sóc cần thiết đối với cây trồng, tiết kiệm đƣợc thời gian và nƣớc tƣới [64, 73,
96,111, 121, 122, 130,144].
Ở Việt Nam, Viện Khoa học Kinh tế và Thủy lợi đã tiến hành nghiên cứu sử
dụng vật liệu giữ ẩm trên một số cây trồng ở Tây Nguyên, Tây Bắc đã thu đƣợc kết
quả tốt, làm tăng năng suất và chất lƣợng nông sản. Bộ môn Sinh thái Môi trƣờng -
Trƣờng Đại học Nông Nghiệp Hà Nội đã sử dụng vật liệu giữ ẩm có nguồn gốc từ
Nhật Bản và ứng dụng trên cây lạc, kết quả thu đƣợc rất khả quan, rút ngắn thời gian
sinh trƣởng của cây 7-9 ngày, năng suất trung bình đạt 39,8 tạ/ha (tăng 26,7% so với
mẫu đối chứng) [6, 34].
Tại Viện Hóa học –Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, nhóm nghiên
cứu của GS.TS. Nguyễn Văn Khôi đã nghiên cứu chế tạo thành công các chất giữ
16
ẩm AMS-1 và AMS-2 ứng dụng để giữ ẩm cho cây bông ở Đồng Nai cho năng suất
tăng khoảng 20%. Trồng lạc trên đất cát ở Huế cho năng suất tăng 45-56% và hiện
đang đƣợc sử dụng để trồng cây keo tai tƣợng trên đất bãi thải mỏ than Hà Tu -
Quảng Ninh nhằm cải tạo đất, chống sụt lún. Kết quả bƣớc đầu cho thấy, cây keo tai
tƣợng có thể phát triển đƣợc trên đất của bãi thải khi đƣợc bổ sung vật liệu polime
giữ ẩm, cây cứng cáp, rễ bám chắc [15, 16, 17, 18, 25, 40, 41].
TS. Nguyễn Cửu Khoa – Viện Công nghệ Hóa học đã nghiên cứu trộn vật
liệu giữ ẩm với vỏ trấu hoặc vỏ cà phê rồi bón xuống đất, sau mỗi lần tƣới, chất giữ
ẩm sẽ giữ lại phần lớn lƣợng nƣớc tƣới, giúp tiết kiệm đƣợc 30-60% lƣợng nƣớc
tƣới cho cây trồng. Các nhà khoa học đã thử nghiệm chất giữ ẩm này trên cây cà
phê, ngô và bông ở tỉnh Gia Lai, cho kết quả khả quan. Năng suất cây cà phê tăng

x

(SiO
2
)
y.
z H
2
O hoặc (Me
n+
)
x/n
(H
2
O)
z
[Si
y
Al
x
O
t
]
Trong đó: Me là ion kim loại n: là điện tích của ion kim loại
z: số phân tử nƣớc x,y: phụ thuộc vào từng loại zeolit (y  x)
Song, khi kỹ thuật tổng hợp zeolit ngày càng phát triển thì quan niệm này
cũng không còn cứng nhắc nữa. Sự thay thế đồng hình nguyên tử Si hoặc Al bởi P,
B, Ga, Fe, Ti, Ge đã tạo ra một lƣợng lớn các zeolit khác nhau mà trong thành
phần không chỉ đơn thuần gồm Al và Si. Từ đó có thể dẫn đến sự thay đổi tính chất
axit - bazơ, oxi hoá - khử của vật liệu xúc tác.

nguyên tử oxi. Các tứ diện TO
4
kết hợp với nhau theo một trật tự xác định tạo ra các
đơn vị cấu trúc thứ cấp (SBU, Secondaly Building Units) trong zeolit. Những SBU
này có thể kết hợp lại với nhau theo 3 chiều trong không gian để tạo thành khối đa
diện gọi là sodalit. Sự sắp xếp theo các hƣớng khác nhau của sodalit sẽ tạo nên các
zeolit với bộ khung gồm các hệ thống kênh mao quản và hốc có kích thƣớc nhất
định và khác nhau đặc trƣng cho từng loại zeolit.
18
Mỗi loại zeolit có những đặc trƣng riêng biệt về thành phần hoá học và cấu
trúc tinh thể nhƣ: kích thƣớc cửa sổ, kích thƣớc lỗ xốp, sự sắp xếp của các tứ diện
trong mạng lƣới zeolit tạo hệ thống mao quản một chiều, hai chiều hoặc ba chiều.
Chính vì vậy, khả năng ứng dụng của mỗi loại zeolit trong lĩnh vực hoá học hấp
phụ, xúc tác… cũng rất khác nhau.
1.3.2. Tính chất của zeolit.
Với đặc điểm cấu trúc tinh thể đặc biệt và thành phần hoá học xác định,
zeolit có những tính chất rất đặc trƣng quyết định đến khả năng hấp phụ, xúc tác của
chúng trong quá trình chuyển hoá các hợp chất hữu cơ.
* Tính chất hấp phụ [26].
Zeolit có cấu trúc tinh thể với bộ khung là các mắt xích SiO
2
và Al
2
O
3
tạo
thành các hốc có kích thƣớc khác nhau tuỳ thuộc từng loại zeolit do vậy zeolit có

Đối với lĩnh vực xúc tác đây là lý thuyết mới, đã và đang đƣợc nghiên cứu để
tìm hiểu cơ chế ảnh hƣởng, tính chất quyết định của nó đến các quá trình phản ứng,
đến khả năng ảnh hƣởng chọn lọc, đến các chất tham gia và sản phẩm phản ứng.
Đối với quá trình hấp phụ và giải hấp, tính chọn lọc hình dạng đƣợc quyết định bởi
tính chất mao quản, lực mao quản, kích thƣớc mao quản, khả năng trao đổi ion
các yếu tố này ảnh hƣởng quan trọng đến tính chất hấp phụ, khả năng giữ nƣớc, giữ
NPK, khả năng trao đổi K
+
, H
+
trong phân bón, điều hoà pH trong đất do vậy tính
chất này có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong nông nghiệp.
1.3.3. Đặc điểm cấu trúc của zeolit NaX
Zeolit NaX là loại zeolit có nguồn gốc tự nhiên, thuộc họ Faujazite. Đơn vị
cấu trúc thứ cấp là các vòng kép 6 cạnh, đơn vị cấu trúc cơ bản là sodalit. Sodalit là
một khối bát diện cụt gồm 8 mặt 6 cạnh và 6 mặt 4 cạnh do 24 tứ diện TO
4
ghép lại.
Mỗi nút mạng của zeolit NaX đều là các bát diện cụt và mỗi bát diện cụt liên kết với
4 bát diện cụt khác ở 6 mặt thông qua liên kết cầu oxi (phối trí tứ diện nhƣ các đỉnh
cacbon trong cấu trúc kim cƣơng). Số mặt 6 cạnh của bát diện cụt là 8, do đó tồn tại
4 mặt 6 cạnh còn trống của mỗi bát diện cụt trong zeolit NaX.
Theo kiểu cấu trúc này, một ô mạng chứa 8 bát diện cụt, trong một ô mạng
cơ sở, tổng số tứ diện SiO
4
và AlO
4
-
bằng 192, chứa 384 nguyên tử oxi tạo ra các
hốc lớn với đƣờng kính khoảng 13Å, mỗi hốc lớn thông với 4 hốc khác qua các

O
384
]
Zeolit NaX thuộc loại zeolit mao quản lỗ rộng, nhiều nhôm và có hoạt tính
axit cao, trƣớc đây đƣợc sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực xúc tác. Tuy nhiên,
zeolit NaX có nhƣợc điểm là tạo cốc lớn, thành phần cấu trúc nhiều Al nên kém
bền nhiệt nên hiện nay chỉ còn đƣợc dùng hạn chế trong hệ FCC, chủ yếu đƣợc
ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xúc tác đặc biệt là hấp phụ: Tách khí O
2
từ hỗn
hợp N
2
-O
2
trong không khí, trao đổi K
+
, H
+
, trao đổi amoni gợi mở một hƣớng
21
đi mới trong nông nghiệp: Dùng zeolit làm vật liệu hấp phụ để lƣu giữ phân bón,
điều hoà pH, cung cấp bổ sung K
+
, SiO
2
, Ca, Mg, các vi lƣợng cần thiết cho đất.
1.3.4. Ứng dụng của zeolit trong nông nghiệp.

nghiệp, chất hỗ trợ đất giúp tăng sự hấp thu chất dinh dƣỡng từ phân bón cho cây
trồng. Khi sử dụng phân bón có chứa zeolit, chất dinh dƣỡng từ phân bón sẽ đƣợc
zeolit hút vào rồi nhả ra dần dần theo nhu cầu của cây trồng. Bên cạnh đó, nó còn
góp phần cải tạo đất do tạo đƣợc độ tơi xốp và giữ ẩm cho đất. Một số sản phẩm
zeolit trên thị trƣờng có chứa clinoptilolit hạt hoặc clinoptilolit đã điều chỉnh về mặt
dinh dƣỡng cho sự phát triển cây trồng [127].
Zeolit cải tiến khả năng trao đổi cation của đất cát và giảm sự rửa trôi các
chất dinh dƣỡng, nhờ đó cải tiến sự hấp thụ dinh dƣỡng cho cây trồng và giảm ô
22
nhiễm trong nƣớc. Zeolit dạng vi xốp cũng làm giảm độ chặt của đất và tạo sự
thông khí tốt hơn, đồng thời giúp nƣớc ngấm vào các lớp đất chắc. Zeolit không
phân hủy, chúng vẫn ở trong đất và hoạt động từ năm này qua năm khác. Ngƣời ta
ƣớc tính, ở Mỹ, lƣợng zeolit đƣợc bán cho mục đích cải tạo đất là khoảng 5.000
tấn/năm [61].

Hình 1.8. Cơ chế điều tiết dinh dƣỡng của zeolit.
Zeolit hấp phụ amoni, kali, canxi, magie và nhiều nguyên tố vi lƣợng khác.
Zeolit đặc biệt có ái lực lớn đối với các ion amoni và kali. Khi cây trồng hấp thu
amoni và kali từ zeolit, zeolit sẽ hấp thụ canxi từ canxi photphat trong đất để cân
bằng điện tích âm trong zeolit, đồng thời giải phóng photpho cung cấp cho cây
trồng.
Việc hấp thụ và nhả dinh dƣỡng cho cây trồng từ zeolit nhƣ một chu kỳ tự
nhiên của nitơ, kali và photpho. Zeolit hấp phụ các nguồn amoni hay kali khi trong
môi trƣờng dƣ thừa đồng thời ngăn ngừa sự rửa trôi bởi nƣớc mƣa và nƣớc tƣới.
Zeolit lƣu giữ các dinh dƣỡng bằng các liên kết hóa học cho đến khi các dinh dƣỡng
đó đƣợc hấp thu bởi rễ cây.