Сторінка
2

Сільськогосподарська рекультивація земель

Методи сільськогосподарської рекультивації земель обумовлені фізико-географічними особливостями місцевості, технологією розробок корисних копалин, які відображають характер порушених земель, і головне складом та властивостями розкривних порід, заскладованих у відвали.

Під час розробки методів сільськогосподарської рекультивації потрібно заздалегідь передбачити введення сівозмін, які б поліпшували родючість ґрунтів за рахунок насичення їх культурами, що залишають після себе багато рослинних решток і разом з ними багато гумусу та поживних речовин. Принциповою теоретичною основою сільськогосподарської рекультивації є застосування агротехнічних і меліоративних прийомів на рівні, який забезпечує безперервне підвищення родючості рекультивованих земель.

У практиці рекультивації земель одним із найбільших об'єктів є відвали, які складені породами з різко вираженими фітотоксичними властивостями, зокрема сульфідовмісні породи. До речі, проблема рекультивації таких відвалів актуальна для багатьох країн світу.

Для вирішення цієї проблеми цікавими є багаторічні дослідження Л.В. Моториної та А.І. Савича, котрі встановили, що найбільш радикальним прийомом є зміна технології розкривних робіт з метою захоронения токсичних порід - укладення їх в основи відвалів або перекриття їх шаром потенційно родючих порід.

За тричленною класифікацією сумішей розкривних порід, що нині складуються у відвали, всі вони за вмістом фітотоксичних порід і розвитком рослин у цих умовах поділяються на слаботоксичні - сульфідовмісних порід менше 20 %, середньотоксичні - від 20 до 40 % і сильно токсичні - понад 40 %. Для кожної з цих груп порід розроблено відповідні методи біологічної рекультивації. Зокрема, за наявності на поверхні відвалів середньо- і сильнотоксичних сумішей порід територію вважають повністю непридатною для безпосереднього сільськогосподарського освоєння.

У результаті досліджень встановлено, що навіть покриття токсичних порід гумусовим шаром до 90 см не забезпечує нормальних умов для росту сільськогосподарських культур. Це пов'язано з тим, що більшість сільськогосподарських культур своєю кореневою системою сягає цих токсичних порід і відчуває негативний вплив. Одночасно під впливом вихідних токів, насичених сірчанокислими солями, розчинів із підстилкових сульфідовмісних порід, ґрунтовий шар сильно підкислюється і засолюється водорозчинними солями кальцію, магнію, у ньому з'являються солі алюмінію і заліза. Поряд з цим знижується вміст обмінних основ, особливо в нижніх шарах Грунту за рахунок заміщення їх іонами водню, заліза й алюмінію, що також призводить до підкислення грунту. Так, за даними І.Т. Іжевської (1972), обмінна кислотність у шарі ґрунту, який прилягає до токсичної породи, сягає 24,5 мг-екв/100 г ґрунту, а кількість рухомого алюмінію може перевищувати 100 мг на 100 г ґрунту. В таких умовах бобові культури (вика, конюшина) майже повністю випадають із посівів до кінця вегетаційного періоду, а в інших рослин кореневі системи сильно пригнічені. У процесі з'ясування залежності врожаю вико-вівсяної суміші від товщини нанесення гумусового шару ґрунту на відпрацьовані відвали доведено, що нерівномірність розвитку посівів також тісно пов'язана з глибиною залягання токсичних порід. Навіть у випадку нанесення на сульфідовмісні породи гумусового шару товщиною до 2 м урожай був значно меншим, ніж на контрольній ділянці з нанесенням на породи вилугованого чорнозему.

Значно зменшити токсичність сульфідовмісних порід можна за рахунок внесення вапна, розрахованого на 1/3 гідролітичної кислотності, з одночасним внесенням підвищених доз мінеральних добрив.

Дослідження складу рослин показали, що вапнування значною мірою сприяє нагромадженню фосфорної кислоти в рослинах. Так, якщо на контролі містилось 0,277 % Р2О5 при внесенні добрив N120P120K120 - 0,34 %, то у разі вапнування - 0,458 і 0,611 % відповідно. Це свідчить про те, що вапнування поліпшує фосфорне живлення рослин більше, ніж внесення добрив.

Дослідження з озимими зерновими і багаторічними бобовими травами показали, що вирощування їх на токсичних породах недоцільне, оскільки вони гинуть протягом зими. Ярі зернові через це погано зав'язують зерно. Найбільшу продуктивність у цих умовах забезпечують однорічні трави, що вирощуються на зелену масу.

Отже, створення повноцінних орних угідь шляхом нанесення ґрунтового шару безпосередньо на сульфідовмісні породи недоцільне. Натомість, на думку Л.В. Моториної (1980), освоєння відвалів із середньо- і сильнотоксичними сумішами порід найдоцільніше проводити шляхом хімічної меліорації або екранування їх карбонатними суглинками.

У випадку використання суглинкового шару ставлять дві цілі: запобігання негативного впливу підстилкових і фітотоксичних порід на насипний ґрунтовий шар і створення повноцінного рекультиваційного шару, який забезпечує рослини вологою й елементами мінерального живлення.

Під час такого екранування створюються також сприятливі передумови для оптимізації ґрунтоутворювального процесу, відновлення родючості насипного шару грунту упродовж біологічної рекультивації.

На підставі узагальнення результатів польових дослідів щодо освоєння сульфідовмісних порід методом екранування встановлено раціональну структуру рекультиваційного шару. Зокрема, доведено, що в умовах непромивного режиму, який характерний для степової зони України, навіть перекриття сульфідовмісних порід шаром карбонатного суглинку товщиною 15-20 см дозволяє запобігти їх негативному впливу на насипний гумусовий шар грунту. При цьому рекультиваційний шар вважається економічно вигідним за його товщини 60-80 см. У разі використання підвищених доз мінеральних добрив він забезпечує найвищу продуктивність агрофітоценозів.

У результаті випробування різних сільськогосподарських культур під час вирощування в перші роки на відпрацьованих відвалах з нанесенням на них родючого шару ґрунту або потенційно родючих порід, доведено, що починати освоєння порушених земель треба з вирощування на них однорічних культур суцільної сівби, які використовуються на зелену масу, підсіваючи під них багаторічні трави.

Це обумовлено тим, що для нанесення на відвали звичайно використовується ґрунтовий шар, який містився раніше в буртах і сильно засмічений насінням бур'янів. Щоб уникнути бурхливого росту бур'янів, необхідно висівати культури суцільної сівби і збирати їх якомога скоріше, до запилення бур'янів. Багаторічні трави будуть сприяти ліквідації бур'янової рослинності, збагаченню кореневмісного шару органічними речовинами, азотом, а також оструктуренню ґрунту. За умови тривалого зберігання в буртах природні властивості гумусового шару ґрунту можуть погіршуватись (знижується вміст гумусу і кількість водотривких структурних агрегатів), тому необхідно через кожні 5-7 років вводити у сівозміни багаторічні трави не менше 3-річного використання. Крім того, для цієї ж мети у перший рік освоєння рекомендується вносити органічні добрива у дозі не менше 40-60 т/га.