Способ биологической рекультивации нарушенных земель крайнего севера

Способ биологической рекультивации нарушенных земель крайнего севера

Реферат

Изобретение относится к области восстановления нарушенных земель и может быть использовано для восстановления почвенно-растительного покрова на голых грунтах в условиях Арктики и Субарктики.

Известен способ восстановления полностью уничтоженных природных растительных сообществ (авт.св. СССР №1217284, МПК³ А01В 79/02, опубл. 1986), заключающийся в густых и сверхредких посадках дерна и оставлении полос для самозарастания. При этом в центре участка располагают полосу шириной 10- 12 м с густой посадкой дерна, по обе стороны от которой последовательно располагают пустые полосы шириной 30-35 м и полосы сверхредкой посадки дерна шириной 10-12 м.

Недостатком этого известного способа является экологическая погрешность и экономическая расточительность. Если брать дерн на месте рекультивации из окружающих фитоценозов, то тем самым будет увеличена площадь голых грунтов, которые нужно немедленно рекультивировать. А если дерн привозить из других природных зон, то это будет не только экономически расточительно, но и экологически неоправданно, поскольку в привозимом дерне из-за несоответствия местным почвенно-климатическим условиям большинство видов растений не приживается.

Известен также способ, включающий боронование грунта и формирование растительного и почвенного покрова внесением в голый грунт смеси несортированных семян вместе с их половой, частицами осей соцветий, листьев и стеблей (RU 2157605 С1, МПК⁷ А01В 79/02, опубл. 2000).

Недостатком данного способа является использование семян растений, выращиваемых в других, более южных климатических зонах, которые требуют минеральных удобрений. Растения других природных зон в условиях Крайнего Севера быстро завершают свой жизненный цикл и погибают. Экономически известный способ более затратен, чем предлагаемый.

Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому техническому результату является способ рекультивации земель, включающий формирование растительного и почвенного покрова путем расстилания на голый грунт надземной части фитомассы местных климаксовых видов растений (RU 2321979 С2, МПК⁶ А01В 79/02, опубл 10.12.2011).

Недостатком данного способа является использование надземной части фитомассы местных климаксовых видов растений, в частности на стадии восковой спелости семян. В условиях Крайнего Севера надземная часть растений далеко не всегда дает качественную фитомассу, необходимую для нормального роста посеянных травосмесей на голых грунтах нарушенных земель. Достаточно сложно обеспечить ее необходимое количество для проведения рекультивационных работ, тем более при заданных параметрах однородности - на стадии восковой спелости семян. Кроме того, проведенные нами экспериментальные исследования показали, что на голых грунтах посев травосмеси местных климаксовых видов растений без внесения минеральных удобрений эффекта практически не дает.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества рекультивации нарушенных земель Крайнего Севера.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе рекультивации разрушенных земель в условиях Арктики и Субарктики, включающем формирование растительного и почвенного покрова путем внесения культивирующих добавок, включающем боронование грунта и формирование растительного и почвенного покрова путем расстилания на голый грунт надземной части фитомассы местных видов растений, после боронования грунта производят посев семян травосмеси местных видов растений и внесение азотно-фосфорно-калийных удобрений (азофоска), причем азотно-фосфорно-калийные минеральные удобрения вносят из расчета 100 кг/га, а в качестве фитомассы используют старику местных видов растений, наносимую на поверхность слоем 8-20 см. Посев семян травосмеси местных видов растений производят смесью семян однолетних и многолетних интродуцированных в условиях Севера растений.

Рекультивация нарушенных техникой земель в Якутии имеет следующие особенности:

- для отсыпки отвалов нет плодородных или потенциально плодородных пород из-за незначительной мощности плодородного слоя естественных почв;

- процесс самозарастания отвалов длится очень долго, поэтому не препятствует криогенным и эрозионным процессам;

- отсутствуют питомники лесных насаждений, а на севере нет лесных площадей.

На Крайнем Севере нет достаточного объема плодородных или потенциально-плодородных грунтов для отсыпки техногенной поверхности, а суровые природно-климатические условия, а также эрозионные и криогенные процессы замедляют рост и развитие растений на нарушенных землях.

Все эти условия предопределяют основную задачу - разработка экономически целесообразного, но в то же время эффективного для биологической рекультивации способа.

Способ предлагает использование старики (прошлогодней луговой травы) в качестве культивирующей добавки при посеве травосмесей без отсыпки плодородного слоя.

Старикой или ветошью называют сухую прошлогоднюю траву на лугах. В настоящее время прибегают к самому дешевому способу очистки сенокосов и пастбищ или утилизации отходов - выжиганию. В предлагаемом способе планируется использовать ее при биологической рекультивации нарушенных земель. В состав старики обычно входят все не скошенные растения или отава после сенокошения, это луговые злаки, осоковые, бобовые и разнотравье. Старика представляет собой прошлогоднюю траву без наличия семян. Использование старики в качестве культивирующей добавки создает слой для защиты посевов от морозов, ветровых, водных и механических воздействий, испарения влаги, а внесение удобрений позволит снабдить пустые породы питательными веществами, необходимыми для роста и развития растений.

Достоинствами предлагаемого способа является следующее:

- сбор и заготовку старики, являющейся малозатратным укрывным материалом, можно осуществлять повсеместно и без привязки к сезонным изменениям;

- доступность использования и повсеместное распространение старики обеспечивает возможность реализации способа рекультивации как весной, так и осенью;

- в условиях отсутствия на отвалах регулярного полива посевов, старика будет задерживать влагу в летний сезон, а зимой служить защитным слоем от морозов и ветра, при дополнительном позитивном противоэрозионном воздействии;

- при росте и развитии растений посеянной травосмеси старика задержит рост сорняков, легко распространяемых и препятствующих росту других видов растений, также будет защитным слоем для удобрений;

- для отвальных грунтов старика будет дополнительным субстратом, а при гниении - источником питательных веществ;

- посев семян травосмеси местных видов смесью семян однолетних и многолетних растений обеспечивает равномерность всходов на протяжении нескольких лет.

Способ реализуется следующим образом.

Производят сбор старики и доставку ее к рекультивируемым площадкам. Поверхность рекультивируемых площадок выравнивают боронованием. После подготовки посевных рядов производят посев семян травосмеси местных видов растений. На рекультивируемую поверхность вносят минеральные удобрения. Осуществляют укрытие посеянного участка старикой и ее закрепление.

Внесение азотно-фосфорно-калийных удобрений из расчета 100 кг/га обеспечивает полноценную подкормку всходов посеянных травосмесей как однолетних, так и многолетних растений.

Оптимальная толщина слоя культивирующей добавки (старики) при нанесении на горизонтальную поверхность - 8-10 см, на откосах отвалов - до 20 см.

Наиболее эффективно использовать старику в сочетании с посевом одно-многолетних растений, так как в первый сезон всходят семена однолетних растений, в последующие годы многолетних трав.

Пример конкретной реализации

В районе проведения экспериментальных работ по долине р. Сохсолох (п.Айхал Мирнинского района Республики Саха (Якутия)) старика состоит из таких луговых видов, как вейники (наземный, Лангсдорфа), осоки (незамечаемая, ситниковая, зимующая), лисохвост луговой. Из года в год эти луга не используются или используются частично немногочисленным скотом частных собственников. Для данного опыта подготовили площадки размером 10×10 м: на разных уровнях поверхности рекультивируемого отвала. Предварительный сбор старики производили граблями и перевозили до опытной площадки. На выровненную поверхность опытных площадок внесли азотно-фосфорно-калийные минеральные удобрения - в дозе 100 кг/га действующего вещества азота (д.в.). На подготовленных площадках параллельным рядовым методом выполнили посев смеси семян местных трав. Ряды, расстояния между которыми составляет 0,5 м, были сформированы так, чтобы препятствовать эрозионным процессам. После посева семян на опытных участках произвели их укрытие старикой.

Таблица 1
В таблице 1 представлены определенные экспериментально оптимальные параметры реализации способа.
Этапы	Наименование работы	Оптимальное соотношение
1	Подготовка поверхности отвала к посеву семян и посев семян	35.0 кг/га
2	Внесение азотно-фосфорно-калийных минеральных удобрений	100.0 кг/га
3	Укрытие поверхности старикой	Средняя толщина 10-15 см, на поверхности 8-10 см, на откосе до 20 см.

Первый сезон проведенных экспериментальных работ показал:

- общее проективное покрытие растительности до 40%;

- среднюю высоту всходов 30-40 см;

- преобладание среди высеянных видов следующих - овес посевной, донник белый, ромашка аптечная;

- в условиях сухого лета 2011 года и в отсутствии полива появление всходов в августе.

Таким образом, применение данного способа биологической рекультивации в первый же сезон дало положительные результаты.

1. Способ рекультивации нарушенных земель в условиях Арктики и Субарктики, включающий боронование грунта и формирование растительного и почвенного покрова путем расстилания на голый грунт надземной части фитомассы местных видов растений, отличающийся тем, что после боронования грунта производят посев семян травосмеси местных видов растений и внесение азотно-фосфорно-калийных удобрений, причем азотно-фосфорно-калийные минеральные удобрения вносят из расчета 100 кг/га, а в качестве защитного слоя используют старику местных видов растений, наносимую на поверхность слоем 8-20 см.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что посев семян травосмеси местных видов растений производят смесью семян однолетних и многолетних интродуцированных в условиях Севера растений.