Технологии рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири

Параллельно с этим имеются результаты исследования продуктивности земель рекультивированных отвалов с низкими качественными показателями, вступающие в противоречие с исторической практикой земледелия и говорящие о повышении продуктивности земель восстановленных агроландшафтов. Такие результаты получены на Кузбассе и Украине [14–16, 106–108]. И если это так, то являются ли они корректными для почвенно-климатических условий Канской лесостепи в Красноярском крае, на территории которой расположены крупные угольные разрезы? Необходимы ли ресурсные вложения в повышение продуктивности земель агроландшафтов, реабилитированных угольными разрезами? Кроме того, до сих пор остается малоизученным изменение продуктивности рекультивированных земель в зависимости от мощности почвенного слоя, наносимого на поверхности реабилитируемых агроландшафтов.

Для получения новых знаний, дающих исчерпывающие ответы на эти вопросы, в июле-августе 2010 г. проводили полевые исследования в перспективных контурах горного отвода угольного разреза «Бородинский» на территории старопахотных земельных угодий, а также на поверхности внешних и внутренних отвалов, созданных угольным разрезом с 1950 по 1985 г.

Наши исследования были приурочены к контрольным прикопам, имеющим кустовое расположение на западном и восточном флангах, центральной части горного отвода угольного разреза «Бородинский». В контурах горного отвода прикопы расположены вблизи маркшейдерских пикетов с номерами 2, 30, 42 и 54. Исследуемый плодородный слой почвы мощностью 0,35–0,75 м представлен старопахотными черноземами.

В радиусе 1,5 м от прикопов на рельефе накладывали ячейки размером 1х1 м из деревянных брусков соответствующей длины сечением 30х45 мм. Далее на этой площади ручным серпом на расстоянии 2–3 см от земной поверхности скашивали надземную часть растений. Массу скошенной растительности измеряли путем ее взвешивания на бытовых весах. Результаты замеров представлены на фотографиях (рис. 2.11).

На рис. 2.11 слева изображен средний уровень фитомассы, произрастающей в непосредственной близи от прикопа с мощностью ПСП 0,37 м. На рис. 2.11 справа изображен средний уровень фито-массы, произрастающей в непосредственной близи от прикопа с мощностью ПСП 0,55 м. Результаты исследования продуктивности представлены графически на рис. 2.12 с учетом изменения содержания гумуса в почвах в диапазоне от 8 до 10 %. На графике хорошо просматривается тенденция увеличения продуктивности земель как с ростом мощности ПСП, так и с увеличением содержания гумуса.

Рис. 2.11. Результаты замеров продуктивности фитомассы, произрастающей на старопахотных почвах

Графическая интерпретация продуктивности старопахотных земель, находящихся в естественном состоянии, высвечивает следующие тенденции в ее изменении: в диапазоне мощности почвенного слоя от 0,35 до 0,45 м наблюдается прирост фитомассы на уровне 3,0 ц/га на каждый сантиметр увеличения мощности почвенного слоя; увеличение мощности почвенного слоя на 0,1 м, т.е. в диапазоне 0,46–0,55 м, обусловливает прирост фитомассы на уровне 21 ц/га; дальнейшее увеличение мощности почвенного слоя с 0,55 до 0,75 м обусловливает рост фитомассы на уровне 0,6–0,9 ц/га на каждый сантиметр почвенного слоя.

Рис. 2.12. Изменение продуктивности старопахотных земель в естественно-природном состоянии

Кроме того, увеличение содержания гумуса в старопахотных земельных угодьях на 1 % вызывает рост их продуктивности на 6–8 ц/га.

В ходе визуального осмотра поверхностей отвала была выдвинута гипотеза о том, что густота травянистого покрова находится в зависимости от мощности почвенного слоя, нанесенного в ходе горнотехнического этапа рекультивации. Это позволило в дальнейшем существенно сократить объем земляных работ по созданию прикопов в нанесенном почвенном слое и выполнить исследования в более короткий временной период для получения корректных результатов.

На начальном этапе полевых исследований на поверхности отвалов выбирали участки земель с незначительной густотой травянистого покрова (рис. 2.13). На этих участках мощность нанесенного почвенного слоя составила 10–15 см (рис. 2.14).

Визуальный осмотр поверхности отвалов с мощностью почв 0,1–0,2 м показал отсутствие смыкаемости надземной части растений на этих участках. На последних наблюдаются участки земель размером до 0,3х0,3 м с полным отсутствием растительности. Такие участки хорошо просматриваются на фотографиях, представленных на рис. 2.15.

На следующих этапах проведения исследований на участках с более густым травянистым покровом создавали прикопы, которые показали мощность нанесенного почвенного слоя от 0,18 до 0,4 м (рис. 2.16, 2.17). Нанесенный в ходе проведения горнотехнической рекультивации почвенный слой характеризуется содержанием гумуса в диапазоне от 4 до 6,2 % и увеличенным содержанием глинистых фракций до 55 %.