CC BY
108
УДК 502.654:502.37 (470.32) DOI: 10.24411/2587-6740-2017-16008
РЕКУЛЬТИВАЦИЯ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ И ТЕХНОЛОГИИ ИХ РЕАБИЛИТАЦИИ НА ТЕРРИТОРИИ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЧЕРНЗЕМЬЯ
А.И. Стифеев, О.В. Никитина, Е.А. Бессонова, К.Н. Кемов
Нарушение земельных угодий приводит к разрушению тысячелетиями сложившихся экосистем, созданию техногенных ландшафтов, оказывающих влияние на снижение продуктивности агро- и фитоценозов, загрязнение окружающей среды. В статье приведены данные по влиянию железорудных комбинатов Курской магнитной аномалии (КМА) на изъятие земельных ресурсов для добычи железной руды в условиях высокой плотности населения Центрального Черноземья (ЦЧ). В результате созданных техногенных ландшафтов отмечается загрязнение прилегающей территории к карьерам и хвостохранилищам горно-обогатительных комбинатов (ГОК) КМА. Приведены данные по классификации горных пород, стратиграфических колонок Михайловского и Лебединского ГОКов, отсыпаемых в отвалы, высота которых достигает 100 м и более. Установлены границы поступления загрязняющих веществ от карьеров и техногенных ландшафтов. Определена биологическая активность почв в результате влияния загрязнения. Разработаны технологии снижения негативного воздействия ГОКов и техногенных ландшафтов в результате технологий их реабилитации. Определены способы создания на техногенных ландшафтах пахотных угодий, фитоценозов, лесных угодий. Проведены производственные посевы озимой пшеницы и ярового ячменя на искусственно созданных пахотных землях и определено качество полученной продукции. Установлена роль минеральных удобрений в повышении продуктивности агроценозов на рекультивированных землях.
Ключевые слова: рекультивация, реабилитация, земельные ресурсы, горные породы, почвенный слой, горно-обогатительные комбинаты, агро-ценозы, многолетние травы, облесение, техногенные ландшафты.
Антропогенная деятельность, включающая использование основного средства производства — земельных ресурсов, ведет к нарушению геологического и биогеохимического круговорота веществ в биосфере. В условиях интенсивного использования земельных ресурсов во всем мире отмечается устойчивая тенденция сокращения площади пахотных земель, обеспечивающих продуктами питания население мира. Так, за последние 100 лет площади пахотных земель ежегодно сокращаются [6].
Нарушение пахотных земель связано со значительным снижением их плодородия в результате эрозии, закисления, засоления, загрязнения тяжелыми металлами, захоронением отходов быта и промышленности, функционированием крупных промышленных предприятий и т.д. [2].
Такое состояние дел в землепользовании Российской Федерации связано с необходимостью применения различных видов рекультивации нарушенных земель и их реабилитации, позволяющих восстановить свойства нарушенных земель для их дальнейшего рационального использования.
Наибольшее воздействие на земельные ресурсы и состояние окружающей природной среды оказывают предприятия по добыче минерального сырья, приводящие к полному разрушению экологических систем. Восстановить их с существовавшим почвенным покровом и широким набором почвен-но-экологических функций невозможно. При проведении рекультивации следует стремиться к тому, чтобы хотя бы в неполной степени восполнить хозяйственный ущерб, наносимый почвенному покрову. Кроме того, восстановление экологических систем на нарушенных землях весьма длительный процесс, требующий вложения большого коли-
34 -
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 6 / 2017
чества трудовых ресурсов и материальных средств [4].
Важным звеном проведения рекультивации нарушенных земель является определение пригодности горных пород, изымаемых из карьеров, для их практического использования.
Цель исследования
Цель исследования заключалась в изучении свойств горных пород стратиграфических колонок Михайловского и Старооскольского горно-обогатительных комбинатов (ГОК) для их пригодности к рекультивации.
Методика исследования
Методологической основой исследования послужила концепция восстановления плодородия нарушенных земель, включающая технологии их реабилитации. Исследования проводились на горно-обогатительных комбинатах КМА Курской и Белгородской областей и бывшем фосфоритном месторождении г. Щигры Курской области. Методика включала: экспедиционные, лабораторные и полевые исследования, описание объектов исследования, отбор образцов горных и плодородного слоя почв (ПСП), определение агрохимических, микробиологических и других свойств оптимальной мощности ПСП для создания пашни на лессовидном суглинке, проведение посевов многолетних трав на горных породах (без удобрений и с внесением ^Д^), высаживание лесокустарниковых пород для облесения техногенных ландшафтов.
Результаты исследования
Исследования, связанные с восстановлением нарушенных земель в условиях Центрального Черноземья (ЦЧ) проводятся нами с 1969 г. по настоящее время. ЦЧ обладает высо-
коплодородными черноземными (70%) и серыми лесными почвами (28%). Регион характеризуется высокой плотностью населения (>40 чел./км2) и интенсивным использованием пахотных земель [6]. Наряду с сельскохозяйственным использованием, на землях ЦЧ функционируют три крупнейших комбината (Михайловский, Лебединский и Стойленский горнодобывающие комбинаты), под которые из землепользования изъято свыше 35 тыс. га, около 50% из них пахотные земли. На территории региона построены две атомные станции (Курская и Воронежская), сейчас отведены земли для строительства второй очереди АЭС в Курской области [8, 9].
На территории региона более 100 карьеров по добыче местных минеральных ресурсов (мела, песка, глины и т.д.) и примерно такое же количество полигонов захоронения промышленных и бытовых отходов. Таким образом, общая площадь изъятия земельных ресурсов на территории региона превышает 100 тыс. га [3].
Нарушенные земли оказывают негативное влияние на прилегающие земельные угодья. По исследованиям [1], техногенные ландшафты и горнорудные предприятия на территории КМА выбрасывают загрязняющие вещества на расстояние до 35 км от источников их образования. Наши исследования, проведенные на Михайловском железнорудном комбинате свидетельствую о том, что превышение ПДК по тяжелым металлам распространяются до 7 км [10]. В настоящее время из 3 карьеров КМА извлечено свыше 1 млрд т горных пород, заскладировано в хвостохранилище около 600 млн т отходов обогащения ГОКов, что привело к образованию техногенных, неустойчивых ландшафтов. С их поверхности в результате водной (плоскостной и линейной) эрозии, дефляции на прилегающие сельско-
www.mshj.ru
ЗЕМЕЛЬНЫЕ ОТНОШЕНИЯ И ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО
Таблица 1
Классификация горных пород стратиграфических колонок Михайловского и Старооскольского железорудных месторождений КМА
Группа пригодности Гранулометрический состав рН водный Легкорастворимые соли Набухание,% Состав пород
1. Пригодные От песчаного до суглинистого 5,5-8,0 0,3-0,5 10-20 Лессовидные суглинки, лессы,пески
2. Условно пригодные (пригодные после улучшения) От песчаного до тяжелосуглинистого 4,1-5,4 8,1-9,0 0,5-1,0 >20 <5 Глины, мел, пески
3. Непригодные Тяжелые глины 4,0 >9 >1,0 >20 <5 Глины тяжелые засоленные, пиритсодержащие породы
хозяйственные и лесные угодья поступает до 600 т/га пылевых частиц в год, снижая продуктивность агроценозов и других фитоценозов. Исследования ученых Курского медицинского института свидетельствуют о росте заболеваний дыхательных путей у населения, проживающего на территории Железногорска, Старого Оскола, Губкина [8].
Для установления зон переноса пылевых частиц и определения наличия тяжелых металлов в почвах, нами проведены исследования на расстоянии до 30 км от источника их выброса (карьера и хвостохранилища Михайловского ГОКа).
Свойства горных пород во многом зависят от местонахождения добычи минерального сырья. Известны несколько классификаций их пригодности для целей рекультивации. Проводимые нами исследования горных пород КМА по степени пригодности их для рекультивации отнесены к трем группам (табл. 1).
К первой группе (пригодные) отнесены лессовидные суглинки и лессы различного гранулометрического состава. Эти породы имеют благоприятные агрофизические и агрохимические свойства, но содержат мало органического вещества (<1,0%). В лессе присутствуют карбонаты кальция, которые обуславливают микроагрегированность, водо- и воздухопроницаемость, рыхлость. Лесс и лессовидные суглинки можно использовать непосредственно как среду для выращивания растений, так и в качестве подстилающей породы для нанесения гумусового слоя.
Ко второй группе (условно пригодные) отнесены породы различного гранулометрического состава с кислой или щелочной реакцией среды и с содержанием легкорастворимых солей до 1%. Эти породы содержат мало (или не содержат) органического вещества. Содержание органического вещества во вскрышных породах может быть высоким (например, в глинах келловея до 3%), однако степень их пригодности определяется более значимыми лимитирующими факторами (засоление, кислотность и т.д.), имеют неблагоприятные физические свойства, бедны азотом, фосфором, калием. К ним относятся пески, засоленные суглинки и глины, меловые породы.
К третьей группе (непригодные) отнесены тяжелые засоленные глины и пиритсодер-жащие породы. При окислении на воздухе в этих породах образуется серная кислота, которая подкисляет раствор и увеличивает содержание алюминия и железа, что угнетает растения.
В процессе проведения лабораторных исследований были определены биологические
МСХЖ — 60 лет!
свойства почв и содержание тяжелых металлов в зерне озимой пшеницы и ярового ячменя. Установлено, что разложение целлюлозы в почвах во многом зависит от расстояния от источников загрязнения (табл. 2).
Из данным таблицы 2 видно, что минимальная биологическая активность наблюдалась в 5 км зоне и составила 11,5%. По мере удаления от источников загрязнения отмечена устойчивая тенденция повышения биологической активности целлюлозоразрушаю-щих микроорганизмов, и на расстоянии 30 км она составила 26,7%.
Одним из важнейших показателей биологической активности почвы является ферментативная активность. Наиболее показательна в этом плане активность каталазы, которая
разлагает ядовитую для клеток перекись водорода, образующуюся в процессе дыхания живых организмов и в результате различных биохимических реакций окисления органических веществ на воду и молекулярный кислород. Образование каталазы связано с деятельностью грибов, водорослей и корневой системы высших растений. Каталаза является не только внутриклеточным ферментом, она активно выделяется микроорганизмами в окружающую среду, обладает высокой устойчивостью, может накапливаться и длительно храниться в почве.
Ферментативная активность каталазы, так же как и целлюлозоразрушающая, существенно изменялась в зависимости от загрязнения почвы (рис.).
Таблица 2
Целлюлозоразрушающая активность микроорганизмов в почвах в зависимости от расстояния от источников выбросов
Место отбора образца от источников загрязнения % разложения ткани за 30 дней Среднее, % Отклонение от контроля, %
повторность
1 2 3
0,5 км 10,2 16,0 12,8 13,0 13,7
1 км 9,6 16,4 14,2 13,4 13,3
3 км 9,3 14,8 13,7 12,6 14,1
5 км 7,8 14,3 12,5 11,5 15,2
7 км 12,9 17,5 15,4 15,3 11,5
9 км 15,4 19,7 18,1 17,7 9,0
12 км 17,5 25,9 22,3 21,9 4,8
15 км 18,4 28,3 24,4 23,7 3,0
20 км 20,1 31,4 28,0 25,7 1,0
25 км 20,0 31,2 28,0 26,4 0,8
30 км (контроль) 19,7 32,4 28,1 26,7 0
НСР„
2,7%
Рис. Ферментативная активность каталазы в почвах в зависимости от удаления от источников загрязнения
- 35
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 6 / 2017
Из рисунка видно, что наименьшая активность каталазы в среднем за 3 года наблюдалась в зоне воздействия Михайловского ГОКа на расстоянии 5 км — 2,3 см3О2/г/мин, при удалении до 30 км она возросла до 4,9 см3О2/г/мин.
В агроценозах сельскохозяйственных предприятий, расположенных в зоне влияния карьера, хвостохранилища и отвалов при прочих равных условиях были отобраны образцы зерна озимой пшеницы и ярового ячменя для определения в них тяжелых металлов. Результаты анализов приведены в таблице 3.
Из данных таблицы 3 видно, что содержание тяжелых металлов в зерновой продукции превышено по большинству элементов. Так, в зерне ярового ячменя наблюдалось пре-
Таблица 3 Содержание тяжелых металлов в зерне озимой пшеницы и ярового ячменя
Вариант опыта Содержание элементов, мг/кг
Cd Cu Zn Fe Co
В зерне озимой пшеницы
0,5 км 0,11 1,35 10,8 14,4 1,3
l км 0,1l 1,69 11,9 17,8 1,4
5 км 0,14 1,89 1l,4 19,l l,8
10 км 0,09 1,7l 11,9 17,8 l,1
15 км 0,06 1,58 10,6 14,5 1,5
lo км 0,0l 1,l7 10,5 14,4 1,1
В зерне ярового ячменя
0,5 км 0,05 3,41 l1,4 3l,1 0,9
l км 0,08 4,56 l3,7 34,5 0,8
5 км 0,09 5,78 l8,9 37,0 1,1
10 км 0,03 4,3l l4,l 35,7 0,9
15 км 0,01 3,53 l1,l 30,1 0,8
l0 км 0,0l l,86 19,4 l7,9 0,8
ПДК 0,0l 5 l5 50 10
вышение концентрации ПДК по С<^ в урожае, полученном на расстоянии 0,5-5 км. Максимальное количество С<^ обнаружено в 5 км зоне — 0,09 мг/кг.
В отличие от ячменя, озимая пшеница наиболее интенсивно накапливала кадмий. Превышение наблюдалось в зоне 0,5-15 км, так как период вегетации у озимой пшеницы значительно больше. Максимальное превышение ПДК в 3,5 раза было в 5 км зоне и составило 0,14 мг/кг. По мере удаления от источников загрязнения его концентрация снижалась.
Таким образом, производство зерновой продукции в 5 км зоне от источников загрязнения приводит к накоплению кадмия в зерне озимой пшеницы и ячменя и дальнейшей трансформации его по трофическим цепям.
Опыты с озимой пшеницей
В условиях сокращающихся площадей пашни в условиях ЦЧ нами решался вопрос разработки технологии создания на спланированных техногенных ландшафтах, обсыпанных лессовидными суглинками пахотных земель, путем нанесения ПСП, снятого с нарушенных земель, объем которого только на Михайловском ГОКе 31,4 млн м3.
Опыт двухфакторный, полевой. Первый фактор связан с определением оптимальной мощности ПСП для нанесения на выровненный участок автоотвала № 1, второй фактор связан с изучением влияния полного минерального удобрения (нитрофоска) ^0Р30К30 д.в./га, внесенного под культивацию перед посевом озимой пшеницы сорта Московская 39, норма высева 5,5 млн шт. семян. Опыт включал 5 вариантов: 1 — лессовидный суглинок без ПСП, 2 — то же + 20 см ПСП, 3 — то же + 40 см ПСП, 4 — то же + 60 см ПСП, 5 — то же + 80 см ПСП. ПСП был снят с темно-серых лесных почв и содержал 3,6% гумуса, 112 мг/кг подвижного фосфора и 122 мг/кг
Таблица 4
Урожайность озимой пшеницы (2011 г.), ц/га
Варианты опыта Повторность Среднее Отклонение от контроля
l г 3
1.Лессовидный суглинок 5,3 6,0 5,9 5,7
(контроль) 1l,6 13,7 14,0 13,4
15,7 14,8 16,6 15,7 10,0
l. То же t l0 см СПС
l1,0 ll,3 l3,0 ll,1 8,7
3. То же t 40 см СПС l3,4 l4,3 l5,0 l4,l 18,5
30,1 31,0 3l,0 31,3 17,9
31,l 31,0 33,3 31,8 26,1
4. То же t 60 см СПС
35,0 36,0 35,3 35,4 22,0
35,5 34,7 35,l 34,8 29,6
5. То же t 80 см СПС
38,0 38,6 39,4 38,6 25,2
Числитель — урожайность без удобрений; знаменатель — нитрорфоска ^30Р30К30кг д.в./га.
Таблица 5
Урожайность озимой пшеницы по вариантам опыта
Варианты опыта Урожайность, ц/га Отклонение от контроля, ц/га
1. На горную породу нанесен ПСП мощностью 40 см 37,8 -
2. То же + М45Р45К45 кг д.в./га под культивацию и весной по 30 кг аммиачной селитры 48,1 10,3
3б
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № б / 2Ol7
обменного калия, рН — 5,7. Площадь одного варианта 100 м2, (20 мх5 м). Каждый вариант делился вдоль пополам. На одной стороне были внесены минеральные удобрения под культивацию, вторая половина служила контролем (без удобрений). Агротехника возделывания озимой пшеницы общепринятая для ЦЧ. Повторность опыта трехкратная. Учет урожая проводили с каждой делянки прямым комбайнированием. Результаты урожайности озимой пшеницы по вариантам опыта приведены в таблице 4.
Из приведенных в таблице 4 данных видно, что минимальная урожайность озимой пшеницы получена на лессовидном суглинке и составила 5,7 ц/га. Внесение нитрофоски в расчете ^„Р^ на 1 га позволило увеличить урожайность до 13,4 ц/га. На варианте с нанесением на лессовидный суглинок 20 см ПСП урожайность озимой пшеницы составила 15,7 ц/га. Внесение нитрофоски в дозе ^0р30к30 кг д.в. позволило получить прибавку урожайности 8,7 ц/га. Наибольшая урожайность озимой пшеницы получена на варианте с внесением ПСП 80 см и составила на фоне удобрений 34,8 ц/га. Оптимальная урожайность при возделывании озимой пшеницы получена на третьем варианте с нанесением 40 см ПСП, где прибавка от удобрений составила 17,9 ц/га.
С увеличением мощности гумусового слоя прибавка урожайности на фоне удобрения снижается, а затраты на снятие, погрузку, транспортировку, выравнивание ПСП не окупаются прибавкой урожая озимой пшеницы.
Производственный опыт
с озимой пшеницей
На спланированном техногенном ландшафте бывшего Щигровского фосфоритного месторождения на площади 45 га был заложен опыт по возделыванию озимой пшеницы, с нанесением на подстилающую породу 40 см ПСП, состоящего из карбонатного суглинка, смешанного с мелом и мергелем. ПСП, снятый с чернозема типичного, характеризовался следующими показателями: содержание гумуса — 4,2%, легкогидролизуемого азота — 117 мг/кг, подвижного фосфора — 120 мг/кг, обменного калия — 113 мг/кг, реакция среды нейтральная — рН 6,3. Цель опыта состояла в изучении влияния минеральных удобрений на урожайность озимой пшеницы. На площади 5 га минеральные удобрения не вносились (первый вариант, взятый для контроля), на втором варианте под культивацию внесли по 35 кг д.в./га нитрофоски в оптимальные для ЦЧ сроки (30 августа), норма высева 5 млн шт. всхожих семян на 1 га сорта Московская 39, и весной провели подкормку посевов аммиачной селитрой из расчета 30 кг д.в./га. Уборку проводили прямым комбайнированием. Результаты урожайности озимой пшеницы по вариантам опыта приведены в таблице 5.
Результаты произведенного опыта показали высокую эффективность применения минеральных удобрений на рекультивируемых землях, обеспечивающих прибавку урожая озимой пшеницы на 10,3 ц/га в сравнении с контролем.
www.mshj.ru
ЗЕМЕЛЬНЫЕ ОТНОШЕНИЯ И ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО
Таблица 6
Продуктивность бобовых трав на горных породах КМА (среднее за 4 года)
Порода Люцерна Клевер Донник Эспарцет
Лессовидный суглинок 212,2 126,4 188,1 158,8
Глина келловая 200,8 149,0 156,2 134,2
Грунтосмесь 209,0 188 175,0 148,0
Мело-мергель 146,9 120,1 123,0 132,4
Залужение горных пород КМА
Одним из способов окультуривания техногенных ландшафтов является посев многолетних трав. Наибольшая роль среди них отводится бобовым травам, являющихся азот-фиксаторами атмосферного азота. Кроме того, многолетние бобовые травы образуют большую вегетативную массу, отмирание которой позволяет увеличить в горных породах содержание органического вещества, биофильных элементов, улучшить их водно-физические и другие свойства. Для установления возможности произрастания трав на горных породах нами в течение 4 лет были проведены посевы бобовых трав на лессовидных суглинках, глинах келловея, грунтосмесях, мело-мерге-ле. Агротехника посева трав и травосмесей в первые годы освоения заключалась в поверхностной обработке (фрезеровании) на глубину 10-12 см. Площадь посевной делянки составляла 10 м2(2 мх5 м), повторность четырехкратная. Норма высева была повышена на 20% от нормы посева на почвах. Возделывание многолетних трав без применения минеральных удобрений не перспективно. В нашем опыте на всех породах перед фрезерованием была внесена стартовая доза нитрофоски по М30К30Р30 кг. д.в./га. После высева семян делянки прикатали легкими катками. Уборку трав проводили в период цветения путем скашивания на высоте 10 см от поверхности породы. Результаты учета урожая зеленой массы приведены в таблице 6.
Посевы злаковых трав (овсяница, кострец, райграс) без удобрений практически не растут. Результаты дальнейших наших исследований показали, что под их посевы необходимо вносить повышенные дозы минеральных удобрений — по 60-90 кг д.в./га, позволяющие получить урожайность равную на ненарушенных почвах. При посеве трав целесообразно использовать свежеотсыпанные (1-2 года) отвалы, когда на их поверхности отсутствуют семена горных растений.
Опыты по облесению
конвейерного отвала
Михайловского ГОКа КМА
Лесная рекультивация в отличие от сельскохозяйственной предъявляет менее жесткие требования к качеству горных пород для их облесения. Лесонасаждения можно создавать на крутых склонах отвалов, обсыпанных не токсичными породами. Существенное преимущество создания лесонасаждений на поверхности отвалов, как правило — частичное или полное отсутствие сорной растительности. В условиях низкой лесистости и наличия значительных площадей техногенных ландшафтов (около 6 тыс. га) встал вопрос подбора
МСХЖ — 60 лет!
древесно-кустарниковых пород для их облесения. С этой целью в 1995 г. были проведены опыты на площади 1 га конвейерного отвала № 5, состоящего из смеси горных пород. Поверхность отвала представлена гребнистым рельефом.
Знакомство с биологией древесно-кустар-никовой растительностью показало, что в наибольшей степени первичной лесной рекультивации отвечают древесные и кустарниковые породы-азотфиксаторы: белая акация, облепиха крушиновая, лох узколистный и деревья: береза повислая, ива шершавая, сосна обыкновенная, тополь бальзамический. Первые посадки были проведены силами студентов и специалистов Курской сельскохозяйственной академии. Посадка растений проводилась в середине октября с использованием двухлетних саженцев под меч Колесова. На платообразных участках отвала схема посадки составила 2 м между рядами и
4 м между породами (кустарники) и соответственно 5 и 8 м между деревьями. Для облесения использовали саженцы березы повислой, сосны обыкновенной, ивы шершавой, тополя бальзамического, акации белой и облепихи крушиновой. На слонах отвала делали террасы и высаживали акацию белую и облепиху крушиновидную биогруппами (по
5 сеянцев) с размещением 5х5 м и 10х10 м, а также отдельными рядами поперек склона. Сплошное облесение отвала произошло через 5 лет. В 2000 г. был разработан проект облесения всей площади конвейерного отвала (451 га). Для облесения были включены новые породы деревьев, представленные породами: рябина обыкновенная, лох узколистный. К работе по облесению было подключено Же-лезногорское лесничество. В настоящее время конвейерный отвал полностью облесен и насаждения выполняют противоэрозионную, пылеподавляющую, эстетическую, рекреационную и другие роли.
Выводы
В результате проведенных исследований была разработана классификация горных пород Михайловского и Старооскольского ГОКов КМА, выносимых на дневную поверхность из железорудных карьеров, в которой все породы подразделены по степени пригодности для проведения биологической рекультивации (пригодные, условно пригодные, не пригодные).
Отсыпка пород в отвалы (хвостохранили-ща) приводит к образованию техногенных ландшафтов весьма неустойчивых к внешним воздействиям. В результате этого возникают экологические проблемы, связанные с переносом пылевых загрязняющих веществ в ре-
зультате взрывов в карьере и дефляции с поверхности хвостохранилища ГОКа.
Установлены границы поступления тяжелых металлов от источников их выбросов, что приводит к загрязнению почв тяжелыми металлами, снижающих их микробиологическую и ферментативную активность. В результате в 5-километровой зоне снижается продуктивность агроценозов и качество получаемой продукции.
Для снижения негативного воздействия на окружающую среду разработаны способы рекультивации техногенных ландшафтов путем создания пахотных угодий с нанесением оптимальной мощности (40 см) ПСП, позволяющих получать урожай зерновых культур, облесения отвалов древесно-кустарниковыми породами, залужения горных пород многолетними травами.
Выявлена значительная роль минеральных удобрений в получении высоких урожаев зерновых культур и многолетних трав.
Реабилитация рекультивируемых нарушенных земель на территории КМА оптимизирует использование ПСП для создания пахотных угодий на лессовидных суглинках, способствует залужению техногенных ландшафтов с применением минеральных удобрений и их облесению древесно-кустарни-ковыми породами. Результаты выполненных исследований могут использоваться в других регионах со сходными природно-климатическими условиями.
Предложения производству
Рекомендуем в первые годы использования рекультивируемых пахотных земель высевать технические культурные растения с целью получения пива, масла, сахара, семенной продукции и т.д. К таким культурам следует отнести сахарную свеклу, подсолнечник, рапс, ячмень, возделываемых на фоне средних и высоких доз минеральных удобрений.
Для облесения техногенных ландшафтов необходимо высаживать древсно-кустарни-ковые растения, адаптированные к условиям произрастания на территории ЦЧ. К ним следует отнести: акацию белую, облепиху крушиновую, лох узколистный, березу повислую, тополь бальзамический, иву шершавую, сосну обыкновенную.
Литература
1. Афанасьева Г.Е. Установление ареалов воздействия горных пород на окружающую среду // Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья: материалы международной научно-практической конференции в 2-х частях. Часть 2. Курск: КГМУ, 2005. С. 5-7.
2. Бессонова Е.А., Стифеев А.И., Филачаков Ю.В. Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья РФ: материалы Всероссийской научно-практической конференции. Липецк: Липецкий эколого-гуманитарный институт, 2006. С. 75-78.
3. Бессонова Е.А. Эколого-экономическая оценка деградированных и нарушенных сельскохозяйственных земель с учетом реабилитации почвенного плодородия // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2012. № 6. С. 19-21.
4. Голованов А.И., Зимин Ф.М., Сметанин В.И. Рекультивация нарушенных земель: учебник / под
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 6 / 2017
ред. А.И. Голованова. 2-е изд., испр. и доп. СПб.: Лань, 2015. 336 с.
5. Егоров В.Г., Стифеев А.И. Использование плодово-ягодных кустарников для создания устойчивых техногенных экосистем на отвалах Михайловского ГОКа // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2013. № 3. С. 45-47.
6. Коржов С.И., Трофимова Т.А. Земледелие Центрального Черноземья: учебник. Воронеж: ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, 2016. 415 с.
7. Охрана окружающей среды: учебник для вузов /а втор-составитель А.И. Степановских. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. 559 с.
8. Стифеев А.И. Агроэкологические проблемы Центрального Черноземья и пути их решения // Проблема развития аграрного сектора региона: материалы Всероссийской научно-практической конференции, г. Курск, 13-15 марта 2006 г. / Курская ГСХА, 2006. С. 8-14.
9. Стифеев А.И. Биологическая рекультивация нарушенных земель Центрального Черноземья — основной путь создания устойчивых техногенных ландшафтов Курской магнитной аномалии // Биологическая рекультивация и мониторинг нарушенных земель: материалы научной конференции, Екатеринбург, 4-8 июня 2007 г. Екатеринбург: Изд-во Уральского института, 2007. С. 588-596.
10. Стифеев А.И. Влияние дефляционных выбросов с поверхности хвостохранилища Михайловского ГОКа на агроценозы озимой пшеницы: материалы научно-практической конференции, 2022 января 2010 г., Курск: Изд-во Курской ГСХА, 2010 г. Часть 1.
11. Стифеев А.И., Бессонова Е.А. Лесная рекультивация нарушенных земель — основа устойчивости техногенных ландшафтов КМА / Липецкий эколого-гуманитарный институт, 2008 . С. 126-128.
12. Стифеев А.И., Лукьянов В.А. Почвам — вторую жизнь // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2013. № 9. С. 55-57.
Об авторах:
Стифеев Анатолий Иванович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры экологии, садоводства и защиты растений, (ЖЮ: http://orcid.org/0000-0001-7872-8921, [email protected]
Никитина Оксана Владимировна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры экологии, садоводства и защиты растений, (ЖЮ: http://orcid.org/0000-0002-2719-0049, [email protected]
ФГБОУ ВО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова» (305021 Россия, Курская область, г. Курск ул. Карла Маркса, д. 70) Бессонова Елена Анатольевна, доктор экономических наук, заведующая кафедрой, профессор кафедры бухучета, анализа и аудита, ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет» (305040 Россия, г. Курск, ул. 50 лет Октября, д. 94), bessonowa new@ mail.ru Кемов Константин Николаевич, региональный представитель в ЦЧР ООО «СаммитАгро», [email protected]
THE RE-CULTIVATION OF DISTURBED LANDS AND THE TECHNOLOGY OF THEIR IMPROVEMENT ON THE TERRITORY OF THE CENTRAL BLACK SOIL ZONE
A.I. Stifeev, O.V. Nikitina, E.A. Bessonova, K.N. Kemov
The disturbance of farm lands leads to the destruction of eco-systems formed for thousands of years. It also leads to appearing of technological landscapes, which decrease productivity of agro and phyto-cenoses and brings about environmental pollution. The article presents data of the influence of iron-ore plants of Kursk Magnetic Anomaly (KMA) when they take out farm lands to extract iron-ore on the highly populated territory of the Central Black Soil Zone (CBSZ). The technological landscapes brought about the pollution of the territory bordering on the quarry and the re-dressing plants of the KMA. The research gives data on the rock classification, the rocks of Mikhailovskiy and Lebedinskiy re-dressing plants, fallen off into the dumps, the size of which is of 100 meters and more. There were determined the borders of the polluted lands. Moreover, the research proved biological activity of the soils after being polluted. Besides, the research worked out the technology of decreasing the negative influence of re-dressing plants and technological landscapes as a result of the improvement of their influence. It developed the methods of forming arable lands, phyto-cenoses, , wood lands and rest zones on technological landscapes. There was conducted industrial sowing of winter wheat and spring barley on artificial arable lands after a fertile soil layer had been put on them. The quality of the harvest was tested afterwards. The influence of mineral fertilizers in increasing productivity of agro-cenoses on re-cultivated lands was also tested afterwards.
Keywords: re-cultivation, improvement, land resources, rocks, soil layer, re-dressing plants, agro-cenoses, perennial grasses, afforestation, technological landscapes.
References
1. Afanaseva G.E. The establishment of areas of exposure of rocks on the environment. Ecology, the environment and the health of the population of the Central Chernozem region: materials of international scientific-practical conference in 2 parts. Part 2. Kursk: CSMU, 2005. Pp. 5-7.
2. Bessonova E.A., Stifeev A.I., Filachakov Yu.V. Problems of ecology and ecological security of the Central Chernozem region Russia: E.A. materials of all-Russian scientific-practical conference. Lipetsk: Lipetsk ecological and humanities institute, 2006. Pp. 75-78.
3. Bessonova E.A. Ekologo-economic assessment of degraded and disturbed agricultural land subject to the rehabilitation of soil fertility. Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj selskokhozyajstvennoj akademii = Vestnik of Kursk state agricultural academy. 2012. No. 6. Pp. 19-21.
4. Golovanov A.I., Zimin F.M., Smetanin V.I. The reclamation of disturbed lands: the textbook. Under
About the authors:
the editorship of A.I. Golovanov. 2-e izd., rev. and additional. Saint Petersburg: Publishing house "DOE", 2015.336 p.
5. Egorov V.G., Stifeev A.I. Use of the fruit bushes to create a sustainable man-made ecosystem in the tailings of Mikhailovsky GOK. Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj selskokhozyajstvennoj akademii = Vestnik of Kursk state agricultural academy. 2013. No. 3. Pp. 45-47.
6. Korzhova S.I., Trofimova T.A. The agriculture of the Central Chernozem zone: textbook. Voronezh: Voronezh FSBEI GAU, 2016. 415 p.
7. Environmental protection: textbook for universities. Author and compiler I.A. Stepanovskaya. Moscow: YUNITI-DANA, 2001. 559 p.
8. Stifeev A.I. Agro-ecological problems of the Central Chernozem region and ways of their solution. The problem of development of agricultural sector in the region: mater. All-Russian scientific-practical conference, Kursk, 13-15 March 2006. Kursk state agricultural academy, 2006. Pp. 8-14.
9. Stifeev A.I. Biological recultivation of disturbed lands of the Central Chernozem region — the main way to create a sustainable technogenic landscapes of Kursk magnetic anomaly. Biological recultivation and monitoring of disturbed lands: mater. scientific conference, Ekaterinburg, June 4-8, 2007. Ekaterinburg: publishing house of the Ural institute, 2007. Pp. 588-596.
10. Stifeev A.I. Influence of deflationary emissions from the surface tailings of Mikhailovsky GOK in the ag-rocenosis of winter wheat: materials of scientific-practical conference, 20-22 January 2010, Kursk: publishing house of the Kursk state agricultural academy, 2010. Part 1.
11. StifeevA.I., Bessonova E.A. Forest recultivation of disturbed lands — the basis of stability of technogenic landscapes KMA. Lipetsk ecological and humanities institute, 2008. Pp. 126-128.
12. Stifeev A.I., Lukyanov V.A. Soils — a second life. Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj selskokhozyajstvennoj akademii = Vestnik of Kursk state agricultural academy. 2013. No. 9. Pp. 55-57.
Anatoly I. Stifeev, doctor of agriculture, professor department of ecology, horticulture and plant protection, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7872-8921, [email protected]
Oksana V. Nikitina, candidate of agriculture, assistant professor department of ecology, horticulture and plant protection,
ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2719-0049, [email protected]
Kursk state agricultural academy named after I.I. Ivanov (70 Karl Marx str., Kursk, 305021 Russia)
Elena A. Bessonova, doctor of economy, professor the departament "Accounting, Analysis and audit'', Southwest state university (94 50 years of October str., Kursk, 305040 Russia), bessonowa new@ mail.ru
Constantine N. Kemov, regional representative of "SummitAgro" in the Central Black Soil Zone Ltd, [email protected]
s8
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 6 / 2017
www.mshj.ru
