Рекультивация земель
Рекультивация земель — комплекс инженерно-технических, мелиоративных, агротехнических и иных мероприятий, направленных на восстановление биологической продуктивности, хозяйственной ценности нарушенных земель и улучшение условий окружающей среды.
Рекультивация земель (English version)
Навигация
Рекультивация земель (English version)
Нарушенные земли
Нарушенные земли — земли, которые утратили свою первоначальную хозяйственную ценность или стали представлять угрозу окружающей среде посредством изменения почвенного покрова, гидрологического режима и образования техногенного ландшафта в результате производственной деятельности человека.
61% нарушения земель приходятся на территории разработки месторождений полезных ископаемых, их переработки и геологоразведочных работ, 27% — на торфоразработки. В 1997 году площадь нарушенных земель от добычи полезных ископаемых и геологоразведочных работ составляла около 700 тыс. га, торфоразработок — более 300 тыс. га.
Согласно данным Государственного научно-исследовательского института земельных ресурсов, в зависимости от горно-геологических условий месторождений полезных ископаемых на 1 млн т открытой добычи угля нарушается от 2,6 до 43 га земельных угодий, железной руды — от 14 до 640 га, марганцевой руды — от 76 до 600 га, фосфоритов — от 22 до 77 га. Нарушение земель с ухудшением экологической обстановки может происходить также при подземной разработке месторождений вследствие деформации поверхности, например, провалов грунта, складирования выработанных пород, загрязнения промышленными выбросами, нефтепродуктами, сточными водами, буровыми растворами и шламом при бурении и эксплуатации скважин.
Нарушение земель происходит при прокладке магистральных трубопроводов, строительстве дорог и каналов. При этом происходит ухудшение ландшафтов, структуры землепользования, усиливаются эрозионные процессы, нарушается баланс грунтовых и поверхностных вод, заболачиваются или иссушаются близлежащие земли, снижается их продуктивность.
Нарушение земель преимущественно выражено в районах с высокой плотностью населения и развитой промышленностью, в которых резервы введения новых земель в сельскохозяйственное использование почти исчерпаны. По этой причине актуальным является вопрос включения в общий баланс сельскохозяйственных угодий нарушенных земель, подлежащих рекультивации.
Согласно данным государственного земельного учета, по состоянию на 1 января 1999 года площадь нарушенных земель в России составляла 1,19 млн га. Основная часть нарушенных земель сосредоточена в районах интенсивного земледелия с высокой плотностью населения.
В России отмечается тенденция роста темпов нарушения земель в Западной и Восточной Сибири, Дальнем Востоке на 15-20% в год, в Центрально-Черноземной зоне, особенно в Курской и Белгородской областях. Из землепользования этих зон для железорудной промышленности выведено свыше 30 тыс. га ценных черноземных и серых лесных почв.
Рекультивация земель
Рекультивация позволяет вернуть нарушенные земли в состав сельскохозяйственных угодий, использовать их под леса, водоемы, зоны отдыха, жилищное и промышленное строительство. Рекультивации могут подлежать выемки карьеров, торфоразработки, породные отвалы шахт и карьеров, площадки буровых скважин и т.п.
Проблема рекультивации в условиях постоянно увеличивающейся площади нарушенных земель приобретает большое социально-экономическое и экологическое значение. Вопрос рекультивации должен включаться в проекты строительства и реконструкции предприятий, в схемы землеустройства территориально-производственных комплексов.
При соблюдении научнообоснованных технологий рекультивации нарушенных земель возможно в течение 3-5 лет превратить в высокопродуктивные угодья. В России рекультивировано более 2200 тыс. га нарушенных земель.
Некоторые горные породы характеризуются эффективным плодородием. Достижения современного земледелия, разработанные технологии создания антропогенных почв, методы биологического освоения рекультивированных участков и управления почвообразовательным процессом в техногенных ландшафтах позволяет использовать эти горные породы в целях создания продуктивных сельхозугодий, а также для улучшения экологических условий применительно к конкретной природной зоне или территории.
В зависимости от требований растений к условиям произрастания, были выделены несколько эколого-трофических групп растений:
- мегатрофы,
- мезотрофы,
- олиготрофы
- эвритрофы.
Мегатрофы — сельскохозяйственные культуры, предъявляющие наиболее высокие требования к почвенной (эдафической) среде: рожь, пшеница, овес, ячмень, кукуруза, сорго, просо, гречиха, подсолнечник, клещевина, арбуз, житняк, кострец.
Мезотрофы — культуры менее требовательные к почвенной среде: горох, чина и другие зернобобовые.
Олиготрофы — культуры, способные произрастать в специфических условиях, например, при высокой кислотности и засоленности почв, неблагоприятных воздушном или водном режимах почв. Подразделяются на галофиты, аргиллофиты, ацидофиты, псаммофиты, метофиты и другие.
Эвритрофы — культуры, обладающие способностью к симбиотической фиксации азота, позволяют обеспечить продуктивность на уровне старопахотных ненарушенных почв. К ним относятся: люцерна, эспарцет, вязель, донник, лядвенец, астрагал и другие бобовые травы.
Мощность рекультивированного почвенного слоя определяют в зависимости от биологических особенностей культур, состава горных пород и насыпного слоя. Для черноземных почв, например, она составляет от 1-1,5 до 2-2,5 м, что позволяет создать условия для развития корневой системы и растения, приближающиеся к нормальным.
Горные породы, обладающие фитотоксичными свойствами, то есть содержащими избыток легкорастворимых солей, пирит, подвижные формы железа и алюминия, породы ранних геологических возрастов, например, мел и юра мезозойские, карбон и девон палеозойский с неблагоприятными агрофизическими и агрохимическими свойствами являются наиболее проблемными для рекультивации под сельскохозяйственные угодья.
Для специфических и сложных условий Подмосковного угольного бассейна, где фитотоксичные породы во вскрышной толще составляют до 40—60%, были разработаны технологии, позволяющие создать на месте нарушенных земель сельскохозяйственные участки с урожайностью на уровне зональных показателей. Например, в Новомосковском районе Тульской области на рекультивированных землях получают до 4-4,5 т/га зерна.
На карьерах Московской области пашню создают нанесением на поверхность отвалов слоя глауконитового песка. Внесение азотных удобрений позволяет увеличить урожайность этих земель на 30-50%, по сравнению с обычными почвами.
Бросовые земли могут быть использованы для создания крупных специализированных сельскохозяйственных предприятий.
Егорьевское фосфоритное месторождение является хорошим примером успешной рекультивации земель. В условиях Курской магнитной аномалии получены положительные результаты от формирования искусственных почв на породах отвалов и прилегающих низкопродуктивных угодьях, которое было осуществлено посредством нанесения слоя чернозема и окультуривания потенциально плодородных пород.
Вскрышные породы в зоне Курской магнитной аномалии по степени пригодности для освоения и ввода в сельскохозяйственный оборот подразделяют на:
Гуматы для рекультивации
Гуминовые вещества представляют собой высокомолекулярные склонные к ассоциации полидисперсные, полифункциональные природные лиганды. Макролигандные свойства гуматы проявляют в силу специфики строения, обусловленной наличием гидрофобного ароматического каркаса и богатой функциональными группами углеводно-пептидной периферии.
Такое строение позволяет гуминовым веществам связывать нефтяные углеводороды и снижать их токсичность. Наряду со связывающими свойствами, гуминовые вещества проявляют поверхностно-активные свойства. Гуматы — природные детоксиканты, поэтому их использование для рекультивации водных и почвенных сред не приведёт к вторичному загрязнению.
Обработка загрязненных нефтепродуктами почв гуматами обеспечивает эффективную сорбцию углеводородов и активизацию микробиологических процессов, в результате чего происходит ускоренная деструкция нефтепродуктов и очистка почвы.
При этом улучшаются агрохимические свойства почвы и плодородие. Под воздействием гуматов улучшается и водоудерживающая способность почвы, а содержание доступного для растений фосфора повышается в два раза. Это показывает, что под действием гуматов почва очищается и восстанавливает основные свойства. После внесения гуминовых кислот в почву исчезает характерный запах нефтепродуктов. Также в почве образуется характерный слой, который предотвращает движение нефтепродуктов вниз по почвенному профилю. В результате происходит поверхностная и объемная локализация очага загрязнения.
Биологическая рекультивация
Плодородие почвы во многом определяется содержанием гумуса – органической части почвы. Гумус содержит в себе до нескольких процентов гуминовых кислот, которые влияют на различные процессы в биосфере. Гуминовые кислоты – универсальный стимулятор жизнедеятельности для растений и микроорганизмов. Активизация почвенной микрофлоры ускоряет процесс гумификации и обогащает почвы гумусом. Кроме того, гуматы связывают токсиканты в почве.
В комплексе мероприятий по биологической рекультивации нефтезагрязнённых земель используется Гумат Байкал калия , в порошкообразной форме. Доза применения – 0,01% от массы одного метра кубического загрязнённой почвы. Легко встраивается в любые схемы рекультивации. Гумат Байкал снижает токсичность нефтепродуктов, стимулирует развитие микрофлоры и восстанавливает плодородие почвы. Гуминовые препараты благоприятно влияют на биодеградацию нефти как аборигенной микрофлорой, так и специализированными бактериями-нефтедеструкторами. По результатам исследований, для аборигенной микрофлоры содержание нефти снизилось на 25%, а для биопрепарата Родер на 30% по сравнению с контрольным опытом без применения гуматов. Наблюдения показали, что повышение уровня биодеградации тяжелых фракций нефти в присутствии ГВ, обусловлено солюбилизирующим действием ГВ и увеличением биодоступности тяжелых углеводородов нефти для микроорганизмов. Установлено, что гуминовые вещества действуют комплексно: стимулируют размножение почвенных микроорганизмов, и снижают токсичность нефтяных углеводородов для микроорганизмов.
Рекультивация термическим способом
Пиролизная установка для обработки бурового шлама, фото с сайта i-pec.ru
Загрязнённый грунт после обжига представляет собой инертный безжизненный субстрат. Такой грунт важно обогатить питательными веществами, органикой и микрофлорой. Если этого не сделать, то обожжённая почва на долгое время будет исключена из природного оборота. В состав такого грунта нужно добавить источник органики и гумусовых кислот, который медленно будет отдавать вещества растениям. Для таких целей подходит Гумат ГК . Содержащиеся в препарате гумусовые кислоты помогут разложить оставшиеся в почве токсиканты, и простимулируют развитие микрофлоры.
Для рекультивации обожжённого шлама формируется следующий состав смеси: 1 кг Гумата ГК + 10 кг перегноя + 20 кг торфа на 1 м 3 обожжённого шлама. Гумат ГК применяется и в составе других смесей, в дозе 1 кг на 1 м 3 , совместно с любыми микробиологическими препаратами.
Рекультивация техногенных песчаных субстратов
Гуматы используются в составе глинистых растворов из бентопорошков и полимеров для укрепления техногенных сыпучих субстратов. Такие растворы прилипают к наклонным сыпучим поверхностям и образуют пленку. Совместно с обработкой субстратов бентонито-гуматным раствором удобно вносить семена многолетних трав, микробиологические и минеральные удобрения. Семена трав прилипают к поверхности и не разносятся ветром. Такой способ внесения позволяет снабдить семена и растения необходимыми питательными элементами, ускорить прорастание и развитие. Обработки проводятся техникой используемой в газовой промышленности для нагнетания жидких сред при цементировании скважин, например с помощью УНБ-1-160×40 или цементных агрегатов.
Техногенный ландшафт зеленеет уже через две недели после обработки бентонито-гуматными растворами с одновременным посевом трав . Через 2-3 года после посевов с бентонитовыми рецептурами происходит устойчивое задернение и укрепление техногенных поверхностей.
Звоните — мы ответим на все ваши вопросы
по применению удобрений на основе гумусовых кислот
Хотите получать актуальную информацию о препаратах для повышения урожайности?
Подписывайтесь на специальную рассылку «Агротех Гумат». Вы узнаете о последних исследованиях эффективности, результатах применения новых препаратов, специальных предложениях и о многом другом.
Требования и методические указания к биологическому этапу рекультивации
После усадки отвалов и полного завершения технического этапа осуществляется биологическая рекультивация нарушенных земель. Опа включает в себя комплекс агротехнических мероприятий по улучшению водно-воздушного и питательного режимов рекультивационного слоя для сельскохозяйственных растений или лесных культур.
Основные задачи биологического этапа — создание продуктивных сельскохозяйственных угодий, лесных насаждений, рыбохозяйственных, водохозяйственных и охотничьих объектов, зон отдыха, закрепление с помощью растительности эродируемых поверхностей промышленных отвалов, предотвращение отрицательного воздействия на окружающую природную среду.
На основании комплексного учета природно-климатических условий места расположения рекультивируемого участка, экспозиции и крутизны его склонов, уровня плодородия земель, биологических и хозяйственных особенностей возделываемых сельскохозяйственных культур, создаваемых насаждений, их целевого назначения на стадии проектирования биологической рекультивации решаются следующие задачи.
При сельскохозяйственном освоении:
- — период сельскохозяйственного освоения;
- — ассортимент и чередование сельскохозяйственных культур по годам биологической рекультивации;
- — нормы и периодичность внесения органических и минеральных удобрений, извести и т.д.;
- — нормы высева семян сельскохозяйственных культур;
- — агротехника обработки почвы, возделывания и уборки сельскохозяйственных культур.
При лесохозяйственном освоении:
- — тип и размещение лесных насаждений;
- — ассортимент древесно-кустарниковых пород;
- — схемы размещения лесных насаждений;
- — нормы и периодичность внесения извести, минеральных удобрений;
- — технология выращивания лесных насаждений до смыкания кроны.
Период биологической рекультивации при сельскохозяйственном освоении нарушенных территорий принимают с учетом:
- — мощности и качественной характеристики нанесенного плодородного слоя почв и потенциально-плодородных пород;
- — характера последующего хозяйственного использования площадей и требований возделываемых сельскохозяйственных культур;
— условий увлажнения участка и уровня грунтовых вод.
В таблице 11 приведена примерная продолжительность периода биологической рекультивации при различном характере использования рекультивируемых площадей.
Таблица 11 — Длительность периода сельскохозяйственной рекультивации, лет
Вид создаваемых угодий
с нанесенным плодородным слоем почв
без плодородного слоя
На период биологической рекультивации, как правило, вводятся посевы мелиоративных — почвоулучшающих бобовых культур: люцерны, донника, эспарцета и других. В первые годы биологической рекультивации предпочтение зачастую отдают в определенных климатических зонах люцерне синегибридной как многолетнему растению, ассимилирующему атмосферный азот и ценному в кормовом отношении 17J.
Сельскохозяйственная рекультивация под пашню предусматривается, как правило, на участках с нанесенным плодородным слоем почв. Для восстановления его структуры и обогащения органическим веществом возделывание многолетних злаково-бобовых травосмесей рекомендуется в течение 4-6 лет с внесением органических и минеральных удобрений.
Внесение органических удобрений (стойлового навоза, торфа, различных компостов, навозной жижи, соломы и т.д.) следует предусматривать на участках, расположенных вблизи животноводческих ферм и при интенсивном последующем использовании рекультивируемых земель. На участках рекультивируемых земель, удаленных от животноводческих ферм, в период биологической рекультивации внесение органических удобрений может быть заменено запашкой зеленой массы на второй год возделывания.
На участках с небольшим по мощности нанесенным плодородным слоем почв запашка сидсратов рекомендуется на 2-й и 4-й годы возделывания бобовых многолетних трав.
Посевы зерновых культур рекомендуется вводить на участках с нанесенным плодородным слоем почв только после 3-4 лет возделывания злаково-бобовых травосмесей.
При биологической рекультивации под кормовые угодья в целях создания мощного дернового слоя на территориях, сложенных потенциальноплодородными породами, возделывание мелиоративных культур рекомендуется в течение 8-10 лет, с запашкой зеленой массы в качестве органических удобрений на 2-й и 4-й годы.
Возделывание пропашных культур, и особенно корнеплодов, в период биологической рекультивации не допускается в связи с относительно меныпими урожаями этих культур, относительно большим выносом питательных веществ и особенностями агротехники их возделывания, нс способствующей интенсивному оструктуриванию нанесенного почвенного покрова.
На участках, подверженных эрозии почв, следует предусматривать ускоренное их залужение посевом лугопастбищных трав после возделывания в течение одного или двух лет покровных или предварительных культур с внесением повышенных доз минеральных и органических удобрений. На откосах отвалов и бортах карьеров, имеющих уклоны, близкие к уклонам естественного осыпания грунта, применяется гидропосев многолетних трав.
Состав и количество минеральных и органических удобрений, вносимых в различные периоды биологической рекультивации, 114
устанавливаются с учетом проектируемой продуктивности создаваемых угодий, высеваемых травосмесей на основании рекомендаций научно-исследовательских учреждений и зонального опыта возделывания сельскохозяйственных культур на нарушенных землях.
Как правило, в первый год биологической рекультивации следует проектировать «стартовое» внесение минеральных удобрений из расчета
1,5 2 нормы, рекомендуемой на цсльнопрофильных почвах. В последующие годы внесение минеральных удобрений рекомендуется из расчета зональных норм [7].
Известкованию подлежат в обязательном порядке кислые минеральные почвы с pH 5 и торфяные почвы с pH > 4,5 подлежат известкованию в соответствии с зональными рекомендациями при возделывании кальциелюбивых культур.
Нормы и технология внесения известковых материалов, периодичность известкования (фосфоритования) принимаются в соответствии с зональными рекомендациями в зависимости от механического состава и показателей кислотности потенциально-плодородных пород и плодородного слоя почв с учетом требований возделываемых культур.
Технология обработки почвы, посева и возделывания сельскохозяйственных культур устанавливается с учетом зональных рекомендаций и особенностей нарушенных земель.
В связи с резким дефицитом влаги па нарушенных территориях, более быстрым сдуванием и таянием снега, особенно на внешних отвалах, необходимо предусматривать аїротехнические и лесомелиоративные мероприятия по снегозадержанию и сохранению влаги. При установлении технологии производства работ по биологической рекультивации необходимо учитывать более ранние сроки высева сельскохозяйственных культур, чем на цельнопрофильных почвах естественного рельефа.
В проекте биологической рекультивации даются рекомендации по использованию рекультивированных площадей в хозяйственный период, указываются вводимые на них севообороты, сснокосообороты, пастбищеобороты, прогнозируется урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур и рассчитываются показатели валовой и товарной продукции, валового и чистого дохода от использования рекультивируемых земель в рекомендуемых севооборотах, сснокосооборотах и пастбищеоборотах.
Лесные насаждения на рекультивируемых землях создаются следующих типов:
- — сплошные насаждения хозяйственно-ценными хвойными и лиственными породами;
- — сплошные насаждения временного типа древесными породами, способными фиксировать атмосферный азот, с последующей поэтапной их заменой на хозяйственно-ценные породы;
- — полосные и сплошные насаждения на выположенных или террасированных откосах, имеющие противоэрозионный характер;
- — насаждения по бровкам отвалов и карьеров, водозадерживающих валов, водопоглощающих канав, водоемов и т.д.;
- — полезащитные и водорегулирующие лесные полосы;
- — насаждения рекреационного типа.
Период лесохозяйственной рекультивации принимается равным периоду развития лесных культур до смыкания кроны. Интенсификацию роста хозяйственно-ценных лесных культур следует осуществлять путем введения в культуры древесных пород азотонакопителей и возделывания в междурядьях в качестве сидератов многолетних бобовых культур (донник, люпин и т.д.), имеющих мелиоративное значение.
На участках, отводимых под облесение, проводится безотвальное рыхление, а в ряде случаев — предпосадочная обработка почв или грунтов по системе чистого и сидерального [1] пара. При организации на отвалах садов и
ягодников почвенный слой вносится в посадочные ямы или траншеи. Наиболее пригодны на отвалах низкорослые формы плодовых деревьев.
Породный состав насаждений, нормы внесения извести, «стартовых» доз минеральных удобрений устанавливаются с использованием результатов научно-исследовательских работ в этой области и зонального практического опыта создания насаждений в различных условиях. Принятая технология работ с указанием их видов, норм высева семян, внесения органических и минеральных удобрений, извести по годам биологической рекультивации как при сельскохозяйственном, так и при лесохозяйственном последующем использовании отражается в проектных материалах [7].
Виды работ при проведении биологического этапа рекультивации необводненных карьеров представлены в таблице 12 |3, 7].
Таблица 12 — Состав процессов при выполнении работ на биологическом этапе рекультивации
Основные агротехнические и технологические требования
Дополнительное выравнивание и планировка после завершения осадок поверхности
Ликвидация возвышений и понижений в целях равномерного распределения выпадающих осадков и недопущение вымочек
Выравниватель-планировщик навесной к трактору 1.4 т (МТЗ) ВПН-5,6
Внесение химических мелиорантов
Виды и дозы внесения устанавливают на основании анализов почв, выполняемых агрохимлабораторией
Комплекс машин по транспортированию, разбрасыванию и заделке химических мелиорантов в почву. Разбрасыватели удобрений
Комплекс работ по первичному освоению с посевом злакобобовых многолетних трав на 2 — 3 года:
- — внесение удобрений
- — предпосевная обработка с заделкой удобрений
В установленные сроки и с учетом запасов питательных веществ в почве
На глубину 0,1 м
Плуги дисковые и зубовые бороны, культиваторы
Продолжение таблицы 12
Основные агротехнические и технологические требования
В соответствии с нормами высева после протравливания семян
Сеялки травяные и лугопастбищныс с междурядьями 7,5 или 15 см
Уход за посевами (рыхление, борьба с сорняками, орошение)
По мерс необходимости; при образовании корки
Культиваторы, бороны игольчатые
Злаковые — в фазе выколашивания; бобовые -в начале цветения
Косилки, валкообразователи, грабли-ворошилки, подборщики, погрузчики и прочие машины
Введение специального переходного севооборота (на 5-9 лет)
В соответствии с агротехникой каждой культуры, принятой в севообороте
сельскохозяйственных машин в соответствии со спецификой возделываемых культур
Источник https://universityagro.ru/%D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D0%B5/%D1%80%D0%B5%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F-%D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BB%D1%8C/
Источник https://humate.ru/articles/blog/gumaty-dlya-rekultivatsii/
Источник https://bstudy.net/967937/agro/trebovaniya_metodicheskie_ukazaniya_biologicheskomu_etapu_rekultivatsii
