facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Global international scientific
analytical project
GISAP
GISAP logotip
Перевод страницы
 

ОСОБЕННОСТИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ В УСЛОВИЯХ ПОЛЕСЬЯ / FEATURES OF LAND RECULTIVATION IN THE WOODLANDS

ОСОБЕННОСТИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ В УСЛОВИЯХ ПОЛЕСЬЯ / FEATURES OF LAND RECULTIVATION IN THE WOODLANDS
Анатолий Мудрак, кандидат сельскохозяйственных наук

Институт сельского хозяйства Полесья, Украина

Участник конференции

УДК 63 1 .4: 502.76.811.412.452 (477.42)                                                               

При рекультивации земель, нарушенных горнодобывающей промышленностью, в случае потеригумусовых горизонтов предлагается замена их суглинками четвертичных отложений. Показаны наиболее рациональные направления горнотехническогои биологического этапов рекультивации земель, не имеющих высокого плодородия.

Ключевые слова: Нарушенные земли, рекультивация, четвертичные отложения, удобрения, плодородие, продуктивность растений.

Attached to earths revival, broken by mountain industry, in loss case of vegetable horizons, offers replacement by their clay loams fourth of deposits. Shown most rational directions of stages technology and biological revival of earths, not possessing by high fertilitytechnology.

Keywords: disturbed lands, recultivation, quaternary deposits, fertilizer, fertility, plant productivity.

Исследования относительно освоения рекультивированных разными способами земель подсельскохозяйственные угодья проводились в 1978-2000 годах в стационарных полевых опытах на супесчаных литоземах Стрижевского буроугольного разреза, и налегкосуглинистых литоземахи супесчаных техноземах, созданных после добычи ильменита Иршанским горно-обогатительным комбинатом.
Способы рекультивации нарушенных земель на Полесье в значительной степени зависят отгеологического строения четвертичной системы представленной ледниковыми, водно-ледниковыми, озерно-алювиальными и эоловыми отложениями, среди которых наиболее распространенными являются водно-ледниковые отложения легкого гранулометрического состава. Дерново-подзолистые почвы, которые образовались на таких отложениях, имеют маломощные, низкогумусные, обедненные на элементыминерального питания горизонты неподлежащие сохранению при разработке полезных ископаемых.
В отличие от Полесье в других почвенно-климатических условиях горизонты зональных почв имеют значительную мощность, высокое содержание гумуса и элементов минерального питания, а среди почвообразующих пород преобладают лессовидные суглинки, другие суглинистые и карбонатные потенциально плодородные породы, которые с успехом применяются для нанесения на нарушенные площади. Поэтому при разработке полезных ископаемых открытым способом только на Полесье образуются преимущественно песчаноморфные литоземы. Часть из них, с целью воссоздания утраченных сельскохозяйственных угодий, покрывалась незначительными толщами гумусового слоя и передавалась в сельскохозяйственное производство. Именно с такой целью в 1978-1982 гг. были проведены полевые и лабораторные исследования для сельскохозяйственного освоения супесчаных литоземов Стрижевского буроугольного разреза. Они показали, что благодаря применениюоптимальных и повышенных норм органических и минеральных удобрений, после мелиоративного периода на таких литоземах можно достичь продуктивности сельскохозяйственных культур почти такой же, как и на ненарушенных дерново-подзолистых почвах (до 28,3 ц/га зерна озимойржи, 14,7 - озимой пшеницы, 14,2 - овса, 256 и 248 - зеленой массы клевера лугового и кукурузы, 172 ц/га картофеля). Без применения удобрений их производительность была в 4 раза ниже.
При этом за 10 лет на супесчаных литоземах образовались гумусовые горизонты на глубину вспашки с удовлетворительными агрохимическими и физическими свойствами. Однако последействие удобрений, внесенных на таких почвах, почти не проявилась при выращиванииовса.
В 1982-1987 гг. аналогичные исследования были проведены и на техноземах, созданных нанесением 20 см супесчаного слоя почвы на связнопесчаные литоземы после добычи ильменита. Из-за низкой влагоемкости таких техноземов задержка с выпадением осадков в вегетационный период на 2-3 недели резко снижала продуктивность многолетних трав, льна и зерновых культур. В среднем за 6 лет при внесении N90Р90К90 урожайность озимой ржи и озимой пшеницы составила 21 ц/га, овса - 24, льносоломы - 26 (вносили N60Р90К90), сена клевера лугового - 35 (вносили N45P45K45), зеленой массы люпина - 248 (вносилиР45К45), картофеля - 169 ц/га при совместном внесении 50 т/га навоза и минеральных удобрений N90Р120К120.
Хотя сохранению и использованию гумусовых горизонтов при рекультивации нарушенных земель альтернативы быть не должно, иначе будет потеряно тысячелетиями накопленное в почве органическое вещество и элементы минерального питания, низкая влагоемкость созданных техноземов остается основной причиной их низкого плодородия. Вместестем, значительные трудности с сохранением гумусовых горизонтов возникают при разработке полезных ископаемых на заболоченных площадях и в лесных массивах, где маломощные низкогумусные горизонты дерново-подзолистых почв сохранить не удается.

Поэтомувозникла необходимостьизучить эффективность замены при рекультивации таких гумусовых слоев разными суглинистыми  породами в вегетационно-полевом опыте и суглинками мореных отложений в стационаре.
Проведение таких исследований в 1987-1993 гг. показало, что при внесении одинаковых норм минеральных удобрений урожайность сельскохозяйственных культур в 1,5-2 раза была выше на суглинистых литоземах, покрытых 0,5-метровым слоем моренного суглинка, чем на супесчаных техноземах, покрытых 0,25-метровым гумусовым слоем почвы. Соответственно получено озимой пшеницы 31 и 21 ц/га (при внесении N120P100K100), озимой ржи 32 и 21 - (при внесении N90P90К90), ячменя 32 и 21 - (при внесении N60P45K45), сена клевера лугового 115 и57 - (N45P90K90), сена злаковых трав 89 и 55 ц/га (при внесении N120Р90К90). За счет внесения удобрений многолетние травы и зерновые культуры повышают урожайность в 2-4 раза. На суглинистых литоземах злаковые многолетние травы положительно отзываются на повышение доз минеральных удобрений, до уровня N240P180K240, но не реагировали на внесение борных, медных и молибденовых удобрений. От их применения только клевер луговой повышал сбор сухой массы на 7 ц/га.
Изучение продуктивности различных видов бобовых и злаковых трав на суглинистых литоземах при внесении под бобовые травы минеральных удобрений N45P90K90, a под злаковые N120Р90К120 показало, что самый высокий урожай сена в таких условиях обеспечивает выращивание травосмесиклевера лугового с лядвенцем рогатым (110 ц/га), клевера гибридного (102 ц/га), клевера ползучего (98 ц/га). Менее продуктивными были люцерна синегибридная и донник белый (84, 55 ц/га). Для эспарцета песчаного условия выращивания на суглинистых литоземах оказалисьнеблагоприятными. Из злаковых многолетних трав наиболее продуктивными оказались овсяница тростниковая и луговая, канарник тростниковый и лисохвост луговой. Их урожайность сена соответственно составляла 82, 72, 76 1 74 ц/га.
Ha произвесткованных суглинистых литоземах, при внесении минеральных удобрений N45P90K90 в среднем за 6 лет производительность люцерны синегибридной составила 66 ц/га сухой массы, тогда как в благоприятные по увлажнению годы ее производительность только за счет последействия этихудобрений достигла 73,9 ц/га сухой массы.
Характерным для рекультивированных земель является размещение корневых систем растений до 80 % в пахотных слоях, куда вносятся органические и минеральные удобрения. Поэтому многолетние травы и зерновые культуры в таких условиях не способны эффективно потреблять влагу с глубины более 30 см, потому что поступление ее к корневым системам с глубины по капиллярам в литоземах легкого гранулометрического состава почти не проявляется. Поэтому только люцерна синегибридная, за счет глубокого проникновения корневой системы, в периоды засухи может стабильно обеспечивать продуктивность сухой массы более 60 ц/ га.
Непригодность суглинистых литоземов для выращивания пропашных культур
обусловливается их высокой твердостью, плотностью и комковатостью. Они подвергаются обработке лишь в незначительных пределах влажности (спелости), их трудно привести к мелкокомковатому состоянию ипоэтому сложно получить дружные всходы сельскохозяйственных культур. Из-за этого суглинистые литоземи целесообразно использовать для выращивания бобово-злаковых травосмесей, а зерновые
озимые и яровые культуры высевать как промежуточные перед перезалужением рекультивированных земель. Такой способ их использования требует меньших затрат и не связан с риском появления изреженных всходов сельскохозяйственных культур.
Исследованиями установлено, что лучшие условия для появления всходов сельскохозяйственных культур и их роста на ранних стадиях развития создаются при внесении высоких норм торфа или навоза (100 т/га) в поверхностные слои суглинистых литоземов под безотвальную обработку. На этих вариантах соответственно появляются гумусово-аккумулятивные горизонты мощностью 8-10 см с более высоким содержанием гумуса и элементов минерального питания. За 5 лет содержание гумуса в верхнем 10-сантиметровом слое повысилось от 0,32-0,41 до 0,99-1,02 %, доступного калия и подвижного фосфора от 2-4 до 10,5-11,7 мг Р2О5 и К2О на 100 г почвы. Дальнейшие исследования показали, что за 8-10 лет на 0,2-0,3 г/см3 снижается плотность пахотных суглинистых слоев литоземов, в 2-3 раза – их твердость, до 13-19 мг на 100 г в них повысилось содержание доступного растениям фосфора и калия, до 1,7-2 % - гумуса, к уровню техноземов приближается интенсивность выделения СО2 (2,24-2,20 кг/га) и нитрификационная способность литоземов.
Дифференциация горизонтов суглинистых литоземов, по интенсивности нитрификации, резко проявилась при безотвальной обработке рекультивированных земель, колеблясь вверхних 10-сантимстрових горизонтах в пределах 1,2-2,9 мг N – NО3 на 100г, резко снижаясь с глубиной, хотя по содержанию аммония горизонты литоземов 0-10 и 10-20 см почти не отличались. Нитрофиксационная способность почвы в 2 раза снижалась при выращивании сельскохозяйственных культур в севообороте по сравнению с использованием литоземов для выращивания многолетних трав.
В значительной мере росту нитрификационной способности литоземов способствовало и применение органических удобрений, хотя продуктивность сельскохозяйственных культур от их применения повышалась всего на 10-30%. Благодаря их применению в пахотных слоях суглинистыхлитоземов увеличивалось и количество агрономически ценных агрегатов (от 22-29 до 47-68 %), а при выращивании многолетних трав доля таких агрегатов увеличивалось до 60-65 %. При выращивании многолетних трав без применения органических удобрений за 10 лет мощность гумусо-аккумулятивных горизонтов на литоземах достигла 2-3 см.
Характерно, что на таких литоземах во второй период травопользования (1994-1997 гг.) из-за неблагоприятных погодных условий, снизилась продуктивность многолетних трав и сельскохозяйственных культур почти до уровня их производительности на супесчаных техноземах(соответственно 37,7 и 36.6 ц/га сухой массы бобово-злаковой травосмеси, 64,8 и 61,6 -клевера лугового, 26,5 и 18,5 - зерна озимой пшеницы, 17,0 и 19,5 ц/га - ячменя). В этот период не наблюдалось значительной разницы в продуктивности бобово-злаковой травосмеси на суглинистых литоземах, покрытых 0,5 - и 0,25-метровыми слоями мореного суглинка.
Наблюдение за состоянием лесонасаждений на рекультивированных землях и проявлением процесса почвообразования в таких условиях показали, что на супесчаных и суглинистых литоземах Стрижевского буроугольного разреза различные лесные культуры достаточно обеспечены калием(7-32 мг К2О на 100 г), недостаточно - фосфором (1-2 мг Р2О на 100 г). Благодаря достаточной влагоемкости таких литоземов лесные культуры не испытывают дефицита влаги даже на высоких элементах рельефа. В широколиственных лесонасаждениях в течение 20 лет на литоземах спримесями бурого угля образовались гумусово-аккумулятивные горизонты мощностью 4-8 см, а при большем загрязнении пылью бурого угля их мощность увеличивалась до 12-15 см. В лесонасаждениях сосны мощность гумусово-элювиальных горизонтов не превышала 4-6 см, однако на глубинах 11-14 см произошло уплотнение литоземов, характерное для иллювиальных горизонтов. Такие гумусово-аккумулятивные горизонты содержали от 1,1 до 3,8 % гумуса, 1-2 мг на100г Р2О5, 7-32 мг К2О, 4-7 мг на 100 г легкогидролизованого азота, сумма поглощенных основанийменялась в пределах 5-32 мг-экв. на 100 г, рНKCL - 4-5,4. Характерно, что на таких литоземах даже при значительной их кислотности (рНKCL, меньше 4) лесные культуры не имели угнетенного состояния.
Обследование почвенных разрезов, заложенных на связно-песчаных литоземах, которые образовались после добычи ильменита Иршанским горно-обогатительным комбинатом, показало, что под лесными культурами 15-20-летнего возраста на таких литоземах никаких признаков развития почвенногопрофиля не наблюдается. На отдельных участках таких литоземов гибнут лесопосадки березы, практически нет прироста ели, подавлена и суховершит сосна. Подавленное развитие лесных культур в значительной степени связано с низким содержанием элементов минерального питания в литоземах (до 3-4 мг Р2О5 и К2О на 100 г), низким значением суммы поглощенных оснований (1,33-1,83 мг-экв на 100 г). С увеличением возраста и потребности лесных культур в элементах минерального питания их незначительные запасы в литоземах быстро исчерпываются, потому что в период интенсивного роста половина поглощенных ими элементов минерального питания
ежегодно накапливается в древесине. Поэтому, еще не достигнув зрелости, некоторые лесные культуры в таких условиях прекращают рост и начинают погибать. Причиной этого может быть содержание в литоземах больших примесей сульфидов железа, способных у условиях аэрации окисляются до сернойкислоты, что повышает подвижность алюминия в корнесодержащих слоях до токсичных для растительности границ (более 6 мг на 100 г).
Неудовлетворительное состояние их роста и развития может быть обусловлено и слабой влагообеспеченностью лесных культур на песчано-морфных литоземах. Так в 1999 году, после двух месяцев засухи, в лесонасаждениях верхний 20-сантиметровый слой литоземов удерживаллишь 3,7-6,5 мм влаги, полуметровый - 14,7-21,6 мм, а метровый - 57,4-78,9 мм. В таких условиях лесные культуры не могут использовать подпочвенные запасы влаги из-за отсутствия их притока по капиллярам из глубины к коренесодержащим слоям. Это явление усугубляется еще и мелким размещением корневых систем лесных культур в литоземах.

 В сложных экономических условиях возникает вопрос снижения распаханности земель, поэтому облесение рекультивированных земель станет основным направлением их использования одновременно с созданием водохранилищ на нарушенных площадях. Однако в образовавшихся водоемах, в результате окисления сульфидов железа вода может содержать до 1000мг/л серной кислоты с РН 2,5, что чрезвычайно опасно для использования их в качестве зон отдыха. Поэтому важно не допустить появление песчаноморфныхлитоземов там, где среди вскрышных пород встречаются супесчаные и легкосуглинистые моренные и другие суглинистые нетоксичные отложения. Вынос их на поверхность при разработке полезныхископаемых будет способствовать улучшению водно-воздушного режима литоземов, лучшему обеспечению лесных культур элементами минерального питания, интенсивному проявлению процессов почвообразования. Рациональнее не допустить появления техногенных пустынь припроектировании и выполнении работ на горнотехническом этапе рекультивации, чем потом устранять их опасность для природы.
Уже возникает необходимость применения минеральных удобрений под лесные культуры, которые не имеют прироста древесины на литоземах. Решение этой проблемы требует и надлежащего научного обеспечения. Необходимо в ближайшее время установить нижние пределы содержанияэлементов минерального питания в литоземах, при которых высаженные в них лесные культуры не смогут достичь высокой продуктивности и своей спелости, разработать меры предотвращения этойопасности.
Следует экономическими мерами заинтересовать горнодобывающие предприятия в повышении качества выполнения работ по рекультивации нарушенных земель, повышении их плодородия даже для лесных культур, так как от этого будет зависеть прирост и качество древесины, уменьшение вредного влияния горных разработок на природу.
Еще более сложной является проблема рекультивации шламов, остающихся после изъятия ильменита из каолинов. За счет примесей марказита, - минерала содержащего сульфид железа, они могут закисляться до рН меньше 3 и содержать более 20 мг на 100 г подвижного алюминия, чрезвычайно токсичного для растений. Поэтому возникает необходимость перекрытия их потенциально-плодородными карбонатными суглинками или другими породами с укладкой карбонатных экрановмежду ними. Только после этого появится возможность их залесить деревьями или залужить многолетними травами.

Еще более сложной является рекультивация карьеров после добычи гранита, борта которых спланировать невозможно. Они представляют собой скалистые обрывы глубиной до 200м, часто заполненные водой. В последнее время их стараются засыпать отходами переработки гранита, добытого из соседних карьеров. Но таких отходов накапливается не больше 20% от добытого камня.  Поэтому рядом с засыпанным отсевом карьером в конечном итогевозникает в 5 разбольший карьер. И только в случае преждевременного прекращения разработки гранита, когда образуются неглубокие карьеры, глубиной всего 20-30 м, возникают озера, пригодные для создания зон отдыха. Однако местность вокруг них необходимо облагородить и засадить ценными, пригодными для произрастания породами деревьев. Единственное, что можно сделать с глубокими карьерами – это, прежде всего, определить качество воды, которая попадает в такие карьеры в период их разработки, чтобы после их выработки образовавшиеся водоемы использовать в качестве запасов технической, а возможно и питьевой воды. Для этого их необходимо обнести их надежной оградой препятствующей доступу сюда людей и животных.

Сложнее на территории с глубокими карьерами создать зоны отдыха для населения города. В этом случае еще в период разработки стоит ограничить их разработку до небольших глубин -30-50 м. Затем предварительно определить возможные уровни заполнения их водой, борта карьеров, до этого уровня сделать пологими, покрыть суглинком и плодородным слоем почвы. Еще в период разработки гранита такие борта карьеров необходимо залужить многолетними травами и засадить декоративными и ценными породами деревьев. Таким образом после завершения разработки гранита и заполнения карьеров  водой уже будут сформированы лесопарковые зоны на берегах таких озер.
Выводы

  • 1. B условиях Полесья при рекультивации земель возможна замена низкоплодородных гумусовых слоев грунта нетоксичными суглинистыми породами для нанесения на нарушенные площади.
  • 2. Применение оптимальных норм минеральных удобрений на суглинистых литоземах обеспечивает продуктивность зерновых культур, бобово-злаковых трав не ниже, чем на техноземах, покрытых гумусовым слоем почвы за счет больших запасов влаги в суглинках.
  • 3. Внесение минеральных и органических удобрений под сельскохозяйственные культуры ускоряет процессы почвообразования на литоземах.
  • 4. На литоземах легкого гранулометрического состава с низким содержанием питательных элементов и высоким - сульфидов железа снижается интенсивность роста лесных культур, наблюдается ихвыпадение, не проявляются процессы почвообразования.
Комментарии: 1

Василенко Елена Ивановна

Огромное спасибо Анатолию Мудраку за ценную информацию в статье по рекультивации обедненных и нарушенных горнодобывающими предприятиями земель. Необходимо чтобы эта информация была бы задействована на государственном уровне, в прессе и в срочном порядке. Кроме того, нужно оповещать общественность всеми доступными методами в каком состоянии находится земля после горнодобывающих предприятий. На мой взгляд, было бы здорово, если бы о количественном загрязнении токсичными металлами трубила наша пресса каждый день, и не просто трубила, но и пробуждала сознание народа. Если не пробудить, плохо будет нашим потомкам. Необходимо менять потребительское восприятие нашими людьми земли: должны быть какие-то обязательные, на государственном уровне узаконенные, бесплатные просветительские центры в каждом населенном пункте, чтобы пробудить у наших современников хозяйственное отношение к земле и желание защищать, исцелять, обогащать природу.
Комментарии: 1

Василенко Елена Ивановна

Огромное спасибо Анатолию Мудраку за ценную информацию в статье по рекультивации обедненных и нарушенных горнодобывающими предприятиями земель. Необходимо чтобы эта информация была бы задействована на государственном уровне, в прессе и в срочном порядке. Кроме того, нужно оповещать общественность всеми доступными методами в каком состоянии находится земля после горнодобывающих предприятий. На мой взгляд, было бы здорово, если бы о количественном загрязнении токсичными металлами трубила наша пресса каждый день, и не просто трубила, но и пробуждала сознание народа. Если не пробудить, плохо будет нашим потомкам. Необходимо менять потребительское восприятие нашими людьми земли: должны быть какие-то обязательные, на государственном уровне узаконенные, бесплатные просветительские центры в каждом населенном пункте, чтобы пробудить у наших современников хозяйственное отношение к земле и желание защищать, исцелять, обогащать природу.
Партнеры
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.