کاربرد فسفر در کشاورزی ( خوراک دام و طیور)

 اهمیت فسفر در بدن حیوانات

کلسیم و فسفر بیش از 70 درصد خاکستر بدن حیوانات را تشکیل می دهند. متجاوز از 99 درصد کلسیم و (85-80 ) درصد فسفر بدن در اسکلت و اندامها قرار دارد. 14 درصد فسفر در بافتهای نرم و یک درصد باقیمانده در مایعات بین سلولی ( 1994 Bordy ).

22 درصد کل مواد معدنی بدن به فسفر اختصاص دارد که بین استخوانها و بافتهای نرم نقل و انتقال آن به همراه کلسیم مداوماً صورت می گیرد. بطور کلی فسفر مجموعاً یک درصد وزنی بدن حیوانات را به خود اختصاص می دهد. این ماده معدنی یکی از مهم ترین مواد مورد استفاده در جیره دام و طیور است که از نظر هزینه رتبه سوم را در بین سایر مواد غذایی مصرفی دارد. (  1990Muir).

فسفر بصورت فسفات کلسیم غیر محلولی هیدرواکسی آپاتیت در ساختمان استخوانها و دندانها بکار رفته است. ساختمان کریستالی مواد معدنی استخوان شامل توالی آپاتیتها است و توسط فرمول هیدواکسی آپاتیت

3Ca₃ ( PO₄)₂ (OH)_{2 ‌} محاسبه می شود      (scott 1992).

مطالعات بیو شیمیایی هیدرواکسی آپاتیت نشان می دهد که بخش آپاتیت استخوان حاوی نسبت متوازن اجزای  Ca₁₀(PO₄)₆ (OH)₂ ‌ نیست بلکه 10 درصد کمبود کلسیم دارد. وقتی آپاتیت استخوان در معرض حرارت بین 300 تا 600 درجه سانتی گراد قرار داده می شود یونهای اورتو به پیروفسفات تبدیل می شوند از آنجایی که پیرو فسفات در اثر حرارت و از دست دادن آب متراکم شدن بنیان هیدرواکسی متصل به گروه فسفات ایجاد می گردد. این تغییر را می توان به عنوان معیاری از معتدل بودن اجزای آپاتیت استخوان دانست. کلسیم و فسفر همیشه به نسبت تقریبی (1 : 2) در بافتهای بدن وجود دارند و این نسبت حتی در شرایط کاهش جزئی ماده معدنی استخوان نیز تغییر نمی کند. مقدار و محل تشکیل استخوان بستگی به غلظت کلسیم و فسفر دارد.

اگر غلظت کلسیم یا فسفر بسیار کم باشد حتی فعالیت فسفاتاز نیز نمی تواند آهکی شدن استخوان را باعث شود.

علاوه بر استخوان فسفر نقش مهمی در عضلات، متابولیسم انرژیٍ ، کربوهیدارت، اسید های آمینه، چربی، متابولیسم بافت های عصبی، شیمی نرمال خون، رشد اسکلت، انتقال اسیدهای چرب و سایر لیپیدها عهده دار است و بصورت فسفات قسمت مهمی از اسیدهای نوکلئیک (RNA  , DNA ) را تشکیل داده است.

3-3-2 جذب فسفر

مقدار جذب فسفر به عوامل مختلفی از جمله منبع غذایی، نسبت کلسیم به فسفر، PH روده، مصرف لاکتوز و میزان کلسیم، فسفر، ویتامین D ، آهن، آلومینیوم، منیزیوم و چربی جیره بستگی دارد. کلسیم و فسفر همیشه تقریبا 1 : 2 در بافتهای بدن حضور دارند علت آن است که این نسبت در استخوان در حدود (1: 2/2 ) است و چون قسمت اعظم این دو عنصر در استخوان قرار دارد بنابراین انتظار می رود این نسبت در جیره نیز رعایت شود تا حداکثر رشد را تأمین نماید. (Scott , etoal   1982 ) .

تغییرات این نسبت به مقدار زیاد می تواند روی جذب فسفر تأثیر گذارد. محاسبه شده است که برای ابقای 2 گرم کلسیم در بدن به یک گرم فسفر نیاز است. بنابراین مقدار این نسبت در جیره بین (1:1 ) تا (1:2) توصیه می گردد، و اگر (1:3) بیشتر شود اثرات نامطلوبی ایجاد می کند در حالی که کمتر از (1:1) بهتر تحمل می شود.

رابطه بین کلسیم و فسفات پیچیده است نسبت این دو هنگامی مورد سوال است که مقدار فسفر جیره برای حداکثر رشد یا بیماری، تشکیل سنگ کلیه و آهکی شدن بافتهای نرم مطرح می شود. این نسبت تحت تأثیر این واقعیت است که فسفر جیره سریعتر از کلسیم جیره جذب بافتهای نرم می شود.

فیتاتها که به نسبت زیادی در غلات وجود دارند باعث کاهش قابلیت جذب فسفر گیاهی می شوند. فسفری که بصورت فیتات حبس شده توسط طیور قابل استفاده نیست مگر آنکه توسط آنزیم فیتاز و غیره تجزیه شود. در غیر اینصورت بدن از کلسیم و فسفر جیره محروم می شود و نیاز به ماده معدنی افزایش می یابد.

علت آن اینست که این ماده ( اسید هگزا فسفریک اینوز تبول) در PH پنج تا هفت املاح بسیار نامحلول کلسیمی در روده تشکیل می دهد. در نشخوار کنندگان بعلت ترشح آنزیم فیتاز میکروبی، فسفر حبس شده در فیتات آزاد شده و به مصرف حیوان می رسد. جذب فسفر به نیاز حیوان بستگی دارد یعنی هر چه نیاز بیشتر باشد جذب مؤثر تر خواهد بود.

اگر فسفات توسط غذا تأمین شود بهتر است از املاح معدنی فسفاته پتاسیم استفاده شود. فسفات جیره عمدتاٌ بصورت جیره ( استری) ظاهر می شود و با هیدرولیز تدریجی تقریباً بصورت آهسته وارد بدن شده و بطور موثری در فرآیندهای متابولیکی مصرف می شود.

فسفاتی که بصورت غیر آلی تأمین شود سریعاٌ جذب شده و بجای مصرف توسط بافتها تمایل به دفع دارد ( Swan son 1992 ) .

اسید یته پایین روده جذب کلسیم و فسفر را بدلیل افزایش حلالیت آنها آسانتر می سازد. بنابراین ترشح عادی اسید کلریدریک یا H⁺ معده برای جذب موثر فسفر ضروری است.

برلیوم در جیره بواسط تشکیل فسفات برلیوم نامحلول جذب فسفات از روده کوچک را مختل می سازد. (Scott  1982 ).

3-3-3 دفع فسفر

دفع فسفر از طریق کلیه و روده انجام می گیرد. دفع کلسیم و فسفر تحت کنترل است بخشی از کلسیم و فسفر فیلتر شده مجدداٌ از طریق کلیه ها جذب می گردد. آستانه دفع کلسیم از کلیه ها بین 5/6 تا 8 میلی گرم در 100 میلی لیتر خون است. و در غلظت کمتر دفع نمی شود. در حیوانات شیرده مقدار زیاد کلسیم و فسفر در شیر ترشح می شود که غلظت آنها بالاتر از خون است.

در طیور تخم گذار نیز غدد مترشحه، پوسته تخم مرغ نیز فسفات کلسیم با یک نسبت کلسیم به فسفر 17:1 دفع می کند. به همین دلیل نیاز کلسیم و فسفر مرغان تخم گذار از سایر گونه های حیوانی بیشتر است و کمبود آن در جیره باعث نرم شدن پوسته تخم مرغ و در نهایت قطع تخمگذاری می شود.

3-3-4 کمبود فسفر و عوارض ناشی از آن

کمبود فسفر به چند طریق می تواند ایجاد شود. اول استفاده مداوم از ترکیبات آلومینیوم دار بخصوص در جیره های کمبود فسفر که با فسفات جیره ترکیب و از جذب آن جلوگیری می نماید. دوم کمبود فسفر در اثر دفع آن که در اثر گرسنگی و یا در افراد مبتلا به دیابت ایجاد می شود. سوم کمبود فسفر جیره که افزایش کلسیم پلاسما را باعث می گردد. اگر فسفر و کلسیم نتوانند بطور طبیعی در بدن ذخیره شوند علت آن ممکن است به مقدار کم این دو عنصر در غذا و یا عوامل مربوط به هضم و جذب آنها و عمدتاً ویتامین D مربوط می شود. کمبود فسفر باعث بیماریها و عوارض از قبیل ریکتز و استئو مالاشی می گردد.

در طیور کمبود فسفر ( حدود 20% فسفر قابل دسترسی ) و افزایش کلسیم ( 24/2 درصد کلسیم و 45 درصد فسفر) باعث ایجاد ضایعات پاتولوژیکی شبیه توده غضروفی داخل مغز استخوان می گردد و بسته به شرایط کمبود تعداد متفاوت خواهد بود. پاها به طرفین باز می شوند و ممکن است شکستگی سر استخوان اتفاق بیافتد. کاهش میزان اکسیژن و افزایش دی اکسید کربن خون بدلیل عدم استحکام دنده ها و خم شدن آنها، کاهش حجم قفسه سینه و دخالت در حرکات تنفسی مشاهده می گردد. مبتلایان در نهایت بواسطه نارسایی قلبی تلف می شوند.

3-3-5       منابع فسفر مورد نیاز

فسفر در مواد غذایی با منشأ گیاهی، حیوانی و معدنی وجود دارد ولی قابلیت دسترسی آنها برای موجود زنده بسته به نوع آنها متفاوت است منابع غذایی اهمیت زیادی در تأمین فسفر مورد نیاز طیور دارند. زیرا در حدود 50 درصد فسفر کل جیره توسط آنها تأمین می گردد که البته همه آنها قابل جذب نیست.

الف: منابع گیاهی فسفر:

اکثر منابع گیاهی فسفر بصورت فیتات یا فسفر فیتیتی است که عمدتاً برای تک معده ای ها قابل جذب نیست. فیتات با بسیاری از مواد معدنی (کلسیم، منیزیم، روی ، منگنز) ترکیب و قابلیت جذب آنها را پایین می آورد. مقدار قابل استفاده برای جوجه های جوان (0 – 10 ) درصد طیور تخمگذار 50 درصد گزارش گردیده است. (میر سلیمی 1374 )

در حدود دو سوم تا سه چهارم  فسفر منابع گیاهی به شکل فیتات است که معمولاٌ در محاسبات در حدود یک سوم فسفر کل گیاهی بعنوان فسفر قابل جذب در نظر گرفته می شود. منابع غنی فسفات گیاهی شامل کنجاله تخم پنبه 07/1 درصد، کنجاله کنجد 27/1 درصد، سبوس گندم 37/1 و سبوس برنج 67/1 درصد دارا می باشد( میر سلیمی 1374).

ب: منابع حیوانی فسفر:

فسفر موجود در منابع حیوانی به خاطر عاری بودن از فیتین قابلیت جذب معادل منابع معدنی دارد. مهمترین آنها پودر استخوان 5/12 درصد، پودر گوشت (4-5) درصد، پودر ماهی (6/1-8/3 ) درصد، پودر ضایعات کشتارگاهی طیور 7/1 درصد فسفر دارند.

ج: منابع معدنی فسفر:

با توجه به اینکه تأمین فسفر از نظر هزینه رتبه سوم را در تهیه خوراک طیور داراست لذا همیشه سعی در انتخاب گزینه ارزان قیمت بوده است و با در نظر گرفتن اینکه بیش از 50 درصد فسفر مورد نیاز حیوان مکمل های افزوده شده به خوراک تأمین می گردد اهمیت استفاده از ترکیبات معدنی بیشتر جلوه گر می شود.

تأمین منابع معدنی فسفر همانند کاربرد سایر مواد معدنی برای خوراک دام و طیور بستگی به فاکتورهای متنوعی همانند موقعیت، قیمت، شکل شیمیایی و سایر مسائل اقتصادی و از همه مهمتر قابلیت جذب بیولوژیکی دارد.

باطله گوشتهای مصرفی، پودر استخوان و ماهی حاوی فسفر می باشند و تولید آنها بزرگترین رقیب برای منابع معدنی فسفر می باشند ولی با توجه به هزینه کمتر تأمین مواد معدنی فسفر هنوز کاربرد مواد معدنی پیشتاز می باشد.

در این نوشتار بدلیل تنوع و کاربرد وسیع ترکیبات معدنی فسفر در تهیه مکملهای معدنی خوراک دام و طیور یک تقسیم بندی کلی به دلیل ارائه توضیحات بهتر بعمل آمده است. در این تقسیم بندی اساسی بر روی عملکرد و انجام کارهای فراوری و شیمیایی بر روی سنگهای معدنی می باشد.

1)    استفاده از سنگ معدن فسفات بصورت طبیعی یا پس از یکسری اصطلاحات اولیه روی سنگ مادر

2)    استفاده از اسید فسفریک حاصل از سنگ فسفات و تهیه ترکیبات متنوع فسفات کلسیم.

3)    استفاده از ترکیبی از سنگ فسفات ( اصلاح شده) زئولیت.

در مورد ردیف 3 در فصل آخر توضیحات کاملتری ارائه می گردد و در مورد ردیفهای تقسیم بندی(1) و (2) بصورت اجمالی به کارهای صورت گرفته شده پرداخته می شود و تا حد امکان ارائه راهبردهای عملی در این موارد پیشنهاد می گردد. در ادامه این قسمت ابتدا روشهای اندازه گیری قابلیت جذب فسفر ارائه می گردد.

3-3-6 روشهای اندازه گیری قابلیت جذب فسفر:

مطالعات مختلف روی متابولسیم مواد معدنی نشان مید هد که مقدار ماده معدنی در جیر، معمولاً نشان دهنده مقدار قابل جذب آن نیست و حتی ترکیبات مختلف آن ماده نیز در دستگاه گوارشی حیوان تفاوت جذب نشان می دهد.

ماده ای دارای ارزش غذایی مناسب است که بتواند توسط حیوان مورد استفاده قرار گیرد. آزمایشات مختلف نشان داده است که کمتر ماده معدنی است که بطور کامل جذب شود و همیشه مقداری از دسترسی حیوان خارج می گردد. فسفر نیز خارج از این حالت نیست و همواره مقادیری از آن در فرآیند هضم طبیعی و اعمال متابولیکی بدن از دست می رود. از آنجایی که عوامل مختلفی روی جذب و مصرف فسفر اثر می گذارند که شامل نوع جیره ترکیب شیمیایی فسفر، نسبت کلسیم به فسفر، سن، جنس، مقدار چربی و انرژی، محیط، هورمونها، بیماری و انگل، مقادیر پروتئین و عناصر کمیاب، اثر متقابل فسفر با سایر عناصر حالات فیزیکی منبع فسفر و سایر اجزای جیره خصوصا اندازه ذرات غذایی، نحوه تهیه غذا و بسیاری عوامل دیگر می باشند که در هر مرحله زمانی ممکن است یک یا چند مورد به  جذب فسفر تأثیر گذارند. بنابراین میزان فسفر موجود در مکملهای فسفاته و جیره های غذایی از نظر کمیت نمی تواند معیاری از جذب آن توسط حیوان باشد. بهمین دلیل همواره سعی گردیده است تا یک ارتباط منطقی بین مقدار قابل جذب فسفر و مقدار آن در جیره مکملها پیدا شود تا توسط آن بتوان جذب واقعی حیوان از فسفر موجود در ترکیبات آنرا پیش بینی نمود. روشهای مختلف برای اینکار وجود دارد که مختصراً به آن اشاره می شود:

الف: روشهای شیمیایی

در این روش سعی می شود تا ارتباط بین ترکیبات فسفر و حلالها شیمیایی، پیدا شود. این روش دقت بالایی ندارد و در بعضی موارد عدم کارایی آن نیز ثابت گردیده است ولی در بعضی موارد بدلیل تسریع عملیات و هزینه پایین عملیات بعنوان معیار اولیه بکار برده می شود. در این روش مکملهای فسفردار را در اسید سیتریک (2 درصد) اسید کلریدریک(4/0 درصد) و سیترات آمونیوم خنثی حل می کنند و از میزان حلالیت فسفر در حلالهای فوق تخمینی از میزان جذب بدست می آید. در ایران از قابلیت حل فسفر در اسید سیتریک (2 درصد) بعنوان تعیین میزان جذب فسفر هنوز هم استفاده می گردد. در یک تحقیق روی بوقلمون مشخص گردید که میزان حل در اسید کلریدریک (0.4 درصد) معیار خوبی از ارزش بیولوژیکی نمی دهد ولی همبستگی ( 87 – 95 ) درصد بین میزان حل در اسید سیتریک 2 درصد و ارزش بیولوژیکی وجود دارد.

بطور کلی جایگزین نمودن این روش با روش بیولوژیکی مخاطره آمیز می باشد و توصیه شده است که استفاده کنندگان از فسفاتهای غذایی می توانند از قابلیت حل در اسید سیتریک ( 2 درصد) یا سیترات آمونیوم خنثی توام با سایر روشهای کنترل کیفی مانند تعیین میزان فسفر، کلسیم، سدیم و فلوئور به عنوان معیار قابلیت جذب بیولوژیکی استفاده کنند.

ب: روش بیولوژیکی:

در این روش قابلیت دسترسی فسفر مکملهای مختلف فسفره را بصورت آزمونهای مقایسه ای روی موجود زنده ( عمدتاً طیور) آزمایش می کنند. این روش امروز توسط اکثر محققین به کار برده می شود و روش « نسبت شیبها» نامیده می شود.

طرز عمل:

در ابتدا یک جیره که معمولاً محتوی ذرت و سویا است تهیه و میزان کلسیم و فسفر آن را مشخص می کنند سپس مکملهای مورد آزمایش بسته به روش اجرایی به جیره اضافه می نمایند. تا فسفر جیره در حد نیاز جوجه ها تأمین گردد. در بعضی از روشها از چندین سطح فسفر در جیره استفاده می کنند. تا به این ترتیب یک منحنی پاسخ برای درصد خاکستر استخوان نسبت به فسفر مصرفی بدست آورند و این منحنی را با منحنی پاسخ یک مکمل استاندارد که معمولا بتاتری کلسیم فسفاتٌ اسید فسفریک و یا دی کلسیم فسفات می باشد مقایسه نمود و از تقسیم ضرایب رگرسیون حاصل از نمونه ها ضرایب رگرسیون منحنی استاندارد و درصد جذب نمونه ها را تعیین نمود.

در ارزیابی روی موجود زنده بسته به نظر محقق ممکن است تغییراتی از نظر اجرایی در جیره های غذایی داده شود. در یک روش میزان فسفر در سطوح متفاوت از صفر تا (6/0) درصد جیره یا بیشتر برای تولید حداکثر خاکستر استخوان داده می شود. که به این ترتیب سطح ایده آل هر نمونه نیز تعیین می گردد. درصدهای بالاتر از میزان مورد نیاز برای تکمیل منحنی استاندارد تعیین قابلیت جذب مکمل فسفاته لازم است. در روش دیگر استفاده میزان فسفر را در حد بحرانی نیاز واقعی حیوان تنظیم می کنند که به این ترتیب تفاوت بین نمونه های آزمایشی مشهود تر خواهد بود( Chan  1995 ) .

3-3-7 استفاده مستقیم از سنگ معدن:

شاید استفاده از سنگ فسفات جهت تأمین فسفر مورد نیاز خوراک دام و طیور ارزانترین گزینه باشد به شرطی که سنگ معدن انتخاب شده دارای ارزش جذب بالایی باشد. عوامل خیلی زیادی در کاربرد سنگهای معدنی فسفات جهت مصارف خوراکی موثر می باشند که یک سری مربوط به هزینه های استخراج و حمل و نقل آن و در بعضی موارد تغلیظ سنگ معدن مربوط می گردد و در مورد دیگر مربوط به میزان مواد عناصر موجود در سنگ می باشد که از آن جمله عناصری می توان به نسبت کلسیم به فسفر ، سنگ فسفر ، آلومینیوم، فلوئور، عناصر سنگین و غیره اشاره کرد. بطور کلی توصیه می گردد در تمامی موارد تا جایی که توجیه عملی و اقتصادی امکان پذیر باشد از سنگ فسفات استفاده گردد و تا حد قابل قبولی روی فرآوری سنگ فسفات جهت تهیه محصولی با کیفیت قابل قبول فعالیت نمود.

در این بخش بیشتر به یک گزارش عملی از کاربرد سنگهای فسفات ایران در تغذیه طیور پرداخته می شود و با توجه به نتایج حاصله از روشهای بیولوژیکی پس از مقایسه قابلیت جذب سنگهای معادن مختلف فسفات ایران به دلایل جذب یا عدم آن با توجه به عناصر و شکل ترکیبات این معادن پرداخته می شود.

در یک کار تحقیقاتی که از طرف دانشکده کشاورزی تهران بین ( سالهای 69-66) روی قابلیت کاربرد سنگهای فسفات معادن ایران در تغذیه طیور عمل آمده به منظور بررسی و تعیین ارزش غذایی سنگهای فسفات معادن در ایران و مصرف آنها در تغذیه طیور سه آزمایش جداگانه روی جوجه های گوشتی و مرغهای تخمگذار انجام گرفته است، در آزمایش اول برای تعیین قابلیت جذب فسفر سنگهای فسفاته چهار معدن شمشک ( جیرود)، دلیر( جاده چالوس) ، سلطانیه (زنجان) ، ریش (بهبهان) بصورت خام و حرارت داده شده آزمایشی بمدت دو هفته  بر روی 241 قطعه جوجه یکروزه انجام پذیرفت. در این آزمایش قابلیت جذب فسفر سنگهای فسفاته مذکور نسبت به دی کلسیم فسفات(قابلیت جذب فسفر موجود در دی کلسیم فسفات 100% فرض شده است) به روش خاکستر استخوان ساق تعیین گردید. نتایج حاصل از آزمایشات نشان داده است که قابلیت جذب فسفر سنگهای خام معدن های جیرود، ریش، دلیر، سلطانیه با استفاده از روش خاکستر استخوان ساق به ترتیب عبارتند از:

75/4 ،5 ،15 ،82 ، 20/42 و پس از حرارت دادن آنها قابلیت جذب فسفرشان به ترتیب 0 ، 0، 0، 37/13 گردید. قابلیت جذب فسفر سنگهای مذکور بصورت خام با استفاده از روشهای شاخص بیولوژیکی به ترتیب 05/3 ، 640/55 ، 79/64 بوده و پس از حرارت دادن آنها قابلیت جذب فسفرشان به ترتیب                    0 ، 0 ، 0 ، 53/ 0 بوده است در جدول شماره (3-3) و (3-4) تجزیه شیمیایی سنگهای فسفاتی برخی معادن مورد آزمایش قرار گرفته ایران بصورت خام و حرارت داده شده آورده شده است.

با توجه به نتایج آزمایش براط تهیه بهترین نوع سنگ فسفاته و مشخص نمودن بهترین روش اندازه گیری قابلیت جذب فسفر سنگهای فسفاته در تغذیه طیور گوشتی اهداف زیر دنبال گردیده است:

1-    مطالعه و تعیین قابلیت جذب سنگ معدن فسفات ایران بصورت خام و حرارت دیده جهت طیور به روشهای خاکستر ساق و ران و شاخص بیولوژیکی بر حسب خاکستر استخوان ساق و ران در مقایسه با دی کلسیم فسفات بعنوان منبع استاندارد.

2-    حداکثر امکان جایگزینی سنگهای فسفات خام و حرارت دیده بجای دی کلسیم فسفات در جیره طیور و مطالعه اثرات آن به روی رشد- تلفات، بازده غذایی، خوراک مصرفی و ...

3-    مطالعه اثر جایگزینی 100 % سنگهای فسفات خام و حرارت دیده به جای دی کلسیم فسفات در جیره طیور.

جدول شماره (3-3) تجزیه شیمیایی سنگهای فسفاتی معادن ایران (خام)

نمونه	فسفر%	آهن %	سرب%	کلسیم%	منیزیم%	فلوئور%
سلطانیه (زنجان)	2/4	36/1	006/0	23	1/8	95/0
ریش (بهبان)	4	8/1	006/0	7/26	64/0	8/0
جیرود (شمشک)	11	65/4	014/0	6/18	60/0	9/1
دلیر (جاده چالوس)		85/2	022/0	87/21	17/5	85/1

جدول شماره (3-4) تجزیه شیمیایی سنگهای فسفاتی معادن ایران (پس از فرآیند حرارتی)

نام نمونه	فسفر	آهن%	سرب%	کلسیم%	منیزیم%	فلوئور%
سلطانیه (زنجان)	5/5	8/1	003/0	(30-12)	75%	-
ریش (بهبان)	5/4	2	008/0	34	5	78/0
جیرود (شمشک)	6/16	6	0014/0	25	4	7/1
دلیر(جاده چالوس)	5/5	2/3	0018/0	27	9	6/0

بطور کلی قابلیت جذب فسفر کلیه سنگهای فسفات مورد آزمایش نسبت به دی کلسیم فسفات پایین تر می باشد و احتمالاً بعلت وجود عناصر مزاحم نظیر آلومینیوم و فلوئور و غیره همراه سنگهای مورد آزمایش می باشد که باعث کاهش خاکستر استخوان پا و ساق جوجه ها و کاهش وزن دیگر معیارهای دخیل در اندازه گیری قابلیت جذب فسفر می باشد.

در پایان گزارش اخیراً یادآوری جالبی شده است که حرارت دادن سنگهای فسفات معدن ایران با توجه به عناصر مزاحم موجود در آنها اگر چه باعث کاهش فلوئور آنها می گردد ولی احتمالاً به علت ایجاد ترکیباتی بین عناصر و فسفر آنها قابلیت جذب فسفرشان را کاهش می دهد. ضمناً قید این نکته ضروری است که علت افزایش قابلیت جذب فسفر سنگهای معادن سایر نقاط دنیا بر اثر حرارت وجود مقادیر ناچیز عناصر مزاحم یا پالایش این گونه سنگها جهت تغذیه عناصر مزاحم و افزایش مقدار فسفر و کاهش کلسیم آنها قبل از فرآیند حرارتی است.

در این راستا به نظر می رسد که متخصصین رشته های معدن بایستی با بررسی جامع از وضعیت عناصر موجود در معادن سنگهای فسفات کشور از یک طرف و بررسی حد مجاز قابل قبول عناصر و ترکیباتشان در فسفاتهای خوراکی از طرف دیگر نسبت به گزینش یک کانسار جهت فرآوری و عملیات تحقیقاتی اقدام کنند.

در مطالعات اولیه مشخص گردید که محصول فرعی کارخانه تغلیظ معدن آهن چادرملو واقع در استان یزد که به صورت کنسانتره آپاتیت حاصل می شود با مقدار اولیه اسمی این محصول سالیانه بالغ بر 140 هزار تن می باشد و ظرفیت یاد شده تا 240 هزار تن قابل افزایش می باشد.

جهت مقایسه عناصر و شرایط موجود در دی کلسیم فسفات و کنسانتره آپاتیت چادرملو جداول ( 3-5) و (3 – 6) حاوی اطلاعات و عناصر موجود در این دو ماده معدنی آورده شده است.

جدول شماره (3-5 ) مشخصات فنی دی کلسیم فسفات طبق استاندارد جهانی و ایران

شرح	استاندارد جهانی	استاندارد در ایران
رطوبت	2 حداکثر	3 حداکثر
فسفر کل	17	17 حداقل
قابلیت حل در اسید سیتریک  2 درصد	75 حداقل	75 حداقل
مواد نامحلول در اسید کلریدریک	1 حداکثر	1 حداکثر
P2o5	40	39 حداقل
فلوئور	14/0	17/0 حداکثر
کلسیم	23 حداقل	22 حداقل
آرسنیک	PPM   5	60 PPM حداکثر
فلزات سنگین مثل سرب	PPM  25	70 PPM حداکثر
جیوه	8 حداکثر	2/2 PPM حداکثر
سدیم	6/0 حداکثر	نیتریت 50 PPM حداکثر
سلنیوم	2/0 حداکثر	قطر ذرات 5/0-5/2 mm
آهن	1 حداکثر	-
کلر	01/0 حداکثر	-
سولفاتها	01/0 حداکثر	-

همچنانکه از نتایج جداول (3-5) و (3-6) بر می آید، کنسانتره آپاتیت چادرملو دارای مشخصات خیلی نزدیکی به دی کلسیم فسفات است. لذا با اجرای یکسری عملیات فرآوری و بهسازی می توان ترکیبی با مشخصات نزدیک به دی کلسیم فسفات از این ماده معدنی تهیه نمود. لذا بعنوان یک پیشنهاد توصیه می گردد که این ماده معدنی بعنوان خام و کار شده بصورت بیولوژیکی روی طیور آزمایش گردد.

در این مورد یکسری آزمایشهای اولیه روی قابلیت کاربرد کنسانتره آپاتیت بعمل آمده که عبارتند از:

الف) تعیین حلالیت P₂ o₅ ­  در اسید سیتریک 2 درصد

ب) تعیین مواد نامحلول در اسید کلریدریک.

جدول شماره 3-6 مشخصات آپاتیت چادرملو

(اندازه گیری توسط XRF )      نمونه شماره یک                 نمونه شماره 2

Na2o	06/0  درصد	054/0  درصد
Mgo	41/0 درصد	52/0  درصد
Al2o3	294/0 درصد	303/0    درصد
Sio2	53/2 درصد	861/2  درصد
P2o5	372/45 درصد	074/40 درصد
So3	185/0 درصد	196/0 درصد
K2o	066/0 درصد	061/0  درصد
cl	146/0 درصد	148/0 درصد
Cao	661/67  درصد	867/69  درصد
Sc2o3	0  درصد	0   درصد
Tio2	024/0 درصد	033/0 درصد
V2o	008/0  درصد	008/0  درصد
Cr2o3	0  درصد	0   درصد
Fe2o3	527/2    درصد	566/2   درصد
Co3o4	0   درصد	0  درصد
Nio	0   درصد	0  درصد
As2o3	016/0  درصد	026/0  درصد
Mo3	007/0  درصد	007/0   درصد
Hgo	0   درصد	0   درصد
I	0  درصد	0  درصد
Se2o2	0   درصد	0  درصد

-       اندازه ذرات کنسانتره ( Lum  size  ) : کوچکتر از 045/0 mm میلی متر

-       رطوبت (Moisture) : حداکثر 10 درصد

-       توده ویژه ( Bulkdensity ) : در حدود 2 بر متر مکعب

هر چند حلالیت در اسید سیتریک بعنوان معیار سنجش صددر صد قابلیت جذب نمی باشد ولی در مقیاس و امکانات آزمایشگاهی بیشترین همبستگی را با قابلیت جذب بیولوژیکی نشان می دهد. در این آزمایش حلالیت  P₂o₅   سنگ آپاتیت چادرملو اسید سیتریک 2 درصد تعیین می گردید.

روش آزمایش:

حدود یک گرم از کنسانتره فسفات را در یکصد میلی لیتر اسید سیتریک 2 درصد می ریزیم بمدت 30 دقیقه مخلوط حاصل را به شدت تکان می دهیم سپس مخلوط را از کاغذ صافی عبور می دهیم. محلول زیر کاغذ صافی را مورد آزمایش قرار داده و مقدار P₂o₅   آنرا می خوانیم. با استفاده از P₂o₅   حاصل می توان درصد حلالیت سنگ را بدست آورد. در آزمایش تعیین حلالیت سنگ آپاتیت چادرملو مشخص گردید که 8/2 درصد P₂o₅   از کنسانتره آپاتیت حل می گردد.

این آزمایش  همچنین با مشخصات فوق برای سنگ فسفات جیرود نیز به عمل آمد که در نتیجه میزان حلالیت P₂o₅   سنگ 75/8 درصد تعیین گردید.

از نظر تست آزمایشگاهی به نظر می رسد که سنگ جیرود دارای حلالیت بهتر P₂o₅   می باشد ولی جهت دستیابی به جواب دقیق بایستی میزان حلالیت حتما روی حیوان آزمای گردد تا بتوان قضاوت واقعی را به عمل آورد. در مورد حلالیت سنگ فسفات در اسید کلریدریک مشخص گردید که قریب به 80 درصد فسفر موجود در سنگ در این اسید حل می گردد. نتیجه آزمایش های اولیه تأییدی جهت ادامه و پیشبرد تحقیقات در این زمینه می باشد.

    3-3-8 استفاده از اسید فسفریک جهت تهیه ترکیبات فسفات

اسید فسفریک به دو روش مرطوب و حرارتی تولید می شود. در روش مرطوب سنگ فسفات را با اسید سولفوریک ترکیب می کنند که در نتیجه واکنش گچ و اسید فسفریک تولید می گردد. که این اسید دارای ناخالصیهای فرآوان ا ز قبیل AS و Fe, cu ,ca,F وغیره می باشد. این اسید برای تهیه سوپر فسفات و کودهای شیمیایی استفاده می شود. برای تهیه اسید فسفریک خوراکی بایستی این ناخالصیها را با عملیات بیشتر جدا کرد.

در روش حرارتی سنگ فسفات را با همراهی سیلیس ذوب می کنند. محصول نهایی بعد از یکسری فرآیندهای کوره ای اسید فسفریک خواهد بود. این اسید فسفریک بسیار خالص تر از اسید فسفریکی است که از روش مرطوب بدست آمده و برای تصفیه آن نیازی به عملیات بیشتر نیست. البته هزینه روش حرارتی بسیار بالا بوده و این روش در خیلی از موارد توجیه اقتصادی ندارد. فقط برای مصارف خاصی که احتیاج به اسید بسیار پاک دارد مورد استفاده قرار می گیرد و بطور کلی دارای حجم بسیار کوچکی از تولید اسید فسفریک کل  دنیا داراست.

3-3-8-1 نحوه تولید و فرآیند دی کلسیم فسفات

روش ساخت دی کلسیم فسفات بصورت خنثی سازی اسید فسفریک با آهک می باشد که به دو صورت خشک و تر انجام می گیرد.

الف: روش تر (مرطوب):

در این روش که غیر مستقیم نیز نامیده می شود و در ایران نیز متداول است اسید فسفریک را با آهک کمی آب خنثی می کنند. عمل خنثی سازی در حوضچه های مخصوص و یا با استفاده از همزنهای الکترو موتوری انجام می شود. این کار بصورت ابتدایی یعنی با استفاده از بیل و یا وسایل دیگر نیز می تواند انجام شود. ولی کیفیت فرآورده به خوبی استفاده از همزن الکترو موتوری نیست. مدت زمان انجام واکنش حدود نیم ساعت است. و محصول بدست آمده مخلوطی از مونو و دی کلسیم فسفات مایع است که باید رطوبت گیری شود و در نوع فرآورده تولید می کند، یکی دارای 5/18 درصد فسفر و 18-24 درصد کلسیم و دیگری 21 درصد فسفر و 15-24 درصد کلسیم است. برای رطوبت گیری از خشک کردن گردان استفاده می گردد که حرارت آن 470 تا 700 درجه سانتیگراد و درجه حرارت خروجی آن 88 تا 110 درجه سانتیگراد است.

محصول خارج شده 5/1 تا 5/2 درصد رطوبت دارد. از خشک کن های نازلی نیز استفاده می شود که در آنها مایع مذکور از طریق نازلی که در بالای یک مخزن به ارتفاع 4 متر نصب شده به پایین اسپری می شود که به صورت پودر خشک به کف مخزن سقوط می کند. مخزن توسط حرارت غیر مستقیم از خارج گرم می شود بطوری که از تماس مستقیم مایع با شعله که باعث کاهش کیفیت جذب آن می شود جلوگیری به عمل می آید.

ب: روش خشک کردن:

در این روش اسید فسفریک بدون آب به آهک افزوده می شود. در این روش مواد بخوبی مخلوط نمی گردد و واکنش بسیار کند تر از روش مرطوب است. محصول بدست آمده 10 درصد رطوبت دارد که خشک کردن آن آسانتر از روش قبلی است. در این روش ممکن است در اثر بی دقتی نسبت اسید به کربنات به درستی  رعایت نشود و فسفر فرآورده پایین بیاید. برای تهیه مطلوب آن استفاده از مخلوط کننده ها افقی برقی با پوشش داخلی ضد اسید پیشنهاد می شود.

وضعیت ساخت دی کلسیم فسفات در ایران:

بر اساس بررسی های انجام شده اسید فسفریک مورد نیاز اکثراً از شرکت پتروشیمی ایران تهیه می شود. اسید مذکور طبق توصیه این شرکت فقط برای ساخت کودهای فسفاته (دی آمونیوم فسفات) باید مصرف شود. برای مصارف خوراکی لازم است به روشی مناسب تصفیه شود تا بتوان در این صنایع از آن استفاده نمود.

ناخالصیهای اسید فسفریک شامل عناصری مانند سلنیم، فلوئور، آرسنیک، سرب، کلر، کادمیوم و غیره است که قبل از مصرف باید  حذف شوند و میزان استاندارد P₂o₅  آن باید 50 درصد آهک آن از کربناتهای با عیار بالاتر از 99 درصد باشد.

برای خالص کردن اسید معمولاً آن را بمدت 24 ساعت بدون حرکت در محلی نگهداری می کنند تا ناخالصیها رسوب کند. سپس با روش های مختلفی از جمله استفاده از سیلیکاتها، حرارت و یا رنگبرها و مواد مشابه آن را فلوئور زدایی می کنند.

بعد از این مرحله اسید را با کربنات کلسیم یا آهک که از معادن داخلی و یا خارجی تأمین می گردد ترکیب می کنند. بنابراین هر تولید کننده بسته به روش خالص سازی و فلوئور زدایی و نوع آهک مصرفی، محصولی تولید می کند که می تواند از نظر جذب بیولوژیکی با بقیه متفاوت باشد.

اهمیت تنظیم حرارت در تولید فرآورده:

مونوکلسیم فسفات در حرارت 135 تا 170 درجه آب تبلور خود را از دت می دهد و حرارت 270  درجه آب مولکولی آن خارج شده به متا فسفات غیر قابل جذب تبدیل می شود. دی کلسیم فسفات آب خود را در 85 درجه به آرامی و در 174 درجه به سهولت و در 213 درجه بطور کامل از دست داده و بالاخره در حرارت 420 تا 430 درجه آب مولکولی آن خارج گردیده و به پیروفسفات با جذب بسیار پایین تبدیل می گردد. بنابراین تنظیم حرارت خشک کردن در کیفیت مکمل مورد نظر بسیار حائز اهمیت است و می تواند یکی از علل تفاوت جذب فسفر از محصولات ساخت کارگاههای مختلف باشد، در بعضی از کارگاهها برای خشک کردن محصول ابتدا مایع تولید شده را توسط پمپ روی سینی های مشبکی که روی روزنه های آن پارچه برزنتی قرار داده شده و در بخش پایانی این سینی ها پمپ مکشی قرار داده می شود تا با ایجاد خلاء آب اضافی را کشیده و در نهایت آنها تبدیل به کیک نماید.

در سیستمهای کاملتر از دستگاه پرس نیز کمک گرفته می شود تا سرعت کار بیشتر شود. بعد از این مرحله، محصول باید دانه بندی شود. برای این کار اول آن را آسیا نموده و سپس از سرندهای مناسبی عبور می دهند. دانه های بزرگتر بصورت سیستم بسته دوباره به دستگاه بازگردانده می شوند.

فصل دوم

شناخت قابلیتهای کاربرد زئولیتهای طبیعی در کشاورزی

2-1 شناخت قابلیتهای کاربرد زئولیت های طبیعی در کشاورزی

2-1-1 مقدمه

خواص شیمیایی و فیزیکی بی نظیر زئولیتهای طبیعی آنها را در جهت استفاده در کشاورزی مورد توجه قرار داده است. اساس و پایه استفاده از زئولیتها در مبحث کشاورزی بطور کلی عبارتند از: آزاد سازی پیوسته و آرام کودها، سیستم زئوپونیک Zeoponics ، بهسازی و آماده سازی خاک.

این کاربرد ها تحقیقات گسترده ای را می طلبد تا مصرف زئولیت در صنعت کشاورزی نهادینه گردد. آزاد سازی پیوسته و آرام کودها را با استفاده از زئولیت می توان در خاکهای مصنوعی و طبیعی به کمک خواص تبادل یونی و حلالیت کم اعمال نمود. سیستم زئوپونیک بطور موفقیت آمیزی در کشورهای بلغارتان و کوبا توسعه داده شده است که بر اساس پرورش گیاهان در خاکهای مصنوعی است.

با استفاده از بافت خاص دانسیته متوسط، جذب – دفع آب، ظرفیت بالای تبادل کاتیونی و پایداری شیمیایی در PH‌های رایج این ماده معدنی جهت برآورد مایحتاج مغذی گیاه در یک دوره استفاده می شود. همچنین ثابت شده است که زئولیت باعث افزایش ظرفیت تبادل یونی خاکها گردیده ، عامل حفظ رطوبت ، باعث افزایش خاصیت هیدرولیکی خاک، افزایش ظرفیت تولید در خاکهای اسیدی و کاهش جذب مس، کادمیوم، سرب، روی، از فلزات موجود در خاک می گردد.

مقدار اثر بخشی و گستردگی خواصهای ذکر شده برای زئولیت متناسب با مقدار افزوده شده و روش آماده سازی آن می باشد. اگر هدف تولید زئولیتهای اقتصادی برای اهداف کشاورزی و باغبانی باشد بایستی تکنیکهای فرآوری و آماده سازی مخصو ص  روی زئولیتها انجام داد. بکار گیری زئولیتهای هم اندازه و قابل دسترسی جهت این اهداف مناسب تر است.

البته همیشه کاربردهای مذکور توجیه اقتصادی ندارند به هر جهت دستیابی به تکنولوژی پالایش و بهینه سازی زئولیتها با روشهایی که توجیه اقتصادی داشته باشند در صدر تحقیقات توسعه کشاورزی و باغبانی قرار دارد.

2-1-2 آزاد سازی آرام و پیوسته کود

آزاد سازی آرام و پیوسته کودها با استفاده  از زئولیت از اصطلاحاتی است که می توان در خاک های طبیعی و مصنوعی اعمال نمود. این عمل درنتیجه فعالیت تبادل یونی زئولیتها با حلالیت منیرالها و تبادل یونی مجموعه با زئولیت حاصل می گردد. تحقیقات در این زمینه نشان می دهد که اغلب مواد مغذی گیاه را می توان بدین طریق در اختیار آن قرار داد. حسن استفاده از این خاصیت به منظور صرفه جویی در مصرف کود شیمیایی و جلوگیری از آلودگیهای زیست محیطی می باشد بطوریکه بخشی از کودهای شیمیایی ازت دار و پتاسیم دار بعد از مصرف در محصولات کشاورزی بعلت قابلیت انحلال بوسیله آبهای سطحی شسته شده و به عمق بیش از ریشه گیاه نفوذ می نماید و یا به وسیله آبهای سطحی از محیط خارج می گردد. زئولیت با دارا بودن خاصیت جذب یونی شدید نسبت به NH⁺₄  و k⁺ ‌ بخش اعظم عناصر فوق را در کودهای نیتراته و پتاسیم دار بخود جذب نموده و در درون شبکه خود برای مدت طولانی نگهداری و در نتیجه در طویل مدت نیاز گیاه را تأمین می کند. این امر سبب صرفه جویی قابل توجهی در مصرف کود شیمیایی گردیده و بعلاوه از آلودگی آبهای تحت الارضی و سطحی ناشی از مصرف کود شیمیایی کاسته و به بهداشت محیط نیز کمک می کند.

در اوائل تحقیقات استافده از زئولیت در کشاورزی بر روی خواص تبادل یونی متمرکز گردیده بود. در حالیکه اخیراٌ استفاده از زئولیت در آزاد سازی آرام و پیوسته بر مبنای حلالیت مینرالها و خواص تبادل یونی مجموعه متمرکز می باشد. که این حالت بهتر از استفاده منفرد خواص تبادل یونی و حلالیت مینرالها می باشد. بهمین دلیل در این نوشتار ابتدا به خاصیت تبادل یونی زئولیت و استفاده از آن جهت آزاد سازی آرام و پیوسته طیور بطور اجمالی پرداخته می شود و سپس استفاده ترکیبی از حلالیت خاصیت تبادل یونی ارائه می گردد که بهمراه شرح مطالعه مورد آزمایش جهت برآورد حلالیت سنگهای فسفات ایرا ن با همجواری زئولیت آورده شده است.

2-1-2-1 تبادل یونی کود زئولیت:

تحقیقات استفاده از خواص تبادل یونی زئولیت جهت توسعه راندمان کودها در دهه 1960 در کشور ژاپن شروع گردیده و سپس از آن تحقیقاتی در آمریکا و چند کشور دیگر پیگیری شد. این آزمایشات تحت شرایط گوناگون خاک، محصولات کشاورزی، انواع زئولیت ، منابع متفاوت زئولیت و نرخ استفاده از زئولیت بعمل آمده که نتایج قابل توجه و متفاوتی حاصل شده است. بعضی از نتایج افزایش های قابل توجهی را نشان داده است. و در بعضی تغییر حاصل نگردیده و تعداد کمی از نتایج نشان از کاهش راندمان کودها را داشته است. جهت رسیدن به داده های علمی و دقیق نتایج استفاده از ظرفیت تبادل کاتیونی زئولیتها در کشاورزی تجربیات در سه مرحله آزمایشگاهی ، گلخانه ای و صحرائی گردآوری گردیده است. بدلیل جذب سریع مواد مفید موجود در کودها نظیر (NH₄⁺   ) یا (k⁺ ) و سایر مواد مغذی توسط زئولیت از شستشوی آنها در اثر آبیاری و نزولات جوی جلوگیری بعمل می آید. این مواد بتدریج همزمان با نیاز رستنی آزاد و جذب گیاه می گردد و در نتیجه بازدهی کود را افزایش می دهد.

2-1-2-2 کود دهی با استفاده از حلالیت و تبادل یونی:

تا سال 1980 و حتی در اوایل سالهای 1990 اکثر تحقیقات و اساس علمی استفاده از زئولیتهای طبیعی در مبحث کود دهی در کشاورزی ظرفیت تبادل کاتیونی زئولیتها بوده است. که در نتیجه وارد ساختن منیرالهای مورد نیاز گیاه در داخل شبکه زئولیت ها و استفاده از خاصیت آزاد سازی آرام آن بوده است.

اخیراً استفاده از واکنشهای حاصل از ترکیب حلالیت و تبادل یونی مورد توجه قرار گرفته است. این روش بهتر از حلالیت و تبادل یونی هر کدام به تنهایی می باشد. بطور مثال همچنان که می دانیم اغلب سنگهای معدنی فسفات در شرایط عادی قابل جذب گیاه نمی باشند و بعد از تبدیل آن به سوپر فسفات خواص جذب توسط گیاه را پیدا می نمایند. نتایج پاره ای از آزمایشها با مخلوطی از زئولیتهایی که اصلاحاتی از قبیل فعال سازی و باردار کردن بر روی آنها صورت پذیرفته نتایج خوبی داشته است. برای روشن شدن مطلب به روابط خلاصه شده و ساده ما بین فلوئور آپاتیت برای روشن شدن مطلب به روابط خلاصه شده و ساده ما بین فلوئور آپاتیت و زئولیت اصلاح شده به نوع   اشاره شود.

با توجه به منابع گسترده فسفات در ایران که به علت ترکیب میزالوژی و شیمیایی عملاً جهت تهیه کود سوپر فسفات مقرون به صرفه نمی باشد می توان با استفاده از زئولیت از این سنگها بطور مستقیم بعنوان کود در کشاورزی استفاده کرد. آزمایش ساده زیر جهت نشان دادن این مورد بعمل آمده است.

برای این آزمایش زئولیت حاوی بیش از 60 درصد کلینو پتیلولیت انتخاب گردید. برای تهیه آپاتیت خالصتر از بلورهای آپاتیت استفاده شد. نمونه ها در دستگاه پودر کن و یبراتوری بصورت سایز زیر 100 مشی درآورده شدند.

در این آزمایش پارامتر های درصد وزنی آپاتیت – زئولیت در نمونه مدت زمان حلالیت بعنوان متغیر مورد سنجش قرار گرفت. نتایج آزمایش بصورت جدول شماره 2-1 ارائه شده است.

جدول شماره (2-1) حاوی اطلاعات حاصل از حلالیت فسفر

( P₂o₅ ) آپاتیت در آب

درصد زئولیت	درصد آپاتیت	مدت زمان حلالیت	مقدار حلالیت
0	100	2	04/0 درصد
80	20	2	315/0درصد
70	30	2	236/0درصد
70	30	72 ساعت	3630/درصد

همچنانکه از جدول فوق بر می آید با افزایش درصد زئولیت نسبت به آپاتیت و مدت زمان حلالیت P₂o₅  نمونه افزایش می یابد. با توجه به اینکه در این آزمایش روی نمونه های زئولیت هیچگونه آماده سازی و فعال کردن صورت نپذیرفته است می توان با فعال سازی زئولیت و با در نظر گرفتن جذب عناصر موجود در محیط توسط گیاه و افزایش زمان تأثیر نتایج قابل ملاحظه ای را بدست آورد.

2-1-3 سیستم زئوپونیک Zeoponics

سیستم زئوپونیک استفاده از زئولیت را در باغبانی و کشاورزی وارد مرحله جدیدی کرده است. بطوری که توجه همگان را به خود جلب نموده است. واژه زئوپونیک برای اولین بار توسط Parham در سال 1984 برای کشت گیاهان در خاکهای مصنوعی که حاوی زئولیت، ورمیکولیت و زغال نارس بودند بکار برده شد. آقای Ming‌در سال 1989 سیستم زئوپونیکی را تعریف نمود که در آن زئولیت بکار برده شده حاوی عناصر مورد نیاز گیاه بود، که توسط گیاه از داخل زئولیت قابل جذب می باشد و همچنین این زئولیت عناصر مورد نیاز را در طول عمر گیاه به نسبت احتیاج گیاه آزاد کرده و جذب آن می شود. بطور کلی واژه زئوپونیک برای کشت گیاهان در خاکهای مصنوعی که حاوی زئولیت می باشند اطلاق می گردد. دانشمندان کشور بلغارستان از پیشتازان استفاده موفقیت آمیز این سیستم بوده اند. در آزمایشاتی که توسط این دانشمندان صورت پذیرفته است تأثیر سایز ابعاد زئولیت ( نوع کلینوپنیلولیت آن در سایزهای 8/0 تا 2 mm ، 2 تا 5 mm و 5 تا 8 mm ) ورمیکولیت و زغال نارس که به آن کودهای نیتراته و فسفاته افزوده شد مورد تحقیق واقع شده است که نتایج موفقیت آمیزی در کشت توت فرنگی و فلفل بدست آمده است. کشورهایی نظیر کوبا، آمریکا و ژاپن نیز در این مسیر تحقیقات گسترده ای بعمل آورده اند.

استفاده از سیستم زئوپونیک در سالهای اخیر توسط سازمانهای تحقیقات فضایی بویژه سازمان تحقیقات فضایی آمریکا (Nasa ) مطالعات گسترده ای را در استفاده از سیستم زئوپونیک جهت پرورش گیاهان در فضا و ساطر کرات شروع کرده اند. دانشمندان روسی- بلغارستانی با ساخت سیستم اتوماتیکی SVET  که بر روی ایستگاه فضایی MIR‌نصب گردیده است مطالعات پرورشی گیاه را در فضا مورد بررسی قرار داده اند.

آقای Ming‌از سازمان Nasa در سالهای 95 و 93 سیستم زئوپونیت را پیشرفته کرده و در آن از هیدروکسی آپاتیت نباتۀ مصنوعی که با مقداری زئولیت اصلاح شده نوع ((NH⁺₄-Cp  ,  K⁺ - cp )  که در آنها سایر عناصر مورد نیاز گیاه نیز جای داده شده بود استفاده کرد.

آزمایشات نشان داده است که NوP Cl, Mo,B,Mn, Cu,Zn, He,S و Mg, Ca, K  را می توان در ترکیب زئوپونیک مورد استفاده قرار داد.

2-1-4 بهسازی و آماده سازی خاکها:

زئولیتها بدلیل دارا بودن خواص بی نظیری همچون جذب و دفع رطوب، کنترلPH خاک، قدرت تبادل یونی، قدرت انتخاب یون، سختی فیزیکی و مقاومت بالا در برابر شرایط شیمیایی متفاوت در امر بهسازی و آماده سازی  خاکها در صنایع کشاورزی نقش ارزنده ای را ایفا می کنند.

در اغلب شهرهای بزرگ و مراکز صنعتی خاکهای سطحی و آبهای تحت الارضی به مواد سمی و عناصر فلزی سنگین و مضر نظیر سرب، کادمیوم، مس و غیره و همچنین مواد پرتوزا آغشته می گردد که در سیکل تولید از طریق گیاه وارد بدن حیوان و انسان می گردد.

علاوه بر آلودگیهای شهری و صنعتی استفاده مداوم از کودهای شیمیایی نیز در تشدید این آلودگیها بسیار مؤثر می باشد. بطوریکه اغلب کودهای شیمیایی خود دارای درصد ناچیزی از عناصر فلزی نظیر روی، سرب، غیره می باشند تداوم کود دهی همه ساله موجب ازدیاد درصد بالایی از این عناصر در خاک زراعی شده و در نتیجه جذب این عناصر توسط گیاه مشکلاتی را سبب می شود در بسیاری از شهرهای دنیا روزانه انباشته عظیمی از زباله جمع آوری و به کود مبدل می گردد. استفاده از این کودها موجب آغشتگی خاک های زراعی به پاره ای از عناصر فلزی و سمی گردیده و مسائل پیچیده ای را سبب می شود. اختلاط درصدی از زئولیت با این کودها تا حدی در حد آن معضل موثر و چاره ساز است.

زئولیت با خاصیت شدید جذب آب قادر است مقداری از آب موجود در خاک را تا حد اشباع خود جذب کند و آنرا برای مدت طولانی در درون شبکه بلوری خود نگهداری نماید. آب موجود در شبکه بتدریج آزاد و جذب گیاه می گردد.

زئولیتها در معرض تابش مستقیم آفتاب در طول روز مقداری از آب بخش سطحی خود را از دست می دهند. ولی در طول شب با پایین آمدن درجه حرارت محیط، مجدداً با جذب رطوبت هوا مقداری از آب از دست داده را جبران می نماید. این عمل موجب کاهش چشمگیر مصرف آب در کشاورزی می گردد و حتی ممکن است در مناطق خشک و کم آب با توجه به خواص فیزیکی زمین زراعی، مصرف آب را به نصف تقلیل دهند. در نتیجه استفاده از زئولیت برای کشورهایی نظیر کشور ما که با کمبود آب در کشاورزی مواجه است می تواند مقداری از مشکلات ناشی از کمبود آب را مرتفع سازد.

عامل مهم دیگری که می توان به آن اشاره کرد استفاده از زئولیتهای طبیعی جهت کنترل PH‌زمینهای زراعی می باشد. زئولیتهای طبیعی بدلیل تبادل کاتیونها و خواص غربال مولکولی خود با جذب و دفع بعضی عناصر و ترکیبات موثر در PH‌باعث کنترل آن می گردد. نتایج افزودن زئولیت به نسبت های وزنی یک درصد، 5 درصد و 10 درصد به خاک زراعی موفقیتهای قابل توجهی را در کنترل PH  در مدت زمان 2 ساعت برآورده کرده است. ثابت شده است که افزودن زئولیت باعث افزایش PH از 1/0 تا 2/1 واحد در زمین زراعی شده است.

زئولیت همچنین باعث بهبود حرکت عناصر مورد نیاز گیاه در داخل زمین می گردد که می تواند ناشی از تخلخل شبکه و یا خاصیت تبادل کاتیونی آن باشد از این خاصیت مهم می توان در خاکهای زراعی ضعیف که انتقال یونها در آن کم می باشد استفاده نموده و قدرت خاک را بالا برد.

2-2 شناخت قابلیتهای کاربرد زئولیت های طبیعی در پرورش آبزیان

2-2-1 مقدمه

سهم قابل توجهی از تولید، اشتغال و صادرات کشور مربوط به بخش آبزیان می باشد به لحاظ ارزشمند بودن این سرمایه ملی، دورنمای خوبی در این بخش به چشم می خورد. با توجه به سرمایه گذاری کمی گسترده در بخش آبزیان در سالهای اخیر، افزایش تولید این محصول ناشی از افزایش منابع تولید در کشور است. در حالی که در کشورهای توسعه یافته بهره وری مورد توجه است لذا برنامه های اصلی این بخش بایتی توجه به مسائلی داشته باشد که بتوان از ظرفیتها موجود بیشترین استفاده را نمود. این امر تحقیق نمی یابد مگر با انجام تحقیقات گسترده روی این بخش با در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی کشور و منابع طبیعی موجود در آن که بتوان بهترین هماهنگی ور راهکار را بدست آورد.

خواص فیزیکی و شیمیایی بی نظیر زئولیتهای طبیعی آنها را در جهت استفاده در پرورش آبزیان مورد توجه قرار داده است. مهمترین خاصیت زئولیت که استفاده آنرا در پرورش آبزیان توجیه می کند خاصیت ظرفیت تبادل کاتیونی می باشد که این خاصیت را می توان دستخوش تغییراتی داد که در عمل سودمند تر واقع گردد. وجود اسناد و مدارک بسیار در مورد تأثیرات سودمند مصرف زئولیتهای طبیعی در پرورش آبزیان و وجود زئولیتهای طبیعی عالی در کشورمان و همچنین سرمایه گذاریهای گسترده و قابل توجه در دو دهه اخیر در مورد توسعه پرورش آبزیان در کشور، لازم می باشد در این زمینه مطالعات علمی و کاربردی صورت بگیرد.

برای بیان اهمیت مصرف زئولیت یک مثال از کاربرد زئولیتهای طبیعی کشورمان برای پرورش ماهیها که در میزان کشنده آمونیاک mg 150 در طی 24 ساعت بعمل آمده است را در جدول (2-2) نشان می دهیم.

جدول (2-2) اثر زئولیت در مقابل میزان کشنده آمونیاک در طی 24 ساعت

نام گروه	مقدار زئولیت gr/lit	درصد تلفات ماهی
1	5	80
2	10	0

هر دو جنبه قضیه هم عمل «معدنکاری زئولیت » و هم اینکه ( پرورش آبزیان) از برنامه های سرمایه گذاری و اهداف اشتغال زائی کشور محسوب می گرددکه در شرق بدلیل وجود استعدادهای هر دو مورد سوژه مناسبی جهت رفع محرومیت زدایی در این مناطق بشمار می آید.

2-2-2 آمونیاک در پرورش آبزیان:

آمونیاک NH₃ ‌ گازی بیرنگ و محلول در آب است که می تواند به حالت یونیزه درآید که یون آن آمونیوم ( ⁺₄ NH) نامیده می شود. در طبیعت معمولاً با فعالیت آنزیمی موجودات زنده ( شکستن یا کاتابولیسم مولکولهای نیتروژن دار از جمله اسیدهای آمینه و نوکلئیک) حاصل می شود. آمونیاک در صنعت بعنوان یک محصول فرعی از تقطیر زغال سنگ و یا در اثر عبور بخار ‌آب از روی سیانید و یا در اثر ترکیب گاز ازت با هیدروژن در حرارت و فشار زیاد تولید می شود. از آمونیاک به عنوان یک ماده سرد کننده در سردخانه ها و کولرها استفاده می گردد. همچنین در پالایشگاهها، ساخت کود شیمیایی ، اسید نیتریک و ساخت مواد شیمیایی متعدد مصرف می شود. بین یون آمونیوم و آمونیاک تعادلی وجود دارد که تحت تأثیر دما و PH آب است:

^-4/74 K=10           

آلودگی آب به آمونیاک می تواند با منشأ آلی یا معدنی باشد. مورد آلودگی آب به آمونیاک به منشأ آلی عمدتاً در اثر وارد شدن فاضلابهای شهری و دامداری ها یا زهکشی زمینهای کشاورزی به آب می باشد. در پرورش ماهیها استفاده از کودهای آلی، آمونیاک دفعی ماهی و آمونیاک حاصل از فساد مواد غذایی اضافی را می توان بعنوان عوامل تولید آمونیاک نام برد. حضور آمونیوم در محیطهای آبی اثرات زیان آوری را همچون کاهش غلظت اکسیژن محلول در آب، کاهش رشد جلبکها و نهایتاً باعث پوشیده شدن سطح منابع آبی می گردد که در نتیجه تغییر طعم، مزه، رنگ آب، افزایش میزان مصرف کلر جهت ضدعفونی کردن آب و مسمومیت های شدید در اکثر انواع آبزیان حتی در غلظتهای کم را بهمراه دارد.

در مسمومیتهای مضمن با آمونیاک (مقدار پایین تر از حد کشنده)، معمولاً میزان رشد درصد بقای ماهیان کاهش یافته و ماهیها نسبت به عوامل عفونی حساس تر می شوند. این حالات معمولاً با ضایعات آبششی، کبدی، کلیوی همراه است. اولین علائم مسمومیت حاد با آمونیاک در ماهی شامل برقراری، افزایش سرعت تنفس و آمدن ماهی به سطح آب می باشد.

روشهای جداسازی آمونیوم عمدتاً به چهار روش نیتریفیکاسیون، ستون دفع گاز، کلر زنی تا نقطه شکت و تبادل یونی توسط رزینهای طبیعی(زئولیتها) و مصنوعی (آمبرلیت200) تقسیم می شوند. در صنعت پرورش آبزیان بطور عمده از دو روش نیتریفیکا سیون و تبادل یونی استفاده می گردد.

2-2-3 اندازه گیری ظرفیت تبادل کاتیونی زئولیتها با(  ):

همانطوریکه قبلا گفته شد زئولیتها بدلیل تنوع ساختمان بلوری دارای خواص فیزیکی و شیمیایی مجزایی می باشد . لذا جهت کاربردهای تبادل کاتیونی بایستی زئولیتها حتماً قبلا مورد آزمایش واقع گردند تا مقدار مفید بودن آنها مشخص گردد . بهمین منظور جهت کاربرد در محیط پرورش آبزیان لازم می باشد ظرفیت تبادل کاتیونی زئولیتها با  مشخص گردد برای این کار روشها و آزمایش های زیادی پیشنهاد گردیده است که در اینجا فقط به یک مورد که از لحاظ اجرا و آزمایش راحت تر می باشد اشاره می گردد.

 این روش که سهل الوصول بوده و دقت کمتری نسبت به سایر روشها داراست جهت بدست آوردن فلوفیت تبادل کاتیونی بصورت تقریبی توصیه می گردد. [j6] 2 گرم از نمونه پودر شده زئولیت انتخاب کنید. سپس 250 میلی لیتر Nacl‌یک نرمال روی نمونه بریزید. مخلوط حاصل را به مدت 5 ساعت تکان دهید. مخلوط حاصل را بگذارید رسوب کند سپس جدا کرده و روی رسوب مانده 250 میلی لیتر Nacl یک نرمال بریزید و مراحل فوق را انجام دهید.این عمل را سه مرحله تکرار کنید . سپس نمونه ها را از کاغذ صافی عبور دهید . مواد روی کاغذ صافی را با 80 میلی لیتر اتانول 80 درصد بشوئید تا نمکهای اضافی در آن حل گردد. نمونه ها را در دمای 105 – 100 درجه سانتی گراد خشک کنید. آنالیز مقدار تفاوت مجموع یونهای k ، Mg,Ca,Na  را روی نمونه ها با همدیگر مقایسه کنید.

این تفاوت نشان دهنده ظرفیت تبادل کاتیونی زئولیت مورد آزمایش می باشد.      

(Sumo_o  )مجموع کاتیونهای قبل از عملیات و Sum₁ ‌ مجموع کاتیونهای بعد از عملیات).

اندازه گیری مجموع کاتیونهیا Na,k,ca,mg  در نمونه ها قبل از اجرای عملیات ظرفیت تبادل کاتیونی کل می باشد که اختلاف این مقدار با مجموع کاتیونهای فوق پس از اجرای مراحل آزمایش، ظرفیت تبادل کاتیونی موثر زئولیت مدنظر با  را تحت آن شرایط به ما می دهد.

2-2-4 افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی زئولیتها

اخیراً گزارشاتی مبنی بر وجود روشهای علمی و کاربردی جهت بالا بردن ظرفیت تبادل کاتیونی زئولیتهای طبیعی ارائه گردیده است. این روشها بر اساس آماده سازی زئولیتهای خام با کاتیونهایی است که قدرت تبادل یونی آنها با کاتیونهای مورد نظر بیشتر می باشد. این روش می تواند محاسن زیر را برای مصرف زئولیتهای طبیعی بدنبال داشته باشد:

1)- استفاده دقیق تر و بیشتر زئولیتها جهت جدا کردن کاتیونهای مورد نظر و انتخابی تر از محیط اطراف.

2)- مقدار زئولیت کمتر از لحاظ وزنی و حجمی ، استفاده بیشتری را در محیط عمل ایفا می نماید.

3)- زئولیت مورد نظر را تا اندازه دلخواه اکتیو نموده تا به مقدار مشخص و مورد نیاز از محیط اطراف توانایی جذب کایتون داشته باشد.

4)- در صورت نیاز به مصرف زئولیتهای باردار شده می توان مقدار بار آنها را کنترل نمود.

یک روش بالا بردن ظرفیت تبادل کاتیونی زئولیت ها اکتیو کردن کلینو پتیلولیت ها با یون کلسیم می باشد ( Cp-Ca ) که این نوع زئولیتها در مصارف تصفیه آب با مقدار بالای آمونیوم بکار برده می شود. تمام کلسیم های موجود در زئولیت در محیط با یونهای  بدون ممانعت خاصی تبادل می گردند. لذا استفاده از زئولیتهایی که توسط یونها کلسیم فعال گردیده اند در مصارف آبزیان بهتر می باشد.

جهت این کار بایستی کلینو پتیلولیت ها را در محیط مایع حاوی کلریدسدیم 05/0 مولار در دمای 298 درجه کلوین بمدت 24 ساعت با محلول شستشو داد. جهت دسترسی به ماکزیمم تبادل کاتیونی تحت شرایط موجود نسبت جامد به مایع حدود 10 انتخاب می گردد.

رابطه مستقیمی بین از دست دادن کاتیون کلسیم و جذب کاتیون آمونیوم توسط زئولیت بر قرار می باشد لذا می توان ظرفیت تبادل کاتیونی زئولیت را پس از اکتیو سازی توسط روشهایی که قبلاً ارائه گردید اندازه گیری نمود. با تغییر مولاریته و نسبت جامد به مایع محلول کریدکلسیم به زئولیت می توان مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی زئولیت را به اندازه مورد نظر رسانید تا با اهداف و شرایط محیط مصرفی هماهنگی داشته باشد.

2-2-5 مزایای استفاده از زئولیتها طبیعی بعنوان فیلتر های شیمیایی در پرورش آبزیان

در میان روشهای جداسازی آمونیوم کاربرد روش تبادل یونی توسط رزینهای طبیعی(زئولیت) بدلیل موارد ذیل انتخابی مناسب محسوب می گردد:

1)    راندمان بلا در حذف آمونیوم

2)    عدم وابستگی راندمان حذف به شرایط محیطی مانند PH درجه حرارت و مواد سمی.

3)    سهولت در عملیات

4)    ارزان قیمت بودن زئولیتها

5)    امکان استفاده از زئولیتهای آمونیوم دار شده در مصارف کشاورزی و غیره.

بررسی خواص اکثرزئو لیتها نشا ن می دهد که انتخاب پذ یری کا تیونها به ترتیب کلی

زیر می باشد.

با دانستن این مطلب که پتالسیم در صد کمی از کاتیونهای موجود درآبهای پرورشی

آبزیان به خود اختصاص میدهد درنتیجه قسمت عمده ظرفیت تبادلی این کانیها صرف

جذب آمنیوم می گردد در حا لیکه رزینهای مصنوعی علیرغم داشتن ظرفیت کل تبادل یونی زیاد، انتخاب پذیری بسیار کمی برای آمونیوم در مقایسه با کاتیونهای دیگر دارند. تبادل کننده های مصنوعی علاوه بر برداشت آمونیاک باعث حذف مواد معدنی آب می گردند ولی زئولیتها (بویژه کلینوپتیلولیت) ترجیحاً  را از آب برداشت کرده و تأثیر اساسی بر مقدار کاتیونهای دیگر آب نمی گذارد.

ارجعیت دیگر مصرف زئولیت در مقایسه با سایر روشهای جداسازی آمونیوم تأثیر قابل توجه زئولیتها در کوتاه مدت و حجم کم آب در جلوگیری از تلفات ناشی از آمونیاک می باشد. که از این خاصیت مهم می توان در حمل و نقل ماهیان زنده استفاده نمود بطوریکه در حال حاضر توصیه می گردد.

2000 کیلوگرم ماهی ( متوسط طول 20-25^cm   ) در 45000 لیتر حمل شود.(40% کیلوگرم به ازای هر لیتر آب ). اگر آمونیاک آب حذف گردد می توان این رقم را تا سه برابر افزایش داد. همچنین از زئولیتهای طبیعی می توان در آکواریوم های خانگی برای حذف آمونیوم استفاده نمود.

2-2-6 نتیجه گیری و پیشنهادات

با وجود تأکید گسترده حتی در منابع خارجی دال بر وجود ذخایر عالی زئولیت در ایران لازم می باشد که در این مورد توجه بیشتر معطوف گردد تا قابلیتهای کاربرد زئولیتهای طبیعی در مصارف گوناگون مشخص گردد.

جهت کاربرد زئولیتهای طبیعی در پرورش آبزیان توصیه می گردد انواع زئولیتهای موجود در کشور شناسایی گردیده و برای هر کدام از آنها شناسنامه تحقیقاتی تهیه شود و با توجه به شرایط موجود در پرورش گونه های متفاوت آبزیان بهتر است نمونه های انتخاب گردند سپس با اعمال روشهای بالا بردن کیفیت ماده معدنی، نمونه های انتخاب شده را به بهترین وجه مورد استفاده قرار داده و تا حد امکان از استفاده خام این ماده معدنی پرهیز بعمل آورد تا با فرآوری این ماده معدنی بتوان سرمایه ملی بهترین و سودمندترین کاربردها را بعمل آورد.

2-3 شناخت قابلیتهای کاربرد زئولیتهای طبیعی در خوراک دام

زئولیتها کاربردهای گسترده ای در تقویت و کارایی غذایی حیوانات و همچنین محل زیست آنها یافته اند. شواهد معتبر نشان می دهند که افزودن 1 تا 6 درصد وزنی کلینوپنیلولیت به رژیم غذایی برخی حیوانات مانند خوک، گاو، گوسفند، و خرگوش نه تنها باعث افزایش وزن و تقویت کارایی غذایی و رشد آنها می شود، بلکه از بروز شدت وقوع برخی از بیماریهای مهم حیوانات مثل dieharra می کاهند.

از سال 1965 بر روی استفاده از زئولیتهای طبیعی به عنوان مکمل غذایی ماهیان، خوکها، گاوها، گوسفند ها و سایر حیوانات مطالعاتی انجام گرفته است.

بر اساس تجربه موفقی که در مورد استفاده از رس مونتموریونیتی (بنتونیت) در آهسته نمودن عبور مواد غذایی در سیستم هضمی جوجه ها شده و نتایج آن حاکی از کارایی این ماده معدنی بوده است. در سال 1968 در ژاپن به غذای خوکها، جوجه ها و نشخوارکنندگان کلینوپتیلولیت و موردنیت اضافه شد. نتیجه این آزمایش افزایش قابل توجهی در وزن به ازای هر واحد خوراک مصرف شده (کارایی غذایی) و همچنین افزایش سلامت کلی این حیوانات را موجب شده است. در آزمایشهایی که در ژاپن توسط wagi , kondo   بر روی خوکها انجام شده است، معلوم شد که خوکهایی که به جیره غذایی آنها پنج درصد وزنی کلنیوپتیلولیت اضافه شده 25 تا 29 درصد از حیواناتی که از جیره بدون کلینوپتیلولیت تغذیه می کردند بیشتر رشد داشته اند. کارایی غذایی در مورد خوکهای جوانی که کلینوپتیلولیت در تغذیه آنها بکار برده شد از گروه کنترلی (حیوانات با جیره و خوراک معمولی) بیشتر بوده است، اگر چه در مورد خوکهای مسن تر این افزایش تنها 6 درصد بوده است.

همچنین از مقایسه مدفوع این حیوانات معلوم شد که عمل هضم در خوکهایی که کلینوپتیلولیت در جیره غذایی آنها بود بهتر انجام شده است. بعلاوه میزان نیتروژن موجود در مدفوع آنها از گروه دوم کمتر بوده است که نشان دهنده آن است که زئولیت باعث تبدیل کارآتر نیتروژن به پروتئین حیوانی شده است. در آزمایشهای بعدی معلوم شده است که در یک دوره دوازده هفته ای در حیواناتی که از رژیم غذایی دارای زئولیت تغذیه می کرده اند میزان تبدیل نیتروژن به پروتئین 1 تا 6 درصد نسبت به گروه کنترلی افزایش داشته است. آزمایشهای بعدی نیز نشان داده است که رطوبت و بوی مدفوع حیوانات نیز در اثر تغذیه جیره غذایی دارای زئولیت کاهش یافته و هیچگونه آثار سمیت یا اثرات مضر دیگر نیز در این آزمایشها مشاهده نشده است.

در آزمایشهایی که در سال 1978 توسط Tori‌بر روی 400 رأس خوک در ژاپن انجام شده است معلوم گردید که نرخ مرگ و میزان وقوع بیماری در حیواناتی که 6 درصد کلینوپتیلولیت به رژیم غذایی شان اضافه شده بود به طور قابل ملاحظه ای پایینتر از سایر حیوانات (گروه کنترلی) بود. کاهش قابل ملاحظه ای نیز در تعداد موارد زیر زخم معده پندیمونیا (ذات الریه) و مشکل قلبی مشاهده شده است. یک گروه دیگر ژاپنی به سرپرتی Markita ‌ در سال 1978 با افزودن زئولیت به غذای خوکهایی که به بیماری Dirrhetic (اسهال) دچار بودند آنها در مدت 7 روز به طور کامل درمان کرده اند. افزایش کلینوپتیلولیت در رژیم غذایی حیوانات حتی در کارایی شیر آنها نیز موثر بوده و در رشد اولادی که از مادرانی که در زمان آبستنی از جیره غذایی دارای زئولیت تغذیه کرده اند به دنیا آمده اند، به نحو چشم گیری افزایش ملاحظه می شود.(63 تا 86 درصد رشد بیشتر) . بعلاوه همان اثرات مثبت در مورد نرخ مرگ و میر و کاهش بیماری نیز در مورد آنها گزارش شده است. در نشخوارکنندگان، آزاد شدن تدریجی  به میکروارگانیسمهای این حیوانات اجازه می دهد تا پروتئین سلولی را جهت جذب آسانتر توسط سیستم هضمی سنتز کنند. قابلیت زئولیت در ایفای نقش مخزن  امکان افزودن نیتروژن اضافی به خوراک حیوان را مهیا می کند، در حالی که همین حیوان را در مقابل تولید سطوح سمی آمونیاک نیز محافظت می کند.

Konalo ‌ و همکارانش در سال 1969 با انجام آزمایش در یک دور 14 تا 60 روزه مشاهده کردند که افزودن کلینوپتیلولیت به غذای گوساله های جوان باعث تحریک اشتهای آنها، افزایش نرخ رشد و کاهش نرخ وقوع بیماری اسهال می شود.

در این آزمایش 5 درصد زئولیت به علوفه معمولی حیوان اضافه شد و در نتیجه حیوانات گروه آزمایشی نسبت به گروه کنترلی 20 درصد رشد بیشتر داشته اند. گرچه محاسبات نشان داد که گروه آزمایشی علوفه بیشتری نیز مصرف کرده است.

فوکوشیما (1980 ) نشان داده است که افزودن 2 درصد زئولیت به جیره غذایی گاوها در محافظت از بیماری اسهال و افزایش تولید شیر آنها موثر می باشند. این تأثیر مستقیماٌ مربوط به افزایش آلبوین و کاهش میزان اوره – N‌ در خون گزارش شده است.

پانل و همکاران 1993 مشاهده کرده اند که افزایش کلینوپتیلولیت به جیره غذایی به نسبت وزنی یک به 10 می تواند حیوانات را در برابر سمیت سرب محیط محافظت نماید. میل شدید کلینوپتیلولیت به گرفتن Cd‌ و pb  موجب آن شده است که به عنوان یک ماده افزودنی مهم برای گاوهایی که در جیره غذایی و محیط آنها مقادیر زیادی از این عنصر یافت می شودمطرح می شوند.

یکی دیگر از کاربردهای زئولیت در خوراک حیوانات استفاده از آن جهت حفاظت حیوانات در مقابل میکوتوکسینها است. تحقیقات دامنه داری در مورد اثرات کلینوپتیلولیت در برابر میکوتوکسینها در دست اقدام می باشد.