Опыт использования полимеров при рекультивировании бросовых и нарушенных земель

Панков Яков Владимирович; Кондратьев Виктор Николаевич; Голядкина Инна Вячеславовна

CC BY

245

61

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Журнал

Лесотехнический журнал

2012

ВАК

AGRIS

RSCI

Область наук

Прочие сельскохозяйственные науки

Ключевые слова

АГРОЛЕСОМЕЛИОРАЦИЯ / БИОПОЛИМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ / ГОМОГЕННОСТЬ ПОЧВЫ / РЕКУЛЬТИВАЦИЯ БРОСОВЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ / AGROFORESTRY / BIOPOLYMER MATERIAL / HOMOGENEITY OF THE SOIL / RECULTIVATION OF WASTELAND AND INDUSTRIAL LANDS

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Панков Яков Владимирович, Кондратьев Виктор Николаевич, Голядкина Инна Вячеславовна

Широкомасштабное развитие добычи полезных ископаемых, ряда других областей народного хозяйства приводит к изъятию из сельскохозяйственного пользования и значительному уменьшению площадей плодородных земель. В связи с этим возникает проблема рекультивации бросовых и техногенных земель. На этапе биологической рекультивации предусматривается восстановление плодородия технически рекультивированных земель на основе комплекса агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на возобновление биоты. Одной из важных задач биологической рекультивации является восстановление структуры, физических, агрохимических, физико-химических и других свойств нанесенной почвы, ее гомогенности. Для реализации данной задачи в практике биологической рекультивации применяются различные методы агролесомелиорации и орошения, мульчирование, внесение удобрений. Одним из наиболее перспективных методов оптимизации физических свойств техногенных почв, на сегодняшний день, является – применение биополимерных материалов. В данной работе рассматривается применение полиакриламида (ПАА) и латекса марки СКС-56 и СКС-50ПГ для закрепления различных субстратов. Основная цель работы – изучить влияние рабочей смеси на улучшение качества травяного покрова из овсяницы луговой и эспарцета песчаного и повышение устойчивости субстратов (чернозема, суглинка, песка и меломергеля) к смыву. В статье приведены экспериментальные данные по выносу исследуемых субстратов для различных обработок почвы, а также по количеству и биомассе проростков овсяницы луговой и эспарцета песчаного на пробных площадках. Проанализирована общая стоимость применяемого метода по сравнению с другими методами закрепления субстратов. В заключительной части работы даны выводы и рекомендации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Experience in the use of polymers in wasteland and degraded lands recultivation

Large-scale development of mining operations, number of other areas of the economy leads to the removal of agricultural use and a significant decrease in the area of fertile land. In connection with this, problem of recultivation of wasteland and industrial lands arises. At the stage of biological recultivation it is provided to recover fertility of technically reclaimed land on the basis of farming and phytomeliorative complex of measures aimed at the resumption of the biota. One important objective of biological recultivation is the restoration of the structure, physical, agrochemical, physical-chemical and other properties of the deposited soil, its homogeneity. To implement this task in the practice of biological recultivation various methods of agroforestry, irrigation, mulching, fertilizing are impemented. One of the most promising methods to optimize the physical properties of technogenic soil, to date, is the use of biopolymer materials. This paper describes the use of polyacrylamide (PAA) and latex brand SCS-56 and SCS-50PG to secure various substrates. Research purpose – to study the influence of the working mixture to improve the quality of the herbaceous cover from meadow fescue and Hungarian sainfoin and improving the sustainability of substrates (black soil, loam, sand, and chalk-marl) to flush. The paper presents experimental data on the removal of the studied substrates for various treatments of the soil, as well as the number and biomass of seedlings of meadow fescue and Hungarian sainfoin on the test sites. We analyzed the total cost of the method in comparison with other methods of securing substrates. In the final part of work conclusions and recommendations are given.

Текст научной работы на тему «Опыт использования полимеров при рекультивировании бросовых и нарушенных земель»

УДК 603*233:631.618

ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ ПРИ РЕКУЛЬТИВИРОВАНИИ БРОСОВЫХ И НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры лесных культур, селекции и лесомелиорации Я. В. Панков1 доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник института мелиорации

НАН Беларуси В. Н. Кондратьев ассистент кафедры ландшафтной архитектуры и почвоведения И. В. Г олядкина1 1 - ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

2 - РУП «Институт мелиорации» Республика Беларусь lesomel@yandex.ru

Известно, что в России и странах СНГ значительные территории приходятся на бросовые и техногенные земли, которые не используются продуктивно в сельском и лесном хозяйствах и требуют их рекультивации.

Самым простым, доступным и эффективным способом восстановления являются их залужение и облесение с помощью агролесомелиоративных способов [1, 5, 6, 7].

Однако в практике встречаются такие условия (чистый песок, скальные породы, мел, крутые откосы и т. д.), где обычными способами их залужить и облесить не представляется возможным. В этом случае применяется предварительное закрепление площадей с использованием механических и химических средств. В качестве последних применялись гель полиакриламид (ПАА) и латекс марки СКС-56 и СКС-50 ПГ различной концентрации.

Изучалось влияние рабочей смеси на

улучшение качества образования травяного покрова (овсяницы луговой и эспарцета песчаного) и повышение устойчивости субстратов (чернозёма, суглинка, песка и мело-мергеля) к смыву.

Водный раствор поликриламида осуществляется путем перемешивания в воде 50-80 °С в течение 1-2 часов с приготовлением концентраций 0,01; 0,05; 0,5 и 1,0 %, а латекса в соотношении 1:1 (40 г сухого вещества на 1 л воды). С помощью почвенных монолитов определяли количество рабочей смеси, необходимое для про-мачивания монолитов на глубину 8-10 см. Путем искусственного дождевания устанавливали количество смытой воды; после прорастания семян трав проводили учет проростков и их биомассу (табл. 1 и 2).

Положительные результаты получены от гидропосева многолетних трав с применением гидросеялки МК-14-1 на базе трактора Т-74 (рис. 1 и 2).

Таблица 1

Вынос субстратов (г сухой почвы) при дождевании с интенсивностью 4,17 мм__________

Связующее вещество с концентрацией Чернозём Суглинок Песок Мел мергелевый

овся- ница эспар- цет овся- ница эспар- цет овся- ница эспар- цет овся- ница эспар- цет

Контроль 3,85 3,21 14,81 12,3 24,89 20,74 2,48 2,04

ПАА (0,01 %) 2,66 2,22 3,24 2,70 24,22 20,18 1,48 2,52

ПАА (0,05 %) 144 1,20 2,63 2,19 4,66 3,88 1,01 0,84

ПАА (0,50 %) 0,08 0,06 0,097 0,081 0,004 0,083 0,02 0,08

ПАА (1,0 %) 0,07 0,04 0,02 0,02 0,003 0,005 0,015 0,032

Латекс (1:1) 0,50 0,41 0,19 0,16 0,42 0,35 0,35 0,29

Таблица 2

Количество проростков (шт.) и их биомасса (г/1000 шт.)___________________

Связующее вещество с концентрацией Чернозём Суглинок Песок Мел мергелевый

овся- ница эспар- цет овся- ница эспар- цет овся- ница эспар- цет овся- ница эспар- цет

Количество проростков

Контроль - 1 2 2 2 - - 3

ПАА (0,01 %) 36 8 9 1 3 11 - 17

ПАА (0,05 %) 18 9 21 9 13 8 24 9

ПАА (0,50 %) 28 14 24 8 9 17 10 11

ПАА (1,0 %) 6 3 24 10 10 14 11 6

Латекс (1:1) 12 9 7 12 3 7 11 6

Биомасса проростков

Контроль - 5,3 0,23 4,2 0,8 - - 7,5

ПАА (0,01 %) 1,11 9,13 0,33 5,0 1,08 4,55 0,59 -

ПАА (0,05 %) 1,05 7,4 1,37 9,25 1,54 7,5 0,91 9,88

ПАА (0,50 %) 0,74 10,07 0,38 14,0 0,89 9,06 0,90 11,18

ПАА (1,0 %) 0,50 8,33 0,78 0,75 0,90 7,78 0,87 10,0

Латекс (1:1) 0,34 5,67 0,61 7,0 1,0 4,0 0,45 5,0

В состав гидросмеси включают следующее соотношение компонентов (масса в процентах): раствор ПАА - 0,5-1,0; семена трав - 0,6-3,0; минеральные удобрения

- 1,0-3,0; вода - 93,0-97,9 [2]. Использование дивиниловых латексов имеет меньший эффект из-за сложности приготовления технической смеси (коагуляция с совмест-

ным применением минеральных удобрений, образование пены и пленки, затрудняющих проход гидросмеси через отверстия распыливающей насадки), отсутствия оструктуривающих свойств рыхлых субстратов, дороговизны и некоторой токсичности.

Рис. 1. Гидропосев многолетних трав на железнодорожном отвале из кварцитов

Рис. 2. Трехлетний травостой после гидропосева на железнодорожном отвале из

песчано-меловой смеси

По эффекту влияния гидропосева горные породы и технические смеси располагаются в следующем порядке возрастания: скальные - меловые - мело-

мергельные - песчаные - песчано-меловые

- суглинистые. В связи с этим при закреплении первых трех субстратов необходимо применять рекультивационный слой или вводить в гидросмесь потенциальноплодородные грунты и увеличивать массу

мульчирующих веществ.

Общая стоимость 1 га гидропосева в 2,9-12,6 раза дешевле по сравнению с другими методами закрепления (использование дернины, применение механических защит и др.). При этом значительно сокращаются затраты ручного труда и повышается производительность [3, 4, 5, 7].

В будущем необходимо продолжить исследования по подбору более эффективных видов биополимеров, их влияние на улучшение свойств субстратов, прекращение процессов эрозии, повышение качества роста растений, срока службы и др.

Библиографический список

1. Агролесомелиорация, изд. 5-е, пе-рераб. и доп. / Под ред. академиков РАСХН А. Л. Иванова и Е. Н. Кулика. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2006. 746 с.

2. А.с. № 1423016 Способ приготовления смеси для гидропосева трав / В.Н. Кондратьев, В.И. Титовский, Я.В. Панков

[и др.]. опубл. 15.05.1988. 4 с.

3. Панков Я.В. Закрепление нарушенных земель Курской магнитной аномалии гидропосевом трав // Промышленная ботаника. Состояние и перспективы развития: Тез. докл. Республиканской научн. конф. Киев: Наукова думка, 1990. С. 213215.

4. Рекомендации по созданию лесных культур и интенсификации их роста на нарушенных землях КМА / Я. В. Панков [и др.]. - Губкин-Воронеж, 1991. 15 с.

5. Панков Я.В. Лесная рекультивация техногенных земель КМА // Горный журнал, 1999. № 3. С. 70-73.

6. Панков Я.В. Инженернобиологические работы на техногенных ландшафтах // Основы инженерной биологии с элементами ландшафтного планирования: учеб. пособие. Майкоп. М.: Т-во научн. изд. КМК, 2006. С. 84-112.

7. Панков Я.В. Рекультивация ландшафтов. - Воронеж: ВГЛТА, 2010. 164 с.

УДК 630*233:630*181

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НА ОТВАЛАХ КУРСКОЙ МАГНИТНОЙ АНОМАЛИИ

аспирант кафедры лесных культур, селекции и лесомелиорации С. В. Трещевская

студент К. В. Бобрешов кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры лесных культур, селекции

и лесомелиорации Э. И. Трещевская ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

lesomel@yandex.ru

Нарушенные земли являются неотъ- лезорудных месторождений. Большинство

емлемым составным элементом ландшаф- отвалов формируются путем гидравличе-

тов в районах с открытой разработкой же- ского намыва песка или песчано-меловой

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Опыт использования полимеров при рекультивировании бросовых и нарушенных земель Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

Experience in the use of polymers in wasteland and degraded lands recultivation

Текст научной работы на тему «Опыт использования полимеров при рекультивировании бросовых и нарушенных земель»