Регистрация / Вход
Прислать материал

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИДЕРАЛЬНЫХ КУЛЬТУР ПРИ ПРОВЕДЕНИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ТЕХНОГЕННО НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

Общие сведения
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Название доклада
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИДЕРАЛЬНЫХ КУЛЬТУР ПРИ ПРОВЕДЕНИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ТЕХНОГЕННО НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ
Исполнитель проекта
ФГБОУ ВО Кемеровский ГСХИ
Докладчик (участник)
Участник
Яковченко Марина Александровна
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью работы являлось разработать и апробировать фитомелиоративную технологию рекультивации с использованием нетрадиционных сидеральных культур на нарушенных территориях угледобывающего предприятия Кемеровской области. В задачи исследований входило: 1)дать теоретическое обоснование использования фитомелиоративной технологии рекультивации с использованием нетрадиционных сидеральных культур; 2) подобрать посадочный материал (рожь, овес, рапс, сурепица, гречиха, ячмень, пшеница, горчица и др.); 3) провести закладку опыта на 2-х участках, площадью 0,5 га: 1 – с нанесением ППСП; 2 – без нанесения ППСП; 4) определить воздействие сидератов на биологическую активность почвы.

Актуальность и новизна исследования
Проблема восстановления почвенного и растительного покрова в техногенных ландшафтах имеет глобальное значение. Поскольку техногенные ландшафты встречаются практически во всех странах мира, то проблема восстановления на них почвенного и растительного покровов имеет глобальное значение. Понятно, что свойства и функции преобразованного рекультивацией техногенного ландшафта определяются способом формирования этого ландшафта и способом рекультивации. По этой причине, важно изучить свойства формирующейся почвы с целью дальнейшего прогнозирования процессов педогенеза и оценки возможности управлять ими.
Особенно актуальна проблема рекультивации для Кемеровской области, где ежегодно в результате ведения горных работ, строительства дорог, производственных и иных объектов постоянно происходит разрушение естественного покрова. Проблема усложняется еще тем, что большинство нарушенных земель расположено на высокоплодородных, имеющих большое хозяйственное значение почвах.
Для ликвидации техногенных пустынь и негативных последствий их функционирования необходимо в возможно большей степени интенсифицировать развитие процессов формирования в техногенных ландшафтах почвенного и растительного покровов, то есть необходима рекультивация.
Подбор растительных нетрадиционных сидеральных культур для рекультивации нарушенных земель должен сочетаться с изучением зональной растительности и подбором наиболее устойчивых к неблагоприятным факторам культур.
Описание исследования

В ходе исследования Полевая всхожесть варианта посева на глине, относительно грунта, по всем культурам значительно выше. Варианты с применением гидрогеля показали большую густоту стояния растений на 1м2. Это объясняется количеством влаги в субстрате при посеве. Глинистые грунты более гигроскопичны, а применение гидрогеля в соответствии с его физико-химическими особенностями еще более значительно увеличивает влагоемкость субстрата. определена густота стояния растений сидератов в фазу всходов по вариантам опыта на площадках в 1 м2

Все растения сидераты имели низкую всхожесть на контрольных площадках, хотя внесение гидрогеля повысило данный показатель в среднем на 15%. Наибольшую густоту стояния растений по всем вариантам показали рожь и рапс. Значения, полученные в ходе исследования, в физико-химических условиях техногенно нарушенных земель являются оптимальными для данных видов растений.

Проведена оценка биометрических характеристик растений, таких как высота растения, длина корня. Замер частей растений проводился перед укосом. Результаты исследования представлены на рисунках 2.22 -2.27.

По всем изученным параметрам растения показали оптимальные значения на вариантах с применением гидрогеля. Наибольшую высоту растений в варианте с применением гидрогеля на глинистой почве, в процентном соотношении, показали гречиха (75,3 см) и эспарцет (57 см). В качестве контроля для определения прибавки высоты растений в процентном соотношении взяты варианты опыта без внесения гидрогеля. Практически все культуры показали наибольшее увеличение наземной части растения при применении гидрогеля с глинистым грунтом, высота растений увеличилась в 2,5 раза. Исключение составили растения ржи, высота растений на вариантах грунт+гидрогель и глина+гидрогель увеличилась соответственно лишь на 10,3% и 9,8%. Тогда как растения гречихи увеличились в 3 раза, дав прибавку в 146%, эспарцет в 127%, фацелия в 116%.

Корни растений сидератов имеют огромное значение в восстановлении физико-химических свойств техногенно нарушенных почв. Растения оказывают определенное воздействие на качество почвы, разрыхляют корнями слои грунта, уменьшают вымывание минеральных элементов, высвобождают плохо растворимые фосфаты обогащают почвы калием, изменяют pH от кислой к нейтральной.

Такие культуры как клевер, эспарцет, рожь в варианте с применением гидрогеля на глинистых субстратах не дали значимой прибавки длины корня. Наиболее благоприятен данный вариант оказался для растений фацелии, давшей прирост корня в 2,5 раза. Растения костреца же наоборот, увеличили прирост корневой системы при применении гидрогеля в рассыпчатом грунте на 43%.

Зеленая масса сидератов при активном росте подавляет всходы сорных растений. При запашке зеленой массы растений улучшается структура почвы, уменьшается объемная масса пахотного слоя и плотность сложения почвы. В результате запашки значительно увеличивается водопроницаемость и влагоемкость почвы, вследствие чего снижается поверхностный сток осадков и резко возрастает содержание влаги в почве. В итоге резко улучшается жизнедеятельность почвенных микроорганизмов. Так же стебли и листья обогащают почву полезными веществами, накопленными за период вегетации. 

Увеличение зеленой массы в смесях сидеральных культур составило 4-5% в варианте эспарцет+кострец и 8-10% в варианте гречиха+клевер, тогда как при монопосеве эспарцет, кострец, гречиха показали наибольшую прибавку зеленой массы относительно контроля и других вариантов (таблица 2). Наибольшую прибавку зеленой массы относительно вариантов без внесения гидрогеля растения сидераты всех видов дали на глинистом субстрате, особенно выделяются следующие варианы: эспарцет – на 250%, гречиха – 172%, кострец – 123%, фацелия – 77,5%.

 

Результаты исследования

По результатам исследования растения сидераты всех видов показали лучшие результаты роста при внесении в субстрат гидрогеля, а особенно при его внесении в глинистый грунт. Это объясняется количеством влаги в субстрате, глинистые грунты более гигроскопичны, а применение гидрогеля в соответствии с его физико-химическими особенностями еще более значительно увеличивает влагоемкость субстрата.

Полевая всхожесть варианта посева на глине, относительно грунта, по всем культурам значительно выше. Варианты с применением гидрогеля показали большую густоту стояния растений на 1м2.

Практически все культуры показали наибольшее увеличение наземной части растения при применении гидрогеля с глинистым грунтом, высота растений увеличилась в 2,5 раза. Исключение составили растения ржи, разница в высоте растений на вариантах грунт+гидрогель и глина+гидрогель составила меньше 1%.

Прибавку длины корня в варианте с применением гидрогеля на глинистых субстратах показали растения фацелии, давшей прирост корня в 2,5 раза. Растения костреца же наоборот, увеличили прирост корневой системы при применении гидрогеля в рассыпчатом грунте на 43%.По остальным вариантам растений увеличение длины корня не отмечено.

Увеличение зеленой массы в смесях сидеральных культур по вариантам опыта не значительно, тогда как при монопосеве эспарцет, кострец, гречиха показали наибольшую прибавку зеленой массы относительно контроля и других вариантов. Наибольшую прибавку зеленой массы относительно вариантов без внесения гидрогеля, растения сидераты всех видов дали на глинистом субстрате, особенно выделяются следующие варианы: эспарцет – на 250%, гречиха – 172%, кострец – 123%, фасцелия – 77,5%.

Таким образом, на основании проведенных исследований можно утверждать, что внесение гидрогеля в техногенно нарушенные почвы благоприятно отражается на росте и развитии растений сидеративных культур. Наилучший результат по накоплению зеленой массы показали эспарцет, гречиха, кострец, фацелия.

Практическая значимость исследования
Разработка эффективной технологии биологического этапа рекультивации нарушенных земель Кемеровской области будет способствовать решению одной из актуальнейших для Кемеровской области проблем восстановления нарушенных земель.
Площадь нарушенных угледобывающими предприятиями земель в Кемеровской области неуклонно приближается к более 100 тыс. га в год.
Разработанная технология позволяет достичь:
- улучшение физических и агрохимических свойств эмбриоземов
техногенных ландшафтов от 30% (по традиционной технологии);
-увеличить приживаемость древесных растений 80%;
-увеличить урожай зеленой массы трав.
Результаты проведенных исследований позволят рекомендовать разработанную технологию при рекультивации земель, нарушенных угледобывающими предприятиями, к производственным испытаниям на отвалах различного происхождения.