Мелиорация, рекультивация и охрана земель Заиграевского района

    В случае неглубокой вспашки пласт  разделывают под небольшим (8... 11⁰) углом атаки дисковых батарей, а дискование проводят сначала вдоль пласта, чтобы исключить извлечение древесных остатков и дернины на поверхность, а затем под некоторым углом к основному направлению пласта для выравнивания поверхности. При глубокой вспашке пласт разделывают под большим (до 90°) углом атаки дисковых батарей, а дискование проводят диагонально-перекрестным способом перемещения дисковой бороны.

    Дискование  болотно-торфяных почв начинают спустя 3...5 суток после вспашки, а на минеральных участках — вслед за вспашкой.

    На  мелкозалежных торфяных почвах более  рациональный способ первичной обработки — фрезерование. Оно способствует сохранению органического вещества торфяной залежи, не нарушает естественного распределения биологической активности по слоям торфа.

После первичной обработки почвы, рекультивируемые площади прикатывают до посева или после посева с целью уплотнения и выравнивания поверхности для равномерной заделки семян по глубине. Кроме того, прикатывание способствует увлажнению пахотного слоя торфа за счет капиллярного подпитывания из нижних слоев почвы, предотвращая иссушение верхнего слоя. В качестве предварительных культур рекомендуют возделывать овес, корнеплоды, картофель, озимую рожь, горохоовсяную смесь, люпин. Выбор предварительных культур определяется потребностью в них хозяйств, почвенно-климатическими условиями района, степенью разложения торфа. При возделывании предварительных культур происходят усадка и уплотнение торфа, усиливаются микробиологические процессы и минерализация его.

Придонный слой торфа многие столетия находился  в анаэробных условиях, и поэтому процессы разложения органического вещества и накопление подвижных форм элементов питания в первые годы освоения протекают медленно. Источником питания в этот период для растений являются в основном вносимые минеральные и органические удобрения. Дозы минеральных удобрений зависят от сроков и способов их внесения, планируемой урожайности, обеспеченности почвы элементами питания, коэффициента использования растениями питательных веществ из удобрений, биологических особенностей культур. Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур на выработанных торфяниках в качестве минеральных рекомендуют вносить калийные удобрения. Минеральные удобрения вносят в почву как осенью под озимые, так и ранней весной в подкормку или при посеве. Средние нормы калийных удобрений при окультуривании 1 га выработанных площадей торфяных месторождений составляют под однолетние и многолетние травы 180...240 кг, под корнеплоды и клубнеплоды — 200...240 кг, под зерновые и бобовые культуры — 150...180 кг. Органические удобрения вносят в зависимости от мощности остаточного торфа, но не менее 30...40 т на 1 га рекультивируемой площади. 

3.3. Аграрные  ландшафты и их деградация 

Аграрный  ландшафт (агроландшафт) — это территориальная система, состоящая из взаимодействующих природно-антропогенных компонентов, обеспечивающих получение сельскохозяйственной продукции. Обычно агроландшафт формируют на основе природного ландшафта с учетом рельефа местности и почвенно-климатических особенностей.

По функциональному  назначению агроландшафты подразделяют на полевые, лугопастбищные, лесоаграрные, садовые и др. По степени антропогенного воздействия они могут быть неосвоенными целинными, освоенными распаханными, залежными, окультуренными, мелиорированными, акультурными и деградированными (опустыненными).

Морфологической частью агроландшафта служит агроурочище, выделенное на основе мезоформы рельефа — ложбина, лощина, блюдцеобразное понижение, участок склона и т.п. В пределах агроурочища находятся агрофации (комплексы самого низкого таксонометрического ранга), выделяемые на основе уровней грунтовых вод, почвенной разности и степени деградированности, мелиоративной обстановки, биоценоза и т.п. К агрофациям относят полезащитные лесные полосы, полевые дороги, противоэрозионные гидротехнические сооружения (террасы, валы с широким основанием на пашне) и различные инженерно-биологические сооружения.

Агроландшафты испытывают негативное воздействие  природных явлений в виде суховеев, засух, заморозков и морозов, ветровой и водной эрозии и пр.

Чем больше природный ландшафт преобразован человеком, тем сильнее негативные явления нарушают структуру агроландшафта и тем больше требуется вложения дополнительной энергии (к энергии Солнца) для сохранения его устойчивости и продуктивности.

Существенный  вред продуктивности и устойчивости агроландшафтов наносится там, где их функциональное назначение научно не обосновано, отсутствует адаптивное (приспособительное к условиям природной среды) хозяйствование и нарушены пределы вмешательства в природу. Предел воздействия должен обеспечивать саморегуляцию и природосберегающее антропогенное управление.

Если  не соблюдать эти принципы, то в  процессе эксплуатации культурные агроландшафты  переходят в акультурные, а затем - в деградированные. Между культурным и деградированным состоянием ландшафты проходят несколько стадий:

Стадия  экологической нормы (ЭН) соответствует слабому уровню деградации ландшафта, когда нарушения его структуры не проявлены, поддерживается почвенное плодородие, не зафиксированы процессы опустынивания, сохраняется биоразнообразие.

Стадия  экологического риска (ЭР) наступает  тогда, когда проявляются признаки деградации на площади до 20%, вызывая на ней падение биологической продуктивности ландшафта. Очаговая деградация при этом не угрожает общей устойчивости ландшафта.

Стадия  экологического кризиса (ЭК) фиксируется  при признаках деградации, проявляющихся на площади 20-50%. Это вызывает падение биологической продуктивности и устойчивости ландшафта и ухудшение его средозащитных функций.

Стадия  экологического бедствия (ЭБ) соответствует деградационным процессам, охватывающим 50-100% площади ландшафта, который уже не выполняет своих средозащитных и продуцирующих функций.

Процесс деградации аграрных ландшафтов России, наблюдающийся на площади около 185 млн. га, проявляется в следующем:

• переувлажнено и затоплено 25,6 млн. га;
• заросло кустарником и мелколесьем — 10 млн. га;
• загрязнено тяжелыми металлами и радионуклидами — 5 млн. га;
• нуждается в рекультивации — 2,3 млн. га.

Процессами  опустынивания охвачено около 100 млн. га сельскохозяйственных угодий, из них 52 млн. га относятся к дефляционно-опасным, 1,7 млн. га — к подверженным дефляции, 27,8 млн. га, подверженным водной эрозии и 12,3 млн. га — к засоленным.

Следовательно, деградационными процессами, в той или иной степени, затронута большая часть сельскохозяйственных ландшафтов России. При этом потребность в орошении составляет 22-29 млн. га, в агролесомелиорации — 100 млн. га. 

3.4.  Биологическая рекультивация деградированных земель 

     Биологическая рекультивация, включая инженерно-биологические мероприятия, делится на два основных вида; общего и профилактического назначения.

     Общая биологическая рекультивация техногенных  ландшафтов осуществляется на отвалах, хвостохранилищах и промышленных площадках, которые сформированы и будут находиться на постоянно нарушенных землях.

     Профилактическая  биологическая рекультивация проводится на территориях нарушенных земель, которые находятся во временном пользовании. К ним следует отнести борта действующих карьеров, временные отвалы, откосы и участки формирующихся отвалов и хвостохранилищ, а также постоянные отвалы, представленные кварцитом крупных размеров.

     Исходя  из лесорастительных условий преобладающих  горных пород, нецелесообразно на нарушенных землях создавать насаждения древесных пород следующих категорий:

• на откосах всех видов техногенных ландшафтов крутизной более 8-10 — только противоэрозионные насаждения;
• на поверхности и пологих склонах суглинистых и глинистых нарушенных земель при площади поверхности до 50 га насаждения общего хозяйственного назначения;
• на поверхности и пологих склонах суглинистых и глинистых техногенных земель при площади поверхности более 50 га — насаждения общего хозяйственного назначения или систему полезащитных лесных полос в случае их сельскохозяйственного освоения;
• на поверхности и пологих склонах меловых, песчано-меловых и мело-мергельных нарушенных земель при площади поверхности до 50 га — противоэрозионные насаждения;
• на поверхности и пологих склонах меловых песчаных, песчано-меловых и мело-мергельных бросовых землях при площади поверхности более 50 га — противоэрозионные насаждения или систему полезащитных лесных полос после землевания и сельскохозяйственного освоения;
• при расположении техногенных земель в зоне городов и населенных пунктов — лесопарковые и парковые насаждения независимо от состава горных пород;
• в карьерах — только санитарно-гигиенические и озеленительные насаждения независимо от видов горных пород;
• на хвостохранилищах при обязательном проведении горнотехнической рекультивации (нанесение растительного слоя или относительно плодородных горных пород мощностью не менее 0,4 м) — противоэрозионные, санитарно-гигиенические и озеленительные насаждения;
• на участках с оползневыми явлениями проводят укрепление 
  верхнего слоя;
• на промышленных площадках — озеленительные и санитарно-гигиенические насаждения.

     Основными факторами, определяющими типы лесных культур, являются состав горных пород на нарушенных землях и назначение выращиваемых насаждений. На типы и технологию выращивания лесных культур оказывают влияние срок выветривания горных пород, элементы рельефа, а также общие условия — климатические, биологические особенности древесно-кустарниковых растений. Для преобладающих горных пород и отдельных грунтосмесей в условиях Курской магнитной аномалии определен ассортимент древесно-кустарниковых пород для широкого и ограниченного использования. Однако выбор основной породы и особенности выращивания лесных культур нужно осуществлять с учетом целевого назначения насаждений.

     Посадка лесных насаждений на отвалах производится сеянцами, крупномерными саженцами. Для тополей, ив возможна посадка черенками. При высокой крутизне отвалов (40-50°), сильно расчлененном рельефе, возможен гидропосев семян, например, облепихи, акации белой, ольхи серой, клена ясенелистного.

     Высаживают  лесные растения на отвалах весной и осенью. Весенняя посадка предпочтительна дня большинства пород. При этом лесокультурные работы следует начинать на 7-10 дней раньше по сравнению с началом работ на зональных почвах, поскольку грунт на отвалах подсыхает быстрее.

С целью  повышения продуктивности и устойчивости растений в сложных лесорастительных условиях отвалов начаты работы по селекции. Они включают выделение  наиболее продуктивных особенностей внутри вида, их испытание и внедрение. Однако данные работы, несмотря на высокую эффективность (увеличение продуктивности, устойчивость на 5-150%) носят эпизодический характер из-за малочисленности соответствующих специалистов и отсутствия средств на эти работы.

В условиях севера России самовосстановление нарушенных биоценозов происходит только на увлажненных торфянистых почвах с ровной поверхностью. В остальных случаях необходимо проведение инженерно-биологических мероприятий по искусственному расселению трав и древесно-кустарниковой растительности. При этом проводимые мероприятия должны быть направлены на сохранение вечной мерзлоты, приближаться по своим параметрам к естественным условиям.

Закрепление грунтов с помощью почвенных  микроорганизмов – водорослей получило название альгофитомелиорации. В Российской Федерации проделаны значительные опытные работы по применению почвенных водорослей для закрепления промышленных отвалов, особенно в условиях Крайнего Севера. Водоросли способствуют связыванию атмосферного азота, закрепляют питательные вещества в почве, интенсифицируют почвообразовательные процессы на техногенных почвогрунтах, ослабляют эрозионные процессы, повышают аэрированность грунта. Это происходит как за счет связывания нитчатыми и зелеными водорослями частиц почвы непосредственно, так и при воздействии их органических выделений процесса жизнедеятельности. Применение альгофитомелиорации позволит в 5-10 раз снизить стоимость работ по рекультивации промышленных отвалов. Этот метод может применяться как самостоятельно, так и в сочетании с другими инженерно-биологическими мероприятиями.

Применяемая технология заключается в выделении  в природных условиях перспективных микроорганизмов, последующее их размножение в контролируемых условиях. Полученную суспензию наносят на отвалы гидроспособом так, чтобы поверхность увлажнялась на глубину до 1 см. В последующем на отвалах, возможно, высевать травы или создавать лесные насаждения. Для условий Севера успешно использованы как чистые культуры (Clorella vulgaris, Neospongiococcum sp., Synechocustis sp., Chlorococcum sp. и др.) так и альгосообщества.