Дальний Восток - Ставропольский государственный аграрный

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ставропольский государственный аграрный университет»
ВОСПРОИЗВОДСТВО
ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
Ставрополь – 2011
УДК 631.417.2:631.47
ББК 40.64(235.45)
И 201
Рецензенты:
ISBN 5-7267-0324-3
Приведена краткая история развития мелиорации в России. Дана мелиоративная
характеристика основных факторов почвообразования.
Изложены специфика и
особенности выполнения полевых почвенно-мелиоративных изысканий на
мелиорируемых объектах, методы полевых и лабораторных исследований. Дан
сравнительный анализ современных методов комплексной мелиоративной оценки почв.
Обоснована целесообразность мелиорации почв как средства производства,
главным образом, растениеводческой продукции. Предлагается принципиально новая
методика мелиоративной оценки почв как естественноисторического тела природы и
объекта мелиорации. Определены основные мелиоративные показатели для
составления мелиоративных карт и соответствующих картограмм. Рассмотрены
различные варианты мелиоративной оценки почв для практических целей. Приведены
конкретные примеры мелиорации почв для различных целей и составления картограмм
в целях разработки приемов их рационального использования.
Табл. 47. Рис. 17. Библиогр.: 394 назв.
Под редакцией профессора В.Д. Иванова.
ISBN 5-7267-0324-3
© Иванов В.Д., Кузнецова Е.В., 2006.
©
Федеральное
государственное
образовательное
учреждение
профессионального
образования
«Воронежский
государственный
университет имени К.Д. Глинки», 2006.
высшего
аграрный
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Краткая история
2. Почвенно-мелиоративные исследования
3. Химическая мелиорация почв
3.1 гипсование,
3.2 известкование
4. Агролесомелиорация
5. Рекультивация нарушенных земель
Список литературы литература
ВВЕДЕНИЕ
Общая площадь возделанных земель на земном шаре превышает 1200 млн. га, из
них около 45% приходится на умеренный пояс, приблизительно 23% возделанных
земель сосредоточено в тропиках, 17% - в субтропиках и только около 15% падает на
умеренно холодный (бореальный) пояс.
Дальнейшее расширение земледелия здесь возможно только при дорогостоящей
мелиорации и развитии орошения, которое даст лишь небольшое увеличение
земледельческой площади, так как водные ресурсы ограниченны. Поэтому главное
внимание во всех странах направлено на повышение плодородия почв путем
применения удобрений, накопления и сбережения атмосферных осадков в почве и
искусственного орошения. Это позволяет повысить урожаи в 2-3 раза при высокой
механизации сельскохозяйственных работ.
Последнее место в производстве сельскохозяйственной продукции занимает
умеренно холодный (бореальный) пояс, где составляют 150 млн га пахотные земли.
Набор культур ограничен из-за недостатка тепла, но здесь много влаги и очень
эффективно применение удобрений. Кроме того, земли этого пояса близко
расположены к современным жизненным центрам. Расширение земледельческих
площадей ограничивают интересы лесного хозяйства, которое имеет также большое
значение для жизни человечества. Поэтому главное внимание в этом поясе должно
быть обращено на осушение заболоченных и болотных почв и на поднятие
урожайности культур с помощью органических и минеральных удобрений. Оценивая
возможности развития и расширения земледелия в будущем, можно сделать
следующие выводы:
1. Общая площадь земледелия в мире в целом может быть увеличена в 2 раза,
без большого сокращения лесов и пастбищ, главным образом за счет земельных
резервов тропиков и частично за счет субтропиков и бореального пояса.
2. Средняя мировая урожайность многих сельскохозяйственных культур может
быть увеличена в 2-3 раза за счет улучшения агротехники, мелиорации, широкого
применения удобрений и использования новых, более урожайных сортов.
Таким образом, мировое производство сельскохозяйственных продуктов может
увеличиться в 4-5 раз, но только при правильной организации и высокой механизации
сельскохозяйственного производства. Это реальная перспектива, которая может быть
осуществлена, если будут проведены необходимые экономические и социальные
преобразования и устранены те препятствия, которые тормозят развитие сельского
хозяйства в условиях капитализма.
Россия относится к числу стран, наиболее обеспеченных земельными ресурсами,
но при этом она имеет небольшое количество земли, благоприятной для жизни и
хозяйственной деятельности человека. Большие площади России заняты тундрой,
тайгой, горными массивами, болотами и заболоченными участками. Только 13%
земельных площадей страны используется в сельском хозяйстве (пашни, сады,
сенокосы, пастбища), причем доля самых ценных земель (пашни) составляет всего 8%.
Большая часть сельскохозяйственных земель расположена на юге страны. Под
пашню используются наиболее плодородные почвы - черноземы, серые лесные и
темно-каштановые.
Основная земледельческая зона страны состредоточена в зоне смешанных лесов,
лесостепей, степей. Подзолистые и каштановые почвы используются под пастбища и
сенокосы.
Происходит постоянное уменьшение пахотных угодий за счет использования
сельскохозяйственных земель под строительство водохранилищ, промышленных
предприятий, дорог и т.п. Поэтому необходимо рационально использовать пахотные
угодья и повышать их производительность.
Работы по улучшению почв с целью повышения их плодородия называются
мелиорацией. Почва подвержена эрозии под действием дождевых и талых вод, ветра.
Неправильная распашка земли и неумеренный выпас скота также способствуют
развитию эрозии почв. Для борьбы с водной эрозией используют пахоту и посев
поперек склона, глубокую вспашку для увеличения водопоглощения, лесозащитные
полосы, посадку лесов по склонам балок и оврагов, против ветровой эрозии безотвальную обработку почвы. Также применяются осушение заболоченных и
орошение засушливых земель, борьба с засолением почвы, внесение удобрений, научно
обоснованный севооборот.
Дисциплина включает
1. Углубленное изучение особенностей в проведении полевых почвенно-мелиоративных
изысканий,
детальное
исследование
гидрогеологических,
геоморфологических и почвенно-мелиоративных условий объекта мелиорации.
2. Полевое и лабораторное изучение водно-физических, физических и
химических свойств почвогрунтов, составление детальной почвенно-мелиоративной
карты (как правило, в масштабах 1:2000-1:5000) с соответствующими картограммами.
3. Составление подробной пояснительной записки по мелиорируемому объекту с
выводами и предложениями о целесообразности мелиорации и анализом возможных
отрицательных последствий. Материалы почвенных и мелиоративных изысканий
должны раскрывать причины низкого плодородия почв и намечать систему
мероприятий, направленных на повышение их плодородия, прогнозируемую
урожайность.
Цель изучения дисциплины
- расширение и углубление знаний о почвах, нуждающихся в различных видах
мелиораций;
- обоснование целесобразности в проведении соответствующих мелиоративных и
культуртехнических работ, приемов и способов поверхностного и коренного
улучшения почв агромелиоративными средствами;
- определение характера и направленности процессов, происходящих в почвах до
мелиорации и под влиянием (воздействием) оросительных, осушительных,
противоэрозионных, фитомелиоративных, химических и других мелиораций;
- прогнозирование интенсивности и характера изменений в почвах, правильного
выбора объекта мелиорации и рекомендаций по наиболее эффективному
использованию мелиорируемого почвенного покрова;
- предотвращение отрицательных экологических и экономических последствий в
использовании почв на основе материалов детальных почвенно-мелиоративных
изысканий;
- выявление в конкретной природной обстановке истинных причин низкого
плодородия почв;
- определение оптимальных и эффективных приемов и способов мелиорации почв;
- определение основы рационального использования мелиорированных почв и
существенного повышения их потенциального и реального плодородия.
Основные задачи изучения дисциплины
- ознакомление студентов с различными видами мелиораций, эффективностью и
масштабами их проведения в России по регионам и в пределах ЦЧР;
раскрытие
особенностей
геоморфологических,
гидрогеологических,
геоботанических, почвенных и эрозионных изысканий на мелиорируемом объекте;
- определение характера и направленности процессов почвообразования на объектах,
подлежащих орошению, осушению, противоэрозионной и химической мелиорации,
коренному и поверхностному улучшению при выполнении почвенно-мелиоративной
съемки;
- обобщение и отражение материалов полевых и камеральных исследований в
пояснительной записке к почвенно-мелиоративной карте и картограммам;
- подготовка конкретных рекомендаций, предложений и нормативных рекомендаций
для данного объекта, показателей, которые могут быть использованы в техническом
задании и проектировании.
Знания по мелиоративному почвоведению будут использованы специалистами в
практической работе проектных и научно-исследовательских учреждений системы
«гипрозем» и «гипроводхоз», проектно-изыскательских станций (центров) химизации,
машинно-мелиоративных станций. Они необходимы в практической работе
землеустроителя, лесо- и лугомелиоратора, почвоведа, эколога, агронома, агрохимика,
для проведения комплексного агрохимического окультуривания кислых, солонцовых и
деградированных почв, а также для рационального использования мелиорированных
почв.
1. Краткая история
В 1894 году при Министерстве земледелия и государственных имуществ России
был создан Отдел земельных улучшений (ОЗУ). Отдел занимался орошением и
обводнением земель, осушением болот и добычей торфа, гидротехническими и
противоэрозионными работами, регулированием рек, строительством водозаборных
скважин и другими видами мелиораций, выполнявшихся за счет государственных
средств, управлением водохозяйственными организациями на местах. Отдел земельных
улучшений также разрабатывал законодательную основу для проведения земельных
улучшений (мелиорации). В 1902 г. был принят первый в России мелиоративный закон
«Правило об устройстве канав и других водопроводных сооружений на чужих землях
для осушительных, оросительных и обводнительных целей», а в 1913 г. были
подготовлены и приняты Государственной Думой постановление о включении
мелиорации в число важнейших направлений деятельности государства, проекты
законов о мелиоративных товариществах (кооперативах крестьян для совместного
проведения мелиоративных работ) и об утверждении уездных организаций ОЗУ.
К 1913 г. в России орошалось около 4 млн га земель, а площадь осушаемых
земель составляла 2,8 млн га. До Октябрьской революции 1917 г. в России площади
орошаемых земель составляли 3,8 млн га, осушенных - 3,2 млн га. В 1917-1918 гг.
образовались первые мелиоративные товарищества - кооперативы крестьян для
совместной мелиорации земель.
Отдел земельных улучшений, просуществовавший до 1918 г., проводил
мелиоративные изыскания и разработки проектов, многие из которых были
осуществлены уже при Советской власти.
Дальнейшие перспективы развития мелиоративного строительства открылись
после Октябрьской революции 1917 г. В мае 1918 г. В.И.Ленин подписал декрет об
ассигновании 50 млн руб. на оросительные работы в Туркестане. Большое значение
мелиорации крестьянских земель отмечено в резолюции 8-го съезда партии (1919 г.) по
отчетному докладу В.И.Ленина и в плане ГОЭЛРО (1920 г.). В плане электрификации
России - ГОЭЛРО имелся специальный раздел «Мелиорация и электрификация»,
подготовленный профессорами А.М.Дмитриевым и А.Н.Костяковым. Важное значение
для мелиорации земель имело постановление Совета Труда и Обороны «О борьбе с
засухой» (апрель 1924 г.).
В СССР развитие мелиорации началось в первую пятилетку (1929-1932 гг.). К
1941г. площадь мелиорируемых земель составила свыше 11,8 млн. га. В 1945-1965 гг.
были восстановлены и частично реконструированы мелиоративные системы,
построены новые: в зоне Волго-Донского, Кубань-Егорлыкского, Терско-Кумского
каналов, Барабинской степи (Западная Сибирь) и др.
Стремительными темпами мелиорация развивалась после майского (1966 г.) и
особенно ноябрьского (1984 г.) Пленумов ЦК КПСС. На мелиорацию были выделены
крупные государственные средства, которые в 1966 году составили 1,7 млрд руб., в
1985 году - 8,3 млрд руб., и материально-технические ресурсы. За 1967-1985 гг.
существенно возросли площади орошаемых (с 9,8 до 19,7 млн га) и осушенных (с 7,5 до
14,6 млн га) земель, из 48,7 тыс. колхозов и совхозов мелиорированные земли имели
около 39 тыс. хозяйств.
К 1990 г. в стране было 6,1 млн. га орошаемых и 5,1 млн. га осушенных земель.
Мелиорируемые земли, занимая 5% земельных угодий, давали до 15% валового
производства продукции растениеводства. В последние годы из-за сокращения объемов
работ по реконструкции и ремонту мелиоративных систем ввиду снижения
финансирования мелиоративное состояние орошаемых и осушенных земель
ухудшается, и их переводят в разряд немелиорируемых. а мелиоративные системы
списываются.
Мелиорация земель на Дальнем Востоке. До конца пятидесятых годов ХХ
столетия осушение земель Дальнего Востока велось в незначительных размерах и с
использованием малосовершенной техники. Осушение земель проводили с помощью
сети нагорных каналов через 300-400 м. Осушающее действие таких систем было очень
низким. Под пашню с большими трудностями удавалось использовать только буроподзолистые и частично лугово-бурые почвы, расположенные на увалах с
выраженными уклонами земли.
В начале шестидесятых годов в практике проектирования осушительных систем
стали применять схему осушения СевНИИГиМа, разработанную для северо-западной
зоны страны, которая не учитывала особенностей природно-климатических условий и
сельскохозяйственного производства Дальнего Востока. Основными осушающими
элементами мелиоративной системы СевНИИГиМ были узкозагонная вспашка
(регулирующий элемент) и выводные борозды (регулирующий и первичный
проводящий элемент), которые противоречили принятой на Дальнем Востоке
агротехнике возделывания пропашных культур (выращивание на грядах и гребнях).
В 1962–1964 гг. в проектах осушения тяжелых почв Приморья и Приамурья
стали применять систематические и выборные ложбины для обеспечения более
полного сброса застойных поверхностных вод. Однако, как показала практика
использования осушенных земель таким способом, ложбины протяженностью 100-200
м практически труднопроходимы для сельскохозяйственных машин при
переувлажнении почвы. Уже через два года на большинстве систем ложбины были
заменены на обычные каналы. Замена ложбин на открытую регулирующую сеть через
100-200 м также не обеспечивала создания нормального водного режима почв для
большинства сельскохозяйственных культур.
В последующие годы (1965-1970) в проектах мелиоративных систем, в
дополнение к сети открытых каналов, стали предусматриваться агромелиоративные
мероприятия – узкозагонная вспашка, профилирование, кротование, кротовый дренаж,
гребни, гряды. Способы воздействия их на водный режим различны. Одни ускоряют
сток по поверхности почвы и пахотному слою (узкозагонная вспашка, гряды, гребни);
другие уменьшают увлажненность пахотного слоя, увеличивая влагоемкость
подпахотных горизонтов и размещая частично в них избыточные воды пахотного слоя
(кротование); третьи сбрасывают избыточные воды внутренним стоком по
подпахотным горизонтам (кротовый дренаж).
При
правильном
применении
агромелиоративные
мероприятия
на
мелиоративных системах с сетью открытых каналов являются эффективным средством
в борьбе с переувлажнением почвы во время муссонных дождей.
Одновременно со строительством мелиоративных систем с открытой
регулирующей сетью велись исследования по изучению работы закрытого дренажа в
почвенно-климатических условиях Дальнего Востока. Исследовательская работа под
методическим руководством ВНИИГиМ проводилась в 1960-1962 гг. на опытном
участке совхоза «Унгунский» Еврейской автономной области, в 1963-1964 гг. - на
Дальневосточной опытно-мелиоративной станции СевНИИГиМа и в 1963-1970 гг. - в
производственных условиях в совхозе им. Ленина Хабаровского края. Материалы
исследований свидетельствуют, что на большей части тяжелых почв Приморья и
Приамурья закрытые осушительные системы работают как классический дренаж,
отводя преимущественно гравитационную подпертую воду и воду из гумусового
горизонта через засыпку траншей дрен. Поэтому тяжелый механический состав не
препятствует применению закрытых осушительных систем на минеральных почвах
Приморья и Приамурья.
В настоящее время в Дальневосточном регионе построены и используются в
сельскохозяйственном производстве следующие типы мелиоративных систем:
1) осушительные системы с открытой регулирующей сетью;
2) осушительные системы с закрытой регулирующей сетью;
3) осушительно-увлажнительные системы с открытой регулирующей сетью;
4) осушительно-увлажнительные системы с закрытой регулирующей сетью;
5) осушительно-увлажнительные системы с открытой и закрытой регулирующей
сетью;
6) осушительно-увлажнительные автоматизированные системы с закрытой
регулирующей сетью для полива малыми поливными нормами;
7) осушительно-увлажнительные системы с закрытой регулирующей сетью для
утилизации сточных вод.
За 30-летний период (1965-1995 гг.) площадь мелиоративных сельхозугодий по
Дальнему Востоку увеличилась в 4 раза, особенно высокие темпы мелиорации земель
отмечались в период с 1970 по 1980 г. За этот период площадь мелиорированных
земель значительно возросла.
Строительство мелиоративных систем на Дальнем Востоке осуществлялось
Главным управлением по мелиорации земель и строительству совхозов
(Главдальводстрой). Техническое обслуживание, капитальный и текущие ремонты
мелиоративных систем выполнялись краевыми (областными) производственными
управлениями водного хозяйства.
Научное обеспечение технических средств, технологических процессов,
конструкций, способов и приемов освоения и использования мелиорированных земель
выполнялось Дальневосточным научно-исследовательским институтом гидротехники и
мелиорации, его Хабаровским филиалом и комплексными отделами в областях. В
системе строительных, проектных и научных организаций только Минводхоза на
Дальнем Востоке было занято почти 40 тыс. человек.
Научно-исследовательские работы ДальНИИГиМа, а также передовой
производственный опыт эксплуатации и сельскохозяйственного использования
мелиорированных земель позволили в последующие годы (1975-1980) запроектировать
и построить наиболее совершенные в научно-техническом отношении мелиоративные
системы, отвечающие всем экологическим и производственным требованиям. К таким
мелиоративным системам относятся: модульная автоматизированная осушительноувлаж-нительная система для полива малыми поливными нормами, осушительноувлаж-нительная система для утилизации навозных стоков, осушительные системы с
закрытой регулирующей сетью с применением бестраншейного способа укладки
полиэтиленовых гофрированных труб.
В Дальневосточном регионе насчитывается более двухсот осушительно-увлажнительных (кроме рисовых) систем. Наибольший удельный вес орошаемых площадей
приходится на Приморский край. Практически все овощные культуры размещаются на
орошаемых землях.
Как показала практика сельскохозяйственного использования орошаемых
земель, продуктивность их остается недостаточной и в целом не превышает
продуктивности
земель
с
осушительной
сетью.
Основнми
причинами
неудовлетворительного использования этих земель являются низкий технический
уровень оросительных систем, отсутствие научно обоснованного режима орошения.
Повышенная трудоемкость при эксплуатации систем с переносными напорными
трубопроводами, сложность использования широкозахватной техники в условиях
муссонного климата при возделывании овощных культур на грядах и гребнях - все это,
в конечном итоге, привело к тому, что систематически орошалась лишь незначительная
часть земель с осушительно-увлажнительной сетью. Кроме того, систематическое
орошение овощных культур в отдельные годы нужного эффекта не дало. Причина
этого явления - несоответствие принятого традиционного прерывистого орошения
особенностям выпадения атмосферных осадков в условиях муссонного климата.
В условиях муссонного климата часто случается так, что после традиционного
прерывистого орошения нормой 250-300 м3/га наступает дождливая погода,
приводящая к сильному переувлажнению почвы, которое препятствует
своевременному проведению механизированного ухода за посевами.
Этих недостатков лишено орошение малыми поливными нормами (3-5 мм) с
поддержанием влагозапасов в почве на нижнем пределе оптимального увлажнения и
обеспечения максимально возможной аккумулирующей емкости на случай
непредсказуемого выпадения обильных дождей. Стандартный модульный участок
разработан из условий поочередной работы одновременно двух из 40 дождевальных
аппаратов, которые обеспечивают минимальную норму полива, принятую равной 40
м3/га.
Осушительные системы с открытой регулирующей сетью. В
Дальневосточном регионе построенные мелиоративные системы с открытой
регулирующей сетью составляют 79% от общей мелиорируемой площади. Открытыми
каналами осушено: пашни 82,7%, сенокосов - 100% и пастбищ – 100%. В основных
земледельческих районах Дальнего Востока (Приморский и Хабаровский края,
Амурская и Еврейская автономная область) мелиоративные системы с открытой
регулирующей сетью расположены в пределах низкоравнинных, равнинных и
склоновых участков 1 и 2-й террас.
При назначении расстояний между открытыми каналами в качестве основных
требований должны учитываться: уклон местности, мелиоративные группы почв по
агроклиматическим зонам и сельскохозяйственное использование мелиорируемых
земель. На мелиоративных системах с открытой регулирующей сетью основными
требованиями проведения полевых работ в установленные агротехнические сроки и
создания благоприятного водно-воздушного режима почв для произрастания
сельскохозяйственных культур являются сброс поверхностного стока, понижение
уровня грунтовых вод от 0,3 до 0,8 м и отвода гравитационной воды из
корнеобитаемого слоя. Понижение уровня грунтовых вод весной в большей степени
требуется для выполнения механизированных полевых работ (вспашка, предпосевная
культивация, посев).
Почвенный покров рассматриваемой территории весьма разнообразен и
предстален следующими типами почв: торфяники, торфянисто-глеевые, луговоглеевые, лугово-болотные, лугово-бурые, пойменные и другие. Эти типы почв более
чем на 80% характеризуются высокой водопоглотительной способностью
(водовместимостью) и довольно низкой водоотдачей, то есть труднорегулируемым
водным режимом.
Высокое предзимнее влагосодержание почвообразующих пород (грунтов) и
глубокое промерзание зимой предопределяют их интенсивное морозное пучение и, как
следствие, значительные деформации (вплоть до полного разрушения) сетевых
гидросооружений (особенно трубчатых быстротоков и перепадов), уменьшая в 2-3 раза
срок их службы.
На мелиорированных землях открытой сетью каналов регулирование водного
режима тяжелых по механическому составу почв достигается в основном за счет
поверхностного стока воды в период муссонных дождей. Хороший результат может
быть достигнут только тогда, когда поверхность поля хорошо выровнена и
большинство сельскохозяйственных культур выращиваются на грядах и гребнях.
Кроме организации поверхностного стока на мелиоративных системах с
открытой
регулирующей
сетью
дополнительно
должны
применяться
агромелиоративные мероприятия по организации внутрипочвенного стока влаги. Это
достигается за счет строительства кротового дренажа, который закладывается на
глубину 0,8-0,9 м с расстояниями между кротовинами 4-5 м.
Гряды и гребни ускоряют сток по поверхности почвы и пахотному слою. Их
мелиоративное воздействие определяется двумя факторами: увеличением высоты
поверхности почвы над уровнем почвенных вод и частичным дренированием пахотного
слоя бороздами. Непременным условием высокой эффективности гряд и гребней в
борьбе с переувлажнением почвы является слабая водопроницаемость подгумусового
горизонта. Гряды и гребни, борозды которых врезаны в водоупорные грунты, начинают
сбрасывать воду сразу же после начала интенсивного дождя. Гряды и гребни можно
считать наиболее приемлемыми агромелиоративными приемами в условиях выпадения
высокоинтенсивных дождей, обеспечивающими быстрый сброс вод по поверхности
почвы и дренирование значительной части пахотного слоя.
Основная и предпосевная обработка почвы имеет значение на мелиоративных
землях с открытой сетью каналов. Регулирование водного режима тяжелых почв
достигается в основном за счет поверхностного стока воды. Хороший результат может
быть получен только тогда, когда поверхность поля будет хорошо выровнена. Это
достигается (кроме планировки поля) за счет правильной основной и предпосевной
обработки почвы.
Кротовый дренаж в условиях Дальнего Востока применяется на
мелиоративных системах с открытой регулирующей сетью для организации
внутреннего стока воды во время выпадения обильных дождей. С учетом
характеристики агрофизических свойств почв в Приморье и Приамурье (Хабаровский
край, Амурская область) кротовый дренаж дает положительный эффект на луговоглеевых оструктуренных и бесструктурных почвах.
Кротовый дренаж на осушенных землях открытой сетью каналов применяется
при возделывании сельскохозяйственных культур на ровной поверхности – зерновые
культуры, однолетние и многолетние травы, и при создании сенокосов и пастбищ.
Осушительные системы с закрытой регулирующей сетью. В
Дальневосточном регионе построено мелиоративных систем, осушенных дренажем,
около 60 тыс. га. В последние годы строительство таких систем осуществлялось
бестраншейным способом с применением гофрированных пластмассовых трубок
диаметром 50 мм. При таком способе строительства не происходит нарушение и
смешивание гумусового горизонта с подпахотными слоями почвы, что позволяет
сохранить естественное плодородие мелиоративных систем.
Основными конструктивными элементами таких систем являются: закрытая
осушительная сеть в виде закрытых собирателей, трубчатого дренажа; оградительная
сеть в виде каналов или дрен; дамбы обвалования, проводящая сеть открытого (в виде
каналов) или закрытого (в виде коллекторов) типа; гидротехнические сооружения и
дороги.
Конструктивные особенности системы определяются конкретными условиями
осушаемой территории. Они зависят от типа водного питания, интенсивности
переувлажнения, почвенных особенностей, климата, рельефа и назначения севооборота
и должны обеспечивать надежное осушение в соответствии с требованиями
сельскохозяйственных культур и сельскохозяйственного производства при условии
максимального сохранения плодородия и минимального ущерба окружающей среде.
В условиях Дальнего Востока наибольшее переувлажнение почв наблюдается во
второй половине лета и начале осени в результате выпадения интенсивных ливневых
осадков, вызывающих быстрое насыщение почвенного профиля водой вплоть до
смывания почвенных слоев поверхностными водами. В условиях затрудненного
естественного водоотвода из почвенного профиля это вызывает продолжительное
переувлажнение почв со значительной или полной потерей урожая. Ситуация
существенно ухудшается в случае поступления поверхностных или грунтовых вод со
смежной территории. В связи с этим территория мелиоративной системы должна быть
ограждена от поступления склоновых и грунтовых вод системой ловчих и нагорных
каналов, а при необходимости оснащена дамбами. Основным расчетным условием
работы осушительной сети при этом является своевременный сброс гравитационных
вод из корнеобитаемого слоя и понижение уровня почвенных вод до необходимой
глубины (нормы осушения) за требуемое время.
Максимально допустимые сроки отвода гравитационной воды из
корнеобитаемого слоя определяются физиологическими особенностями растений для
основных культур. Необходимая норма осушения определяется возможностью
проведения сельскохозяйственных работ, зависит от типа почв и составляет: для
тяжелых оструктуренных почв - 65-75 см, торфяных - 80-90 см, легких минеральных
почв - 50-60 см. В целях своевременного проведения этих работ указанная норма
осушения должна достигаться: в период вегетации сельскохозяйственных культур в
течение 5-6 суток; уборки урожая – 4-5 дней, зяблевой вспашки – 4-6 дней.
В качестве регулирующей сети рекомендуется применение горизонтального
дренажа из гофрированных пластмассовых труб, как наиболее надежных и
позволяющих лучше сохранять плодородие почв в период строительства, так как
данный тип дренажа позволяет вести строительство с привлечением узкотраншейной, а
в ряде случаев и бестраншейной технологии укладки. Особенности применения
закрытого дренажа определяются свойствами почв основных мелиоративных групп и
рельефа территории. Глубина заложения дрен определяется строением почвенного
профиля основных мелиоративных групп и на почвах тяжелого механического состава
(слабопроницаемых и оструктуренных) и располагается на нижней границе,
характерноой для данного типа почв, более проницаемой (оструктуренной) части
почвенного профиля.
Междренное расстояние определяется исходя из конструктивных особенностей;
мелиоративной группой почв и их фильтрационной способностью; фильтрационной
нагрузкой на систему и типом севооборота. В случае наличия грунтово-напорного
питания расстояние должно быть уменьшено в соответствии с интенсивностью
питания. На системах, предназначенных для выращивания полевых культур и
пастбища, междренное расстояние может быть увеличено на 20-30%, а на улучшенных
сенокосах - на 50% по сравнению с системами картофельного или овощного
севооборота.
На тяжелых слабопроницаемых почвах обязательно применение глубокого
мелиоративного рыхления, а на тяжелых оструктуренных почвах глубокое
мелиоративное рыхление проводится при наличии слабофильтрующих подпахотных
горизонтов.
Необходимой частью при строительстве мелиоративных систем с закрытой
регулирующей сетью являются мероприятия по ускорению поверхностного стока, для
чего производится засыпка локальных понижений и выравнивание территории, а также
применение
грядо-гребневых
технологий
выращивания
основных
сельскохозяйственных культур с расположением гряд и гребней в направлении
максимального уклона. Разработано три технологические схемы устройства
бестраншейного пластмассового дренажа.
Осушительно-увлажнительные мелиоративные системы. На Дальнем
Востоке насчитывается около двухсот осушительно-увлажнительных систем с
закрытой и открытой регулирующей сетью (кроме рисовых), что составляет 12% от
общей мелиоративной площади.
Повышенная трудоемкость при эксплуатации систем, с переносными
напорными трубопроводами, сложность использования широкозахватной техники в
условиях муссонного климата и сложного рельефа местности, при возделывании
овощных культур и картофеля на грядах и гребнях - все это в конечном итоге привело к
тому, что систематически орошалась незначительная часть земель с осушительноувлажни-тельной сетью. Более того, даже в тех случаях, когда орошение
сельскохозяйственных культур было более или менее систематическим, эффекта от
орошения в отдельные годы не проявлялось. Причиной этого явилось несоответствие
принятого традиционного прерывистого режима орошения особенностям выпадения
атмосферных осадков в условиях муссонного климата.
Модульная автоматизированная система для полива малыми поливными
нормами, отвечающая почвенно-климатическим и производственным требованиям. Эта
осушительно-увлажнительная система позволяет поддерживать оптимальную
влажность корнеобитаемого слоя почвы в пределах требований сельскохозяйственных
культур по фазам развития растений.
Осушительно-увлажнительная система для почвенно-биологической очистки
сточных вод. Она рассчитана на влагозарядковый полив навозными стоками по
бороздам, включает в себя следующие сооружения:
Верхний биологический пруд для временного хранения и частичной очистки
навозных стоков в зимнее время.
Осушительная система состоит из открытых каналов и густой сети
бестраншейных дрен из пластмассовых гофрированных дренажных труб, которые
выведены в открытые каналы.
Оросительная система состоит из сети закрытых напорных трубопроводов из
полиэтиленовых труб тяжелого типа, диаметром 110-160 мм и металлических
гидрантов, расположенных на верхних отметках местности.
Нижние пруды-накопители расположены каскадно, предназначены для сбора,
хранения и доочистки дренажных вод.
Конструкция мелиоративной системы утилизации навозных стоков является
надежной в эксплуатации и отвечает экологическим требованиям.
Применяемая технология позволяет осуществлять полный цикл почвеннобиологической очистки и сельскохозяйственного использования навозных стоков,
подобрать сельскохозяйственные культуры и порядок чередования их в севообороте,
агротехнику возделывания с учетом санитарных и экологических требований, влияние
различных норм орошения на урожайность сельскохозяйственных культур, плодородие
почвы и качество выращенной продукции.
2. ПОЧВЕННО-МЕЛИОРАТИВНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Организация и планирование почвенно-мелиоративных исследований на
объектах строительства начинаются с разработки программы и сметной документации.
В программе почвенно-мелиоративных изысканий кратко описывают местоположение
и природные особенности объекта, излагаются цели и задачи исследований, дается
характеристика имеющегося материала и его качественная оценка. По результатам
общей рекогносцировки обосновывают масштаб и площадь съемки, объемы
намечаемых работ, методику исследований и сроки выполнения работ. К программе
прилагают обзорную карту района и картограммы изученности. На основе программы
составляют графики выполнения отдельных видов работ, заявки на кадры ИТР,
материалы, оборудование, снаряжение и транспортные средства.
Состав и объем почвенно-мелиоративных изысканий зависит от стадии
проектирования, сложности природных условий объекта, степени его изученности и
конкретных задач проектирования. Изыскательские работы принято проводить в две
стадии – стадия технического проекта и составления рабочих чертежей. Для мелких
участков площадью до 10-15 км2 ведется одностадийное проектирование.
На стадии технического проектирования выполняются: рекогносцировка,
почвенная съемка, изучение водно-физических свойств, агропроизводственная
характеристика и почвенно-мелиоративное районирование. Здесь должны быть
освещены все главные вопросы мелиоративной характеристики почв и грунтов,
необходимые для проектирования. На стадии рабочих
чертежей почвенномелиоративные изыскания выполняются для решения конкретных вопросов освоения
земель, возникающих в процессе проектирования, утверждения проекта и в период
строительства (планировки, промывки, химической мелиорации).
Почвенно-мелиоративные изыскания выполняют на топографической основе с
использованием материалов аэрофотосъемки. Масштаб топографической основы
должен соответствовать заданному масштабу съемки или быть несколько крупнее.
Почвенно-мелиоративная, солевая и ботанико-культуртехническая съемки на
ситуационных планах или устаревшей топографической основе для обоснования
технического проекта или рабочих чертежей допустимы при условии разбивки на
местности поперечников через 100-400 м в зависимости от сложности природных
условий и масштаба съемки.
Масштабы съемок определяют в зависимости от стадии проектирования,
сложности
природных
условий,
конкретно
решаемых
задач.
Солевую,
культуртехническую и геоботаническую съемки выполняют в масштабе почвенной
съемки. Допустимо увеличение площади съемки до 10 % от границ проектируемого
объекта.
Задачами предварительного почвенно-мелиоративного изучения объекта
являются:
1. Ознакомление с физико-географическими и сельскохозяйственными
условиями территории;
2. Установление типов, подтипов, видов почв и грунтов, их особенностей и
закономерностей пространственного распространения;
3. Разработка рабочей классификации почв, грунтов и грунтовых вод для
последующей крупномасштабной почвенной съемки;
4. Выявление
современного
благоприятного
или
неблагоприятного
мелиоративного состояния отдельных районов, почв;
5. Выделение типовых участков для изучения водно-физических свойств.
Предварительное почвенно-мелиоративное изучение производится по методу
почвенно-геоморфологических профилей (катен). Эти профили закладывают с таким
расчетом, чтобы охарактеризовать все наиболее типичные геоморфологические
элементы: водораздельное плато, предгорный шлейф, склоны, речные террасы, долины
рек. Количество и характер расположения профилей намечают по материалам изучения
топографической основы, прежних данных о почвенном покрове и уточняют их
непосредственно на местности.
В результате предварительного почвенно-мелиоративного изучения территории
будут получены материалы, необходимые для проведения крупномасштабной
почвенной съемки:
- схема расчленения территории на почвенно-геоморфологические районы
(участки);
- предварительная систематизация материнских пород и распределение их по
территории;
- систематический список почв с характеристикой их в плане намечаемого
орошения и мелиорации;
- схема размещения типовых участков для изучения водно-физических
свойств почвогрунтов;
- дополнительные данные по характеристике основных свойств почв и
грунтов.
Проработка этих вопросов облегчает проведение крупномасштабной почвенной
съемки и обеспечивает ее научную обоснованность.
Как бы обстоятельно не проводилась предварительное исследование,
большинство программных вопросов получают окончательное разрешение при
выполнении почвенной съемки, при которой составляется почвенная карта заданного
масштаба, устанавливаются закономерности пространственной связи почв, грунтов,
грунтовых вод, освещается генезис почв, собираются пробы почвогрунтов и вод для
лабораторного анализа.
На практике часто почвенно-мелиративную съемку совмещают с
гидрогеологической и топографической. В этом случае осуществляется не только
полезный профессиональный обмен информацией между почвоведами, гидрогеологами
и топографами, но и осуществляется согласованный отбор проб почвогрунтов, воды и
монолитов для дальнейших испытаний; сокращаются расходы и стоимость
изыскательских работ.
Почвенно-мелиоративная и солевая съемки сопровождаются заложением и
проходкой почвенных выработок и скважин. По назначению и глубине проходки
разрезы делят на основные, контрольные и полуямы.
Основные разрезы закладывают на преобладающих элементах рельефа для
изучения строения и особенностей почвенного профиля, характера почвообразующих и
подстилающих пород, распределения влаги, плотности, скопления солей и обязательно
совмещают с геологическими выработками (скважинам, шурфами) и привязывают
инструментально. Глубина основных разрезов на объектах орошения не превышает 4-5
м.
Контрольные разрезы глубиной 1,5-2 м закладывают для изучения
варьирования признаков почв (мощности горизонтов, глубины оглеения, скопления
солей, механического состава, структуры, плотности).
Полуямы до глубины 80 см служат для уточнения границ по признакам в
пределах указанной мощности. Основные и контрольные разрезы подробно описывают
в специальных почвенных журналах по установленной форме с нанесением мазков
каждого генетического горизонта. Пункты заложения разрезов фиксируются на
топооснове. Порядковый номер разреза ставится с правой стороны соответствующего
знака.
Каждый почвенный контур, кроме повторяющихся мелких размером до 1 см2 на
основе, должен быть обоснован основным или контрольным разрезами и полуямами
или прикопками. То же относится и к контурам с комплексным почвенным покровом.
При выполнении съемок на ситуационных планах или устаревшей топооснове
допускается увеличение количества разрезов на 30-50% против нормы. В зависимости
от сложности почвенного покрова на 1 разрез закладывают от 1 до 3 полуям.
Главной целью почвенно-мелиоративных исследований должно быть изучение
генезиса почв для решения вопроса пригодности земель под орошение и прогноза
возможных при этом изменений. Основным методом полевого изучения почв является
метод сравнительного анализа их в различных условиях залегания, развития,
культурного состояния. Возможно и стационарное изучение по сезонной динамике
водного, солевого, карбонатного и других режимов.
Особенностью полевых исследований является их тесная увязка с
геоморфологией, гидрогеологией, материнскими породами в системе «почва – грунты грунтовые воды». Растительность характеризуется по доминирующим группировкам
(эфемерово-полынная, полынно-солянковая, луговая) с указанием наиболее
характерных и представительных видов растений.
После описания почвенного профиля главное внимание уделяют правильному
определению генетического названия почв в соответствии с принятой рабочей
систематикой почв.
В заключении дается мелиоративная оценка почвы в отношении ее пригодности
к орошению, т.е. пригодная, условно пригодная с дополнительными мелиорациями и
непригодная. Указывается потребность в мелиорациях – рассоление, устранение
солонцеватости, предупреждение вторичного засоления.
В результате проведения полевых работ должны быть получены следующие
материалы: полевая почвенная карта в заданном масштабе с подробной легендой, с
нанесением точек разрезов, буровых скважин, границ гидрогеологических районов с
отметками уровня грунтовых вод, список образцов почв с указанием видов и методов
их химического и физического анализов, полевые дневники и записи по точкам
наблюдений за водно-физическими свойствами почв.
Аналитическая обработка материалов полевых исследований и наблюдений
базируется на результатах лабораторных исследований почвогрунтов и служит
дополнительной информацией их мелиоративной оценки. Пробы минеральных почв
отбираются по генетическим горизонтам и литологическим слоям мощностью не более
10 см. В верхнем пахотном слое – в пределах всего слоя. Вес образца составляет не
менее 500 г. Для определения физико-механических и водно-физических свойств
отбираются монолиты почвогрунтов с ненарушенным сложением и парафинированием
их поверхности на период транспортировки и начала лабораторных исследований.
Обычно анализируется 5-7% общего количества основных и контрольных
разрезов. Номера почвенных разрезов, проанализированных на химический и физикохимический состав, отмечаются на почвенной карте соответствующим знаком. Особо
важны анализы на засоленность, солонцеватость, содержание гипса и карбонатов,
механический состав почв и грунтов.
Для характеристики засоленности легкорастворимыми солями применяются
послойные водные вытяжки – полные и сокращенные. В полных водных вытяжках
определяют: сухой и прокаленный остаток; щелочность общую и щелочность от
нормальных карбонатов и щелочных металлов; содержание Cl-, SO42-, Ca2+, Mg2+, сумму
Na++K+. Определения проводят на всю глубину почвенного профиля до грунтовой
воды. Для загипсованных горизонтов этих вытяжек определяют сульфаты,
растворимые в 0,2 н НСl.
В сокращенных водных вытяжках (массовый анализ) определяют только
засоленность. Задача этих анализов - выявление пространственной изменчивости
засоления. В них определяются: плотный остаток, щелочность общая и от нормальных
карбонатов и анионы Cl- и SO42-.
В монолитах определяют: объемную и удельную массу, порозность,
просадочность, сцепление, константы влажности, угол откоса.
По данным анализа водной вытяжки и объемной массы вычисляют запасы как
общего количества солей, так и вредных, подлежащих удалению. Запасы вычисляют на
толщу в 1 и 2 м.
Взятые образцы грунтовых вод анализируются по типу водных вытяжек.
Орошение создает принципиально новый водный режим почв. Оно меняет
направленность почвообразования, эволюцию почв, их свойства и плодородие.
Орошение нередко создает новый тип почв, определяет новые свойства
почвообразующих пород и грунтовых вод. Так, в орошаемых районах Средней Азии
ежегодный слой наилка, привнесенного с орошаемыми водами, составляет от 2 до 10
мм (20-100 м3/га). Эта взвесь, являясь материнской почвообразующей породой, привела
к формированию на орошаемых полях совершенно новых – антропогенных почв.
В безгипсовых черноземных и темно-каштановых почвах опасность
поступления натрия из растворов в ППК оценивается по соотношению
Na++K+/Ca2++Mg2+. Если соотношение >4 – опасность осолонцевания весьма
значительная; если 1-4 – невелика и отсутствует при <1.
Если на орошение используют щелочные воды, содержащие бикарбонаты и
карбонаты натрия (содержание НСО3- > Ca2++Mg2+ в мг/экв.), то происходит быстрое
ощелачивание почвы. Появляется обменный натрий в количестве 15-20 % от емкости
обмена, накапливается свободная сода, возрастает щелочность, утрачивается структура,
снижается водопроницаемость, усиливается коркообразование.
Материалы почвенно-мелиоративных изысканий должны содержать сведения о
высоте капиллярного поднятия влаги в различных почвах. Эта водно-физическая
характеристика почвы используется в определении возможности вторичного засоления
и нормы осушения. Применительно к почвам различного гранулометрического состава
она приведена в таблице:
Высота активного
Почва
Полная высота, м
подъема, м
Глина
0,5-0,8
2,0-4,0
Суглинок тяжелый
0,5-0,6
1,5-3,0
Суглинок средний и легкий
0,4-0,6
1,2-2,0
Супесь
0,3-0,5
0,8-1,2
Песок
0,1-0,5
0,2-1,0
Торф низинный
0,3-0,8
0,8-2,5
Контрольные вопросы
1.
Перечислите задачи предварительного почвенно-мелиративного изучения объекта исследования.
2. Какие материалы необходимы для проведения крупномасштабной почвенной
съемки?
3. Какова методика выполнения почвенно-мелиоративной съемки?
4. Какие ионы и почему определяют в почвенных вытяжках и грунтовых водах?
5. Какое значение имеет отношение одновалентных катионов к двухвалентным?
3. ХИМИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ ПОЧВ
Сущность химической мелиорации почв состоит в регулировании кислотно-щелоч-ного
равновесия системы «почва – почвенный раствор – корневая система растений».
Основу ее составляет кальций. И как элемент питания растений и как
почвоулучшающее средство кальций, по образному выражению академика А.Н.
Соколовского, является стражем плодородия почв. Приемы химической мелиорации
почв – гипсование и известкование позволяют регулировать кислотно-щелочное
равновесие, изменять физико-химические свойства почв, повышать уровень их
плодородия.
Поглотительная способность почв является важнейшей характеристикой. Она
определяет плодородие почв, обеспечивает один из механизмов устойчивости почв по
отношению к химическому загрязнению, кислотным выпадениям за счет буферных
свойств. К.К.Гедройц указывал, что максимальная производительность почвы, т.е.
величина урожая, который почва способна давать, находится в теснейшей зависимости
от величины и свойств почвенного поглощающего комплекса, а процесс
почвообразования состоит, главным образом, в изменении, создании и разрушении
поглощающего комплекса почв (Гедройц, 1935; 1955). Вместе с тем "плодородие как
историческое понятие, развивающееся во времени и пространстве, нельзя
рассматривать, игнорируя материю и энергию, заложенную в материнской породе, из
которой образуется почва" (Чижиков, 1969, с.146). Плодородие почв обеспечивается
составом почвообразующей породы, в первую очередь содержанием Ca и Mg,
определяется почвообразующим потенциалом породы и развивается по мере
формирования почвенного поглощающего комплекса. Под почвообразующим
потенциалом породы следует понимать максимальную величину емкости поглощения,
которую могут иметь сформированные на данной породе почвы (за исключением
органических горизонтов и почв, развивающихся при значительном поступлении
веществ из других источников).
Часть почвы, способную к обмену содержащихся в ней кальция и магния на
аммоний, К.К.Гедройц назвал почвенным поглощающим комплексом (Гедройц, 1955,
с.281). По определению Д.С.Орлова (1985, с.85), почвенный поглощающий комплекс "совокупность минеральных, органических и органо-минеральных компонентов
твердой части почвы, обладающих ионообменной способностью".
Значение почвенного поглощающего комплекса необыкновенно велико. Он
представляет собой "наиболее ценную часть почвы и по мере его разрушения почва все
более и более переходит из совокупности очень сложных и сравнительно мало
устойчивых соединений, обусловливающих ее жизнь...,- в смесь простых и устойчивых
соединений, т.е. в мертвое тело" (Гедройц, 1955, с.358). К.К.Гедройц определил, что
обменная способность почвы сосредоточена, в основном, в ее тонких, в первую очередь
коллоидной, фракциях. Позже Л.Н.Александровой (1944) было установлено, что
почвенные коллоиды подразделяются на электроотрицательные гели и
изоэлектрические осадки. Только на поверхности электроотрицательных гелей
происходят реакции катионного обмена, и именно от количества этих гелей и
рыхлосвязанного органического вещества в них зависит плодородие почвы.
3.1 Гипсование почвы – способ химической мелиорации солонцов и
солонцеватых почв - внесение в почву гипса для устранения избыточной щелочности,
вредной для многих сельскохозяйственных культур. Средством устранения негативных
свойств таких почв является внесение в них гипса и других кальцийсодержащих
мелиорантов. Обменные реакции происходят по схеме

[ ППК ] Na
 CaSO4  [ ППК ]Ca 2  Na2 SO4 .
Na 
При гипсовании солонцов образуется много Nа2SО4. Избыток этой соли, вредной
для растений, удаляют промыванием. Гипсование проводят в случаях, когда
содержание обменного Na >10% от емкости поглощения. Количество гипса,
необходимое для замены избытка обменного натрия кальцием, находят по формуле
СаSO4·2H2O в т/га = 0,086 (Nа - 0,05 Е) Н · dv,
где Nа - содержание обменного натрия в мг-экв./100 г почвы; Е - емкость поглощения в
мг-экв./100 г почвы; Н - глубина мелиорируемого слоя в см; dv - плотность солонцового
горизонта; (Nа - 0,05 Е) – количество замещенного Na в мг-экв. на 100 г почвы.
При использовании гипса на солонцах учитывают характер их заполнения. По
этому признаку солонцы подразделяют на содовые и содово-сульфатные, которые
мелиорируют гипсом. Встречаются в основном в Черноземной зоне. Хлорносульфатные и сульфатно-хлоридные солонцы встречаются в зонах каштановых и бурых
почв, где для их мелиорации используют СаСО3 самой почвы, т.е. метод
"самомелиорации".
Существует много методов определения норм гипса: метод Гедройца - основан
на полном вытеснении обменного Na; Антипова-Каратаева на вытеснении
поглощенного Na активной части почвы; Омского СХИ - на донасыщении солонцов
кальцием; метод Мамаевой - на изменении степени дисперсности от дозировок
мелиорирующего вещества.
Расчет доз фосфогипса малонатриевых солонцовых почв проводят по порогу
коагуляции коллоидной фракции почв
Д (т/га) = M·h·d,
где М – количество CaSO4·2H2O, которое осветляет суспензию почвенного горизонта,
h - мощность слоя, см; d - плотность почвы, г/см3.
Лучше всего гипс вносить с органическими и минеральными удобренями на
фоне высокой агротехники в паровом поле в два приема: в паровом поле - первую
половину, а вторую - весной под первую культивацию. Используют сыромолотый гипс
с толщиной помола <0,25 мм. Гипсование солонцовых почв способствует активизации
азотобактера, нитрифицирующих и других бактерий, что влияет на содержание
нитратных веществ в почве.
Мелиорирующее действие фосфогипса аналогично гипсу, но на урожай культур
он действует сильнее, чем те же дозы гипса, вследствие значительного количества
водорастворимого фосфора. Фосфогипс содержит 80-90% СaSO4·2H2O; влажность 815%; 1-2% P2O5; 36-38% CaO. Ограничивает его применение высокая
гигроскопичность.
Представление о емкости катионного обмена (ЕКО) и составе поглощенных
катионов в различных почвах можно получить по данным, представленным в таблице
34.
Емкость поглощения и состав поглощенных катионов учитывают в определении
дозы гипса и в выборе соответствующего мелиоранта. Приемы гипсования и
известкования связаны с изменением почвенно-поглощающего комплекса – с
вытеснением из ППК ионов натрия, магния, водорода и алюминия с заменой их на ион
кальция.
Различные почвы существенно отличаются друг от друга по составу катионов,
находящихся в обменном состоянии. Помимо указанных в таблице, в составе ППК
находятся практически все катионы, необходимые для питания растений: К +, NH4+,
микроэлементы, но их доли в сумме обменных катионов невелики, порядка нескольких
процентов.
Общее содержание всех обменных катионов, кроме Н+ и А1+ , называют суммой
обменных оснований. В зависимости от наличия в составе ППК ионов водорода и
алюминия различают почвы насыщенные (Н и А13+ отсутствуют) и ненасыщенные
основаниями.
Состав обменных катионов зависит от типа почвообразования, состава
материнской породы, иногда от состава грунтовых вод, если последние залегают
близко к поверхности. Состав поглощенных катионов пахотных почв в определенной
степени можно регулировать с помощью средств химизации в направлении повышения
плодородия.
Наилучшие условия для питания растений создаются при преобладании в
составе ППК Са2+ и катионов, необходимых для питания растений. Неблагоприятные
условия возникают при наличии в ППК значительных количеств обменных Н+ и А13+
(кислые или ненасыщенные основаниями почвы), а также Na+, часто в сочетании с
повышенным содержанием Mg2+ и присутствием в почве свободных карбонатов
щелочных и щелочноземельных металлов (солонцы, щелочные почвы). Ионы Н+ и
А13+, частично переходя в почвенный раствор, могут создавать значительную кислотность. Ионы алюминия подкисляют почвенный раствор вследствие гидролиза солей
алюминия А1С13+ЗН20  А1(ОН)3 +ЗНС1.
Таблица 34
Катионообменные свойства почв по обобщенным данным
(Ремезов, 1957; 1989; Кудрин, 1964; Ковда,1973; Почвоведение, 1975; 1989;
Орлов, 1985; Хитров, Зимовец, 1988)
Подкисление может быть настолько существенным, что рН почвенного раствора
снижается до 3,5 (это характерно для некоторых торфяно-болотных и болотноподзолистых почв). Поскольку значения рН, не оказывающие отрицательного влияния на
большинство культурных растений, лежат в интервале от 5-6 до 8, растения будут
угнетаться. Кроме того, в повышенных концентрациях, порядка 3-7 мг на 100 г почвы,
ион А13+ токсичен для многих растений.
Ионы Na+ в поглощенном состоянии оказывают резко негативное влияние на
физические и водно-физические свойства почв вследствие пептизации почвенных
коллоидов. В равновесии с обменно-поглощенным Na+ находится Na+ почвенного
раствора, подщелачивающий его иногда до рН более 9. Повышенная щелочность, так
же как и повышенная кислотность, оказывает неблагоприятное влияние на состояние
растений.
Таким образом, для агрономической характеристики почв и повышения их
плодородия необходимо знать состав обменных катионов, оценивать значения
почвенной кислотности и щелочности, находить эффективные приемы их устранения.
3.2 Известкование почв – агротехнический прием внесения в почву
известковых удобрений и извести для устранения избыточной, вредной для
сельскохозяйственных культур почвенной кислотности и для повышения плодородия
почв. Это способ химической мелиорации кислых почв (подзолистых, болотных, серых
лесных, красноземов и оподзоленных
рассчитывается по формуле
черноземов).
Доза
извести
(Др,
т/га)
Др = 0,05·Н·М·А,
где Н - гидролитическая кислотность, мг-экв./100 г почвы; М - плотность почвы, г/см3;
А - глубина обработки почвы, см.
Фактическую норму известковых удобрений (Дф) уточняют по формуле:
Дф = [106·Др·Х1·Х2] : [(100-В)·(100-К)·П],
где В - влажность извести, %; К - количество частиц >1 мм, %; Х1 -коэффициент,
учитывающий глубину обработки почв (20 см = 1,0; 25 см = 1,25; 30 см = 1,5) при
расчете полной дозы извести (СаСО3); Х2 - коэффициент, учитывающий отношение
сельскохозяйственных культур к дозам СаСО 3 (полная доза = 1,0; половинная = 0,5;
полуторная = 1,5 и др.); П - содержание СаСО3 в известковом материале, %.
Известкование почв основано на замене в ППК ионов Н+ и Аl3+, Fe3+ ионами Са2+
2+
и Mg . При известковании почв усиливается жизнедеятельность клубеньковых
бактерий, микроорганизмов, минерализуются органические остатки и перегной, почвы
обогащаются
доступными
элементами
питания,
улучшаются
структура,
водопроницаемость и другие физические свойства, повышается эффективность
органических и минеральных удобрений. Вносят известковые удобрения раз за
ротацию севооборота, так как они обладают длительным последействием.
Известкование почв повышает урожайность зерновых на 0,5-4 ц/га, картофеля 5-30, льна (солома) -1-3, сена (клевер) - 7-15, зернобобовых - 1-3, кормовой свеклы -3060, капусты - 30-80, моркови -15-45 ц/га. От внесения 1 т извести смещение рНKCl в
первый год на суглининистых почвах составляет 0,15-0,2, на супесчаных - 0,2-0,35 ед.
рН.
Глинистые и мергелистые известняки содержат 12-15% СаСО3, известковые
туфы, мергель, доломитовая мука содержат 95% СаСО3. Используются гашеная
известь, дефекат, шлаки, силикациты и отходы кожевенной промышленности. Не
переносят кислой среды: люцерна, эспарцет, свекла, конопля, капуста (оптимум рН = 77,5). Чувствительны к повышению кислотности: пшеница, ячмень, кукуруза,
подсолнечник, бобовые (кроме люпина и сераделлы), огурцы, салат, лук (оптимум рН
6-7). Менее чувствительны: рожь, овес, просо, гречиха, тимофеевка, редис, морковь,
томаты (оптимум рН 4,5-7,5). Нуждаются в известковании на средне- и сильнокислых
почвах лен и картофель (рН 5,5-6,5). Хорошо переносят кислую реакцию люпин,
сераделла.
Для известкования почв определяют степень насыщенности почв основаниями,
рНKCl, гидролитическую кислотность, сумму поглощенных оснований. При
насыщенности почв основаниями <50% - сильная нуждаемость в известковании; 5070% -слабая и вопрос их известкования решается в зависимости от рНkcl: >70% - почвы
не нуждаются в известковании, так как степень кислотности их незначительна.
Потребность в известковании при рН: <4,5 - сильная, 4,5-5,0 - средняя, 5,1-5,5 - слабая,
5,6-6,0 - очень слабая, >6,0 - отсутствует.
Факторов для определения нуждаемости почв в известковании много: рН,
гранулометрический состав, насыщенность почв основаниями, состав культур в
севообороте и др. Тяжелые почвы требуют внесения более высоких доз извести.
Хорошо вносить полную дозу перед подъемом пара. Под яровые культуры известь
вносят перед лущением жнивья. Для получения эффекта известкования в первый год
следует вносить известь в два приема: большую часть вносят под вспашку, а остальную
- под культивацию. Действие извести 10-15 лет. Тонна извести дает прибавку урожая
сельскохозяйственных культур, равную 5-8 к.е.
Контрольные вопросы
1.
В чем принципиальное отличие между известкованием и гипсованием почвы?
2. Каков механизм почвоулучшающего действия кальция?
3. Как определить дозу извести и гипса?
4. Каково отношение сельскохозяйственных культур к реакции почвенной среды и
содержанию поглощенного натрия?
4. АГРОЛЕСОМЕЛИОРАЦИЯ
Агролесомелиорация3 (от греч. agros - поле, слова лес и мелиорация) это
система лесоводственных мероприятий, направленных на борьбу с неблагоприятными
природными условиями, препятствующими получению высоких и устойчивых
урожаев. Агролесомелиорация имеет огромное значение, так как сельскому хозяйству
земного шара большой ущерб причиняют засуха и суховеи, ветровая и водная эрозии
почвы и другие неблагоприятные природные факторы. Только в СНГ свыше 150 млн.
га пахотных земель, свыше 200 млн. га сыпучих песков и лёгких песчаных почв и
свыше 4,5 млн. га изрезанных оврагами лощин, балок и берегов речных долин
нуждаются в агролесомелиоративной защите.
Основа агролесомелиорации - защитные лесные насаждения, которые делятся
на полезащитные лесные полосы на плоских водоразделах и пологих склонах;
почвозащитные лесные полосы и др. насаждения на крутых склонах, по берегам рек,
прудов и водоёмов, вдоль лощин, балок и оврагов; лесные насаждения на песках и
песчаных почвах, на горных склонах, гребнистых водоразделах, сыртах и перевалах для
задержания снега и поверхностного стока воды, на пастбищах, вокруг
животноводческих ферм и в местах отдыха скота, вдоль дорог и в населённых пунктах.
Агролесомелиорация применяется в комплексе с организационно-хозяйственными,
агротехническими, гидротехническими и др. мероприятиями. Например, при борьбе с
водной эрозией сочетается с противоэрозионной обработкой почвы, травосеянием,
террасированием, устройством валов, лотков и водосливов, запруд; при борьбе с
ветровой эрозией - с почвозащитными севооборотами и специальной агротехникой.
Саженцы защитных насаждений выращивают в лесохозяйственных организациях
(лесхозы, леспромхозы и др.), которые размещают на мелиорируемой территории,
учитывая климатические, топографические, гидрологические, почвенно-ботанические и
др. условия.
Первые попытки разведения защитных лесов в России относятся к 18 в. В 19 в.
приступают к посадке леса по водоразделам больших рек, песчано-овражным, горным
и др. объектам; в конце 19 в. - к полосному лесоразведению на Ю.-В. Европейской
России. Массовое применение агролесомелиорации стало возможным в СССР после
коллективизации сельского хозяйства и оснащения колхозов и совхозов техникой. К
1917 в стране было 130 тыс. га защитных насаждений, а в начале 40-х годов их стало
около 500 тыс. га. Во время Великой Отечественной войны многие насаждения
погибли. После войны, особенно в 1948-1952 годы, начался новый подъём
агролесомелиорации. Наряду с поле- и почвозащитными полосами закладываются
крупные государственные лесные полосы на водоразделах, по берегам крупных
водохранилищ, насаждения вдоль дорог и вокруг населённых пунктов. В 1967 под
защитными лесными насаждениями было свыше 2 млн. га, в том числе под
государственными лесными полосами 89 тыс. га. В 1968-1970 годы за счёт государства
посажено более 1 млн. га защитных насаждений, построено большое количество
противоэрозионных гидротехнических и противоселевых сооружений; созданы
лесомелиоративные станции, новые лесные питомники.
Защитные насаждения в безлесных районах выращивают свыше 20 стран, среди
них Болгария, Венгрия, Румыния и др. страны. Большой опыт защитного
лесоразведения имеют США (в 1964 году в районах Великих равнин - 346,4 тыс. га),
Канада, Италия, Франция, Швейцария, Дания, Ирландия и ряд африканских стран.
В России научные основы агролесомелиорации заложены экспедицией В.В.
Докучаева, организовавшей в 1892 Каменностепной, Мариупольский и Старобельский
опытные участки. На них были проведены исследования по влиянию защитных лесных
насаждений на микроклимат, отложение снега, сток воды, водный режим почвы и
урожай сельскохозяйственных культур, по установлению эффективных конструкций
лесных полос, их ширины, размещения, агротехники и т. д. В агролесомелиоративную
науку значительный вклад внесли учёные Г.Н. Высоцкий, Н.И. Сус, А.С. Козменко,
М.А. Орлов, Ф.М. Касьянов, В.Н. Виноградов и многие др. Научной разработкой
вопросов агролесомелиорации занимаются Всесоюзный научно-исследовательский
институт агролесомелиорации, координирующий исследования по защитному
лесоразведению, и многие другие научно-исследовательские институты, вузы, опытные
станции и опорные пункты.
Среди лесополос на полях улучшается микроклимат, уменьшается скорость
ветра, что предотвращает выдувание почвы, сокращается поверхностный сток,
повышается влажность почвы и, как следствие, улучшаются условия произрастания
растений и их урожайность. Насаждения на пастбищах создают лучшие условия для
сельскохозяйственных животных, вдоль дорог - препятствуют снежным и песчаным
заносам и др. Наиболее эффективны они в сочетании с агротехническими,
гидротехническими и др. мероприятиями, в условиях высокой культуры земледелия.
В районах распространения водной эрозии, наряду с защитными насаждениями,
обязательны противоэрозионная обработка почвы, травосеяние, гидротехнические
сооружения (валы, лотки, водосливы, запруды). Особенно большое значение
агролесомелиорация имеет в засушливых полупустынных, степных и лесостепных
районах, где засуха и эрозия почвы причиняют огромный ущерб сельскому хозяйству, а
также на песках (Центрально-черноземные области и др.).
К 1986 году в СССР на землях сельскохозяйственных предприятий заложено
свыше 5 млн. га агролесомелиоративных насаждений, в т. ч. около 2 млн. га
полезащитных лесных полос; под защитой агролесомелиоративных насаждений
находится свыше 40 млн. га пашни. По многолетним опытным данным, урожайность на
полях среди лесополос на 10-15% и выше, чем в открытой степи. Агролесомелиорация.
базируется на достижениях почвоведения, метеорологии, агрономии, лесоведения,
лесоводства и др.
На пахотных склонах с эрозионноопасными землями 4 и 5 категорий в
обязательном порядке должна быть стокорегулирующая лесная полоса, усиленная в
местах концентрации стока (по микроложбинам) валами-канавами в самой лесной
полосе или по нижней ее опушке. В связи с этим возникает и ряд вопросов, на которые
по настоящее время нет четких и конкретных ответов. Имеется достаточно оснований,
чтобы ответить на некоторые из них.
1. Сколько и каких лесных полос должно быть на склоновой пашне, или на
распаханном элементарном водосборе? – На склоновой пашне или водосборе должна
быть только одна стокорегулирующая лесная полоса. Для создания нескольких лесных
полос нет достаточных оснований.
2. В каком месте она должна быть? – На границе между третьей и четвертой
категориями эрозионноопасной пашни. Ее месторасположение определяют по
картограмме эрозионноопасных земель.
3. Какой по форме должна быть стокорегулирующая лесная полоса? –
Исключительно контурной. Она создается по контуру нижней границы третьей
категории, которая часто не совпадает с горизонталями на топографических картах.
4. Какой ширины должна быть стокорегулирующая лесная полоса? – Ее
ширина определяется защищаемой площадью по направлению основного склона,
наличием земель четвертой и пятой категорий. В случаях отсутствия земель пятой
категории или их небольших площадей ее ширина минимальная. Она должна быть
достаточной для формирования надежных лесорастительных условий. При наличии 4 и
5 категорий она должна быть долговечной и обеспечивать условия самообновления.
Создание узких (2-5 рядных) стокорегилирующих лесных полос, особенно из
быстрорастущих и недолгоживущих пород (тополь и др.) во всех отношениях не
обеспечивает их эффективную мелиоративную функцию.
5. Какова конструкция и породный состав таких лесополос? – Определяются
зональными и почвенными условиями, опытом защитного лесоразведения,
конкретными целями и решаемыми задачами. Здесь не должно быть места
сиюминутным, коньюктурным и дешевым подходам. Кроме вреда, нерационального
расходования средств и прямого экономического ущерба безграмно созданная лесная
полоса дать положительного мелиоративного эффекта не может ни сегодня, ни завтра,
ни в ближайшем обозримом будущем.
6. Каковы реальные возможности в создании бастионов защиты черноземов
от эрозии в центральной лесостепи России? – Такие возможности всегда были, есть и
будут. Нужно только, чтобы каждый человек понимал неизбежность принятия срочных
мер по защите почв от эрозии, и делал все возможное, чтобы защитить себя и своих
близких от катастрофы. Это относится в первую очередь к собственникам и
арендаторам земли, к государству, которое обязано контролировать и стимулировать
работы по сохранению черноземов, выделять необходимые средства.
Ответом на вопрос – а где их взять, являются данные приведенные в таблице 36.
25,2 млрд. у.е. ежегодно теряет от эрозии только одна Воронежская область с потерями
основных элементов питания растений. Следует признать неудовлетворительную
работу с землей в нашей стране. Надо не терять того, что уже имеем, помнить о внуках,
о национальных интересах страны.
Актуальность лесомелиорации состоит во взаимосвязанности и взаимодействии
лесных насаждений в комплексе с другими мелиоративными приемами –
агрономическими, агротехническими, гидротехническими. По В.М. Ивонину (1993) это
достигается созданием противоэрозионной инженерно-биологической системы (ПИБС)
в пределах конкретных водосборных площадей. Основной характеристикой
целостности ПИБС является гомеостаз – подвижная устойчивость системы, ее
способность возвращаться в исходное состояние после нарушения структуры при
экстремальных возмущениях окружающей среды.
5. Рекультивация нарушенных земель
Земля - материальная основа жизни и благополучия людей. Она не только
обеспечивает все население земного шара продуктами питания, являясь главным
средством сельскохозяйственного производства, но одновременно служит хранилищем
огромных запасов полезных ископаемых
и пространственным базисом для
размещения всех отраслей промышленности, человеческого жилья, социальных и
культурно-бытовых учреждений, транспортных средств и т.д. Небрежное обращение с
земными ресурсами ведет к возникновению экологических катастроф. Охрана природы
и окружающей среды будет до тех пор неэффективна, пока в это благородное дело не
включится каждый человек, живущий на Планете.
По данным ООН, горнодобывающей промышленностью из земли ежегодно
извлекается свыше 100 млрд т сырья. В конечный продукт его превращается только
около 10%. При этом происходит коренная перестройка геологического фундамента на
глубину до нескольких сотен метров. Возникают техногенные комплексы, где
нормальное функционирование жизни становится затруднительным или просто
невозможным (Панков, Андрющенко, 2003).
Состояние проблемы. Минерально-сырьевая база страны - основа развития
экономики. Более 70% всех используемых природных ресурсов России приходится на
полезные ископаемые. Из них производится 90% продукции тяжелой промышленности
и 17% предметов народного потребления. В Российской Федерации около 230 тыс. га
земель нуждается в рекультивации после выработки торфа и 227 тыс. га находится под
торфоразработками. Всего требуется привести в надлежащий порядок около 460 тыс. га
земель.
В Центрально-Черноземном регионе главный нарушитель природного
равновесия - Курская магнитная аномалия (КМА). По площади и запасам железной
руды КМА самый большой и богатый железорудный район мира, расположенный на
богатейших черноземных почвах. Запасы богатых руд здесь исчисляются более чем в
50 млрд т, что в 3 раза больше мировых запасов, а железистых кварцитов - практически
неисчерпаемы. Установлено, что добыча 1 млн т железной руды обходится выводом из
сельскохозяйственного использования 3,2 га земли (Панков,1996).
При открытых горных разработках происходит многостороннее негативное
воздействие на окружающую среду. Нарушение земной поверхности и почвенного
покрова, растительного и животного мира, образование техногенного рельефа и
ландшафта, трансформация гидрологического режима местности, загрязнение
атмосферы, воды и почв продуктами вскрышных пород, усиленных процессами водной
и ветровой эрозии, – таковы лишь некоторые негативные воздействия. Имеет место
также ухудшение санитарно-гигиенических условий окружающей среды, снижение
продуктивности прилегающих земель, ухудшение условий жизни людей, их здоровья,
снижение эффективности производства.
Принимающее все более широкие масштабы воздействие человека на природу
при нерациональном, негармоничном и недальновидном распоряжении ее дарами
может привести и приводит к неисчислимым бедам, к страшным, глобального
характера катастрофам, поскольку разрываются многочисленные нити взаимосвязей
экологического равновесия в природе. Поэтому нарушенные промышленностью земли
должны обязательно восстанавливаться, т.е. рекультивироваться. Рекультивация
является составной частью мероприятий по охране природы и воспроизводству
земельных угодий. Она имеет большое социальное, экологическое, экономическое,
культурное и другое значение (Почвоведение,1989).
К примеру, площадь нарушенных земель в Кузбассе достигает 100 тыс. га. С
учетом урбанизированных территорий - 250 тыс. га. Нарушение здесь естественных
ландшафтов горнодобывающими работами создало кризисную экологическую
ситуацию, усиленную загрязнением почв, воздуха, поверхностных и грунтовых вод
химической и металлургической промышленностью, крупными ТЭЦ.
Кузнецкий каменноугольный бассейн - один из крупнейших в стране. Запасы
угля здесь составляют 725 млрд т. С начала интенсивной эксплуатации месторождения
(30-е годы) добыто >4 млрд т угля, из них >1,3 млрд. т. открытым и > 2,7 млрд т
подземным способом (Баранник,1992).
Промышленная эрозия на отвалах горных пород, как и сельскохозяйственная
эрозия, становится неизбежным спутником человеческой деятельности, наносящей
большой экологический и экономический ущерб: заносятся продуктами эрозии
карьеры, разрушаются внутрикарьерные дороги, запыляется атмосфера, плохо
зарастают отвалы, образуются провалы, суффозионные воронки, микроложбины и
промоины на рекультивированных землях и т.д. Промышленная эрозия имеет свои
специфические особенности, связанные с динамичностью рельефа, растительности,
горных пород и почв, а также различными способами отвалообразования (автоотвалы,
железнодорожные, конвейерные, гидроотвалы).
Геологические условия КМА. Здесь вскрываются в основном лессовидные
четвертичные суглинки, пески сеноман-альба,
глины (юрские, келловейские и
девонские), алевриты апт-неокома, мел. Лессовидные суглинки и кварцевые пески
имеют однородный гранулометрический и минералогический состав, они
бесструктурны, имеют слабую связанность и потому податливы к эрозии и дефляции.
Глины келловея плотны и вязки, при складировании в автоотвалах и железнодорожных
отвалах образуют крупнокомковатую и глыбистую массу, вначале довольно рыхлую,
имеют большую водопроницаемость (57 мм/мин) и при дождях обычной
интенсивности почти не подвергаются процессам водной эрозии. При уплотнении
отвалов, разрушении комков и глыб резко снижается водопроницаемость (до 0,001
мм/мин), породы интенсивно выветриваются, легко пептизируются и верхний их слой
начинает подвергаться процессам эрозии. Они отличаются высокой влагоемкостью с
большим запасом «мертвой» влаги, что придает им некоторую связанность и
увлажненность даже в сухие периоды года. Только самый верхний (0-5 см) слой может
находиться в сухом, распыленном состоянии. По размывающей скорости потока (3-5,6
м/с) эти глины относятся к устойчивым породам. Водопрочность агрегатов, по
Виленскому, сравнительно высокая - 302 мл против 2 мл у суглинков и 0,0 - у мелов.
По своим водно-физическим и химическим свойствам глины менее
благоприятны, чем суглинки и пески сеноман-альба, для зарастания их естественной
растительностью. Алевриты апт-неокома, содержащие гипс и большое количество
песчаной фракции, относятся к устойчивым породам с низкой размывающей скоростью
(до 1 м/с); зарастание их происходит также медленно, но несколько лучше, чем глин
келловея.
Технические смеси, имея разнородный гранулометрический и минералогический
состав, характеризуются повышенной сопротивляемостью эрозии.
Мел имеет значительную пористость и трещиноватость. При отсутствии трещин
водопроницаемость его небольшая (0,06 мм/мин). Меловые отложения подвергаются
закарстовыванию и механической суффозии. В результате выветривания на их
поверхности образуется белая пылеватая малопроницаемая масса (из СаСО3), которая
легко эродируется.
Все указанные породы, будучи извлеченными на дневную поверхность, способны
пылиться в сухом состоянии и подвергаться процессам водной и ветровой эрозии
(Рекультивация земель..., 1976).
Таблица 44. Нарушенные земли России в результате открытой добычи минерального
сырья в 2005 г.
Районы
Всего,
Использование по видам рекультивации, %
тыс. га
сельскохозяйственная
лесная
прочая
2125
40
35
25
Юг Европейской
части
60
64
24
12
Урал и Поволжье
396
24
40
36
445
23
58
19
341
24
50
26
Север и Центр
Европейской части
Сибирь
Дальний Восток
Итого
3367
Рекультивация земель - комплекс работ, направленных на восстановление
разрушенных земель их продуктивности и улучшение условий окружающей среды в
соответствии с региональными планами и национальными экологическими
программами.
Рекультивация включает комплекс горнотехнических работ, мелиоративных,
лесохозяйственных, инженерно-строительных и др. работ, направленных на
восстановление нарушенного плодородия почв, создание на них сельскохозяйственных
угодий, лесонасаждений, водоемов, зон отдыха, использование спланированных
площадей под застройку и т.д.
При использовании нарушенных земель под сельскохозяйственные и лесные
культуры первостепенное значение имеет уровень плодородия грунтоотвалов. Для
этого исследуют состав и свойства пород вскрышной толщи с составлением карты их
распределения с агрономической характеристикой. На их основе проектируются и
проводятся вскрышные работы, позволяющие избежать вынесения в поверхностные
слои отвалов бесплодных или фитотоксичных пород, содержащих большое количество
пирита, легкорастворимых солей, тяжелых металлов и др.
Особую роль в рекультивации земель имеют биологические методы.
Восстановление продуктивности нарушенных земель - важная стратегическая
проблема. При этом лесной рекультивации принадлежит важнейшая роль в
преобразовании и облагораживании окружающей среды.
Лесная растительность отличается долговечностью, устойчивостью к
неблагоприятным факторам. Она создает огромную биомассу на единице площади,
является мощным средообразующим и почвообразующим фактором в формировании
искусственных биогеоценозов.
Эффективными средствами закрепления отвалов и борьбы с эрозией являются:
залужение (донник, люцерна, клевер, овсяница, костер, эспарцет, мятлик и др.),
облесение (акация белая, лох узколистный, тополь, береза, дуб, лиственница, сосна
обыкновенная, клен полевой, ива, лещина, вяз, яблоня, смородина, облепиха,
жимолость, груша и др.) и гдротехнические приемы - устройство водорегулирующей и
водосбросной сети, террасирование, обвалование участков, засыпка оврагов и др.
На территории Магаданской области россыпи золота и олова интенсивно
разрабатываются с начала 30-х годов ХХ века, причем в первые десятилетия часто
проводилась выборочная отработка наиболее богатых участков россыпей, после чего
сплошная отработка этих россыпей становилась нерентабельной (по кондициям тех
лет). Кроме того, из-за несовершенства технологии извлечения золота значительная его
часть уходила в отвалы. Это привело к тому, что в 60–70-е годы, с развитием
инфраструктуры территории и материально-технической базы горнодобывающих
предприятий, началась повторная переработка россыпей. В результате интенсивной
разработки россыпных месторождений на отдельных территориях площадью в тысячи
км2 техногенному воздействию подверглись практически все водотоки от I до VI-V
порядка (например, бассейны рек Оротукан и Утиная). Отдельные участки сплошной
техногенной переработки речных долин имеют длину 70–100 км при ширине 3 – 6 км
(долина р. Берелех в среднем течении, называемая в обиходе «Большой Помойкой»).
Для значительной части населения Магаданской области разработка золотоносных
россыпей – единственный источник средств к существованию, поэтому в настоящее
время продолжается разработка россыпей даже с очень бедным (по мировым
масштабам) содержанием, при этом часто старые отвалы золотодобычи перемываются
в третий и четвертый раз.
В решении проблемы рекультивации отработанных горных отводов
заинтересованными
сторонами
выступают
население
районов
россыпной
золотодобычи, недропользователи (золотодобытчики), органы государственного
контроля и общественные экологические организации.
Позиция недропользователей наиболее проста и понятна: тратить на
рекультивацию как можно меньше средств (в идеале – не тратить ничего). Главная
причина такого подхода – довольно тяжелое экономическое положение
золотодобывающей отрасли на Северо-Востоке, золотопромышленникам часто бывает
выгоднее уплатить штраф, чем проводить рекультивационные работы. Кроме того,
большая часть золотодобывающих предприятий учреждается не в районах работ, а в
областном центре, там же производится и набор основного числа работников этих
предприятий (соответственно, у них нет моральных стимулов к охране природных
ландшафтов в местах работы). Однако существует и ещё одна причина: в настоящее
время старатели отрабатывают почти исключительно старые отвалы – в том числе и те
из них, которые были ими же рекультивированы в 70-е – 80-е годы. Разумеется, это
приводит их к выводу о бесполезности рекультивационных работ в целом (тем не
менее, необходимо отметить, что определенная часть недропользователей проводит
рекультивационные работы в требуемом объеме).
Отношение населения районов россыпной золотодобычи к необходимости
рекультивации горных отводов, как правило, безразличное. Это, однако, не означает
равнодушного отношения к природе и проблемам её охраны в целом. Во-первых, как
уже говорилось, благосостояние практически всех этих людей так или иначе связано с
добычей золота, следовательно, расходы на рекультивацию – это некоторое
уменьшение их доходов. Во-вторых, специфика Магаданской области выражается в
концентрации всей хозяйственной и общественной жизни в узкой полосе прилегающей
к Колымской трассе, что делает личные транспортные средства жизненно
необходимыми для всех проживающих за пределами областного центра. При наличии
же автомобиля или мотоцикла даже из центра наиболее нарушенной территории можно
в течение часа (50–70 км) добраться до мест с нетронутыми реками и лесами. А
окружающие поселки техногенные ландшафты эстетически немногим хуже некоторых
городских ландшафтов.
Требования, предъявляемые к рекультивации ландшафтов государственными
природоохранными органами, основаны на инструкциях и положениях 70–80-х годов.
В основу этих документов положен принцип восстановления нарушенных земель и вод
до состояния, позволяющего вновь вовлечь эти территории в хозяйственное
использование. Однако при этом не учитываются ни специфика технологического
процесса разработки россыпей, ни физико-географические особенности территорий, а
сами нормы недостаточно научно обоснованы (Зубченко, Сулин, 1980). Кроме того,
сельскохозяйственная деятельность на большей части отработанных полигонов
Магаданской области в ближайшее время проблематична, даже если эти полигоны и
будут рекультивированы; причина – развал многих крупных хозяйств.
Можно
заметить,
что
и
недропользователи,
и
государственные
природоохранные органы, и общественные экологические организации испытывают
недостаток в достоверной научной информации о тех природных процессах, которые
протекают в речных долинах (как рекультивированных, так и нет) после завершения
отработки россыпи. Для недропользователей это приводит к избыточным затратам на
рекультивационные работы и, в ряде случаев, к неэффективности таких работ.
Некоторые требования по рекультивации, выдвигаемые органами государственного
контроля, не могут быть выполнены в принципе. Например, даже вновь переместив
извлеченные рыхлые отложения в русло водотока, невозможно воссоздать
первоначальные условия, поскольку в результате промывки образуются отложения, по
составу и строению в корне отличающиеся от первоначальных аллювиальных
отложений; кроме того, происходит нарушение мерзлотно-гидрогеологического
режима и понижение базиса эрозии (Зубченко, Сулин, 1980). Водоток может лишь
самовосстановиться, т. е. заново сформировать нормальное русло и пойму, для этого
при благоприятных условиях требуется не менее 20 – 30 лет (применительно к
территории Магаданской области). Экологические организации, не имея четкого
представления о закономерностях развития посттехногенных ландшафтов, лишены
возможности вести просветительскую работу среди населения и выдвигать
обоснованные требования.
Наблюдения, проведенные совместно с общественной организацией
«Магаданский центр окружающей среды» в россыпных районах Магаданской области,
показали, что некоторые участки горных отводов обладают весьма высокой
способностью к самовосстановлению. В то же время на других участках этих горных
отводов почвенно-растительный покров не восстанавливается даже спустя длительное
время. Скорость самозарастания различных форм техногенного рельефа зависит от
гранулометрического состава отложений, крутизны склонов и, в значительной степени,
от особенностей микрорельефа. Эти наблюдения также показали, что самозарастание
горных отводов в бассейне р. Дебин происходит значительно быстрее чем, например, в
бассейне р. Тенька, что связано с различиями в геологическом строении.
Следует обратить внимание ещё на одну проблему, связанную с нарушением
ландшафтов при разработке россыпей – возможное развитие опасных
геоморфологических процессов, прежде всего глубинной и боковой эрозии рек.
Применяемые ныне способы борьбы с эрозией сводятся к укреплению берегов и
отсыпке грунта в водотоки. Однако эти меры могут дать лишь временный эффект,
поскольку причина эрозии – в нарушении баланса наносов, превышении объема
рыхлых отложений, выносимых водой, над объемом отложений, поступающих в русло
извне (Карташов, 1972). При разработке россыпей отвалы пустых пород обычно
размещают вдоль подножия склонов долины, эти отвалы препятствуют поступлению
склоновых отложений в русло, нарушая, тем самым, баланс наносов.
Опасные геоморфологические процессы могут активизироваться как
непосредственно после отработки россыпи, так и значительное время спустя, в
последнем случае это приведет к уничтожению уже самовосстановившихся или
рекультивированных ландшафтов. Причина «отсроченной» эрозии в том, что между
компонентами ландшафта речной долины существует сложная (и до сих пор почти не
изученная) система связей. Поэтому при техногенном воздействии изменения одних
компонентов, вызывающие усиление эрозии, могут быть временно скомпенсированы
изменениями других компонентов, замедляющими её. Но скорость самовосстановления
различных компонентов ландшафта неодинакова, что и может впоследствии привести к
нарушению баланса наносов. В Магаданской области, например, такое нарушение
баланса наносов может произойти в результате восстановления деградировавшей
многолетней мерзлоты после восстановления почвенно-растительного покрова,
играющего роль теплоизолятора. При этом уменьшится подземный сток, так как
исчезнут талики, и, соответственно, увеличатся расходы воды в реках.
Рекультивация земель осуществляется в несколько последовательных этапов.
Учитывая накопленный опыт в организации и осуществлении работ по рекультивации,
различают три этапа.
Первый этап - подготовительный. В него входят исследовательские работы:
обследование и типизация нарушенных территорий, изучение специфики условий на
нарушенных землях, определение направлений рекультивации и целевого
использования рекультивируемых земель, установление требований к последующим
этапам рекультивации, составление технико-экономических
обоснований
и
технорабочих проектов по рекультивации.
Второй этап - технический, включающий
подготовку площадей для
последующего целевого использования в народном хозяйстве. К нему относятся
планировка, формирование откосов, снятие, транспортировка и нанесение почв и
плодородных пород на рекультивируемые земли, строительство дорог,
гидротехнических и мелиоративных сооружений и другие, которые проводятся на
основании разработанных на первом этапе проектов рекультивации.
Третий этап - биологический, состоящий из мероприятий по восстановлению
плодородия субстратов после горнотехнической рекультивации. К нему относятся
комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на
возобновление флоры и фауны, целевое использование рекультивируемых территорий.
Направление рекультивации земель - определенное целевое использование
нарушенных земель в народном хозяйстве.
В странах мира различают следующие основные направления рекультивации
техногенных ландшафтов:
- сельскохозяйственное - создание
на
нарушенных
землях
сельскохозяственных угодий;
- лесохозяйственное – создание на нарушенных землях лесных насаждений
различного типа;
- рыбохозяйственное - создание в понижениях техногенного рельефа
рыбоводческих водоемов:
- водохозяйственное – создание на нарушенных землях водоемов различного
назначения;
- рекреационное - создание на нарушенных землях объектов отдыха;
- санитарно-гигиеническое - биологическая или техническая консервация
нарушенных земель, оказывающих отрицательное воздействие на окружающую среду,
рекультивация которых для использования в народном хозяйстве экономически
неэффективна;
- строительное - приведение нарушенных земель в состояние, пригодное для
промышленного и гражданского строительства.
Таким образом, изучение закономерностей развития техногенных ландшафтов
россыпных долин может принести пользу всем заинтересованным сторонам. Очевидно,
что в настоящее время у недропользователей нет возможности проводить полную
рекультивацию горных отводов, а нарушенные земли вряд ли будут востребованы в
народном хозяйстве в ближайшие годы. Поэтому основной задачей рекультивационных
работ следует считать обеспечение максимально благоприятных условий для
естественного восстановления ландшафтов.
К числу рекультивируемых земель следует отнести земли, пораженные
овражной сетью.
Рис.16. Овраг склонового типа, берегового подтипа (Рожков, 1981)
Рис. 17. Верховье овражно-балочной системы. Справа видны береговые, а на
вершине - концевые или вершинные овраги (Рожков, 1981)
На рисунках 16 и 17 показаны типичные оваги и пораженные ими земли,
которые нуждаются в рекультивации. Это общая характерная картина для
Среднерусской
возвышенности
Центрального
Черноземья.
Пораженность
значительных территорий овражной сетью и невозможность использовать
сельскохозяйственную технику на небольших площадях и неудобных по форме
межовражных контуров ставит проблему борьбы с оврагами и рекультивацию
нарушенных оврагами земель на видное место. Подробно эта проблема изложена в
работе А.Г. Рожкова (1981).
Классификация земель по направлениям их использования приведена в табл. 45.
Таблица 45. Классификация нарушенных земель по направлениям рекультивации
в зависимости от видов последующего использования в народном хозяйстве
Группа земель по
направлениям рекультивации
Земли сельскохозяйственного
направления рекультивации
Земли лесохозяйственного
направления рекультивации
Земли водохозяйственного
направления рекультивации
Земли рекреационного
направления рекультивации
Вид использования рекультивированных
Земель
Пашни, сенокосы, пастбища, многолетние
насаждения
Лесонасаждения общего хозяйственного и
полезащитного назначения, лесопитомники
Водоемы для хозяйственно-бытовых,
промышленных нужд, орошения и рыбоводческие
Зоны отдыха и спорта: парки и лесопарки,
водоемы для оздоровительных целей, охотничьи
угодья, туристические базы и спортивные
сооружения
Земли природоохранного и
Участки природоохранного назначения:
санитарно-гигиенического
противоэрозионные лесонасаждения,
направления рекультивации
задернованные или обводненные участки, участки,
закрепленные или законсервированные
техническими средствами, участки самозарастания
- специально не благоустраиваемые для
использования в хозяйственных или
рекреационных целях
Земли строительного направления Площадки для промышленного, гражданского и
рекультивации
прочего строительства, включая размещение
отвалов отходов производства (горных пород,
строительного мусора, отходов обогащения и др.)
В таблице 46 приведена классификация нарушенных земель по техногенному
рельефу для рекультивации. В ее основу положены: земли, нарушенные при открытых
горных работах;
земли, нарушенные при подземных горных работах; земли,
нарушенные при складировании промышленных, строительных и коммунальнобытовых отходов; земли, нарушенные при строительстве линейных сооружений.
Таблица 46. Классификация нарушенных земель по техногенному рельефу
для рекультивации
Морфометрическая
характеристика рельефа
Группа
Характеристика
Фактор, обусловливающий
Преобладающий
Глубина или Угол откоса
нарушенных нарушенных земель по
формирование рельефа
элемент рельефа
высота от
уступов,
земель
форме рельефа
естественной
град.
поверхности, м
Земли, нарушенные при открытых горных работах
Выемки
Котлованно-грядовые Разработка торфяных залежей Днища, перемычки
5-10
Свыше 30
гидроспособом
между
котлованами
карьерные
Траншейно-грядовые Разработка торфяных залежей Днища и откосы
машиноформовочным
траншей,
способом
перемычки между
траншеями
Выравненные
Разработка торфяных залежей
Днища
фрезерным способом
Террасированные: Разработка залежей полезного Уступы по бортам,
ископаемого глубинного типа, днища, откосы
наклонного (от 8 до 30°) или
очень глубокие и
крутого
(свыше 30°) падения с
сверхглубокие
перевозкой вскрыши во
внешние отвалы
Выемки
карьерные
глубокие
среднеглубокие
Разработка залежей полезного Уступы по бортам,
ископаемого глубинного типа, днища, откосы
наклонного или крутого
падения с перевозкой
вскрыши во внешние отвалы
Разработка в 2-3 уступа
площадных залежей
горизонтального и пологого
Днища, уступы
1-5
Свыше 45
1-5
-
Свыше 100
Свыше 45
30-100
Свыше 45
15-30
Свыше 45
Возможное использование
Рыбоводческие водоемы;
сенокосы; лесонасаждения и
задернованные участки
природоохранного назначения;
охотничьи угодья
Водоемы, лесонасаждения и
задернованные участки
природоохранного назначения;
охотничьи угодья
Пашня, сенокосы, пастбища, все
виды лесонасаждений
Обводненные - водоемы
многоцелевого назначения; сухие площадки для строительства и
размещения отходов производства;
по откосам и бермам лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения
Обводненные водоемы; сухие площадки для строительства и
размещения отходов производства;
по откосам и бермам лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения
Обводненные - водоемы
многоцелевого назначения и
рыбоводческие; сухие - площадки
падения (до 8-10°) средней
мощности (до 30 м). Вскрыша
отсутствует или весьма малой
мощности
Выемки
карьерные
Котловинообразные:
Разработка одним уступом
площадных залежей
горизонтального и полого
падения средней мощности
(до 30 м). Вскрыша
отсутствует или весьма малой
мощности
Днища, откосы
15-30
неглубокие
Разработка одним уступом
площадных залежей
горизонтального и пологого
падения малой мощности (510 м). Вскрыша отсутствует
или весьма малой мощности
Днища, откосы
5-15
Западинообразные
Разработка площадных
залежей горизонтального и
пологого падения весьма
малой мощности (до 5 м);
вскрыша отсутствует
Днища, откосы
1,5-5,0
Среднеглубокие
Выемки
карьерные
для строительства и размещения
отходов производства; на
выположенных склонах сенокосы; по откосам лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения; зоны отдыха и спорта
Свыше 45
Обводненные - водоемы
многоцелевого назначения и
рыбоводческие; сухие - площадки
для строительства и размещения
отходов производства; на
выположенных склонах сенокосы; по откосам лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения; зоны отдыха и спорта
Свыше 30
Обводненные - водоемы для
орошения, рыбоводческие и
рекреационного назначения; сухие
- сенокосы, пастбища, многолетние
насаждения; лесонасаждения
рекреационного назначения;
задернованные участки
природоохранного назначения;
зоны отдыха и спорта; площадки
для строительства
Свыше 45
Обводненные - водоемы
природоохранного назначения и
рыбоводческие; сухие - пашня,
сенокосы, пастбища, все виды
лесонасаждений
Глубинные нагорно- Разработка залежей полезного Уступы по бортам, Нагорная часть Свыше 45
террасированные
ископаемого высотноднища
- свыше 15,
глубинного типа наклонного
глубинная
или крутого падения, любой
часть - свыше
В глубинной части - водоемы
природоохранного и
рекреационного назначения; в
нагорной - многолетние
мощности с перевозкой
вскрыши во внешние отвалы
Нагорные
террасированные
Отвалы
внутренние
Платообразные,
близкие к уровню
естественной
поверхности
Платообразные
террасированные
То же, высотного типа в
несколько уступов
15
Уступы
Отсыпка отвалов при
Плато
транспортных системах
разработки залежей полезного
ископаемого пологого
падения глубинного типа
малой мощности (до 20 м),
при мощности вскрыши до 30
м
Отсыпка отвалов в несколько Плато, террасы по
ярусов при транспортных
рабочему борту
системах разработки залежей
полезного ископаемого
пологого падения глубинного
типа. Мощность вскрыши
свыше 40 м
Свыше 30
0-5
5-15
Отвалы
внутренние
Гребневидные
Перевалка вскрыши
экскаваторами,
отвалообразователями или
транспортно- отвальными
мостами
Системы гребней
Высота
гребней до 15
Отвалы
внешние
Платообразные
средневысокие
Формирование одноярусных
отвалов при транспортных
системах разработки
полезных ископаемых,
включая
гидроотвалообразование
Плато, откосы
15-30
Отвалы
внешние
Платообразные
террасированные
средневысокие
Отсыпка двухъярусных
отвалов при транспортных
системах разработки
Плато, террасы по
откосам
30-50
насаждения, лесонасаждения
природоохранного и
рекреационного назначения
Свыше 45
Многолетние насаждения;
лесонасаждения природоохранного
и рекреационного назначения
25-35
Пашня, сенокосы, пастбища,
многолетние насаждения, все виды
насаждений, площадки для
строительства на плато;
лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения по склонам; зоны
отдыха и спорта
Свыше 45
Пашни, сенокосы, пастбища,
многолетние насаждения, все виды
лесонасаждений, площадки для
строительства на плато;
лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения на террасах и склонах;
зоны отдыха и спорта
30-45
Пашня, сенокосы, пастбища,
многолетние насаждения, все виды
лесонасаждений на плато после
планировки; лесонасаждения и
задернованные участки
природоохранного назначения;
зоны отдыха и спорта
25-30
Пашня, сенокосы, пастбища,
многолетние насаждения, все виды
лесонасаждений на плато;
лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения, сенокосы по склонам;
зоны отдыха и спорта
До 45
Пашня, сенокосы, многолетние
насаждения, все виды
лесонасаждений на плато;
полезных ископаемых
высокие и очень
высокие
Гребневидные
Отвалы
внешние
Гребневидные с
террасированными
склонами
Провалы
Кольцевые
Каньонообразные
Котловинные
Провалы
Террасированные
Отсыпка многоярусных
отвалов при транспортных
системах разработки
полезных ископаемых
То же
Отсыпка бортовых отвалов
Система гребней,
при бестранспортной системе
откосы
разработки полезных
ископаемых
Отсыпка верхнего яруса на
Система гребней
многоярусных отвалах
по верху; террасы
драглайнами или
по откосам
консольными
отвалообразователями
50-100
До 45
До 30
До 45
30-100
До 45
Земли, нарушенные при подземных горных работах
Разработка крутопадающих
Откосы
5-15
(свыше 45°) штокообразных
залежей с обрушением кровли
Разработка пластовых залежей
То же
5-15
средней и большой мощности
(свыше 1,5 м), крутого
падения
Разработка пластовых залежей Откосы, днища
1,5-5,0
при горизонтальном или
пологом (до 27°) залегании
пластов
Разработка пологих
Террасы
Не
пластовых залежей при
определяется
наклонном рельефе
естественной поверхности
Свыше 45
Свыше 30
лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения по склонам; зоны
отдыха и спорта
Сенокосы, многолетние
насаждения, все виды
лесонасаждений на плато и
террасах; лесонасаждения и
задернованные участки
природоохранного назначения на
откосах; зоны отдыха и спорта
Сенокосы, многолетние
насаждения; лесонасаждения и
задернованные участки
природоохранного назначения
Сенокосы, многолетние
насаждения, все виды
лесонасаждений на плато после
планировки; лесонасаждения и
задернованные участки
природоохранного назначения на
террасах и откосах
Лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения после засыпки
То же
5-15
Лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения
Свыше 30
Лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения
Прогибы
Западинные
Отвалы
Платообразные
Платообразные
террасированные
средневысокие
высокие
Гребневидные
Конические
Отвалы
Разработка пластовых залежей
малой и средней мощности
горизонтального и волнистого
залегания, пологого падения с
обрушением кровли
Отсыпка одноярусных
породных отвалов с
применением автомобильного
и железнодорожного
транспорта
Днища, откосы
До 1,5
5-15
Пашня, сенокосы, пастбища, все
виды лесонасаждений, участки
самозарастания
Плато, откосы
До 30
До 45
15-30
До 45
Лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения; зоны отдыха и спорта;
площадки для строительства;
закрепление техническими
средствами
То же
30-100
До 45
Лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения; закрепление
техническими средствами
До 15
До 45
То же
Свыше 30
30-45
Отсыпка двухъярусных
Террасы по
породных отвалов с
откосам, плато
применением автомобильного
и железнодорожного
транспорта
Отсыпка многоярусных
Террасы по
породных отвалов с
откосам, плато
применением автомобильного
и железнодорожного
транспорта
Отсыпка отвалов с
Системы гребней,
применением канатной дороги
откосы
Отсыпка породных отвалов с
Откосы
применением скипов или
опрокидных вагонеток
Лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения; зоны отдыха и спорта;
закрепление техническими
средствами
Земли, нарушенные при складировании промышленных, строительных и коммунально-бытовых отходов
Платообразные
Размещение золы, шлака и
Плато
До 15
До 35
Сенокосы; лесонасаждения и
отходов обогащения при
задернованные участки
одноярусном
природоохранного назначения и
отвалообразовании (хвосто- и
консервация техническими
шламохранилищ,
средствами
золоотвалов) с
использованием
транспортных средств
Платообразные
террасированные:
средне-высокие
высокие
Гребневидные
Конические
Выемки
земляные
Насыпи
Резервы
Размещение золы, шлака и
отходов обогащения при
двухъярусном
отвалообразовании с
использованием
транспортных средств
Размещение золы, шлака и
отходов обогащения при
многоярусном
отвалообразовании с
использованием
транспортных средств
Размещение отходов сухого
обогащения полезных
ископаемых с применением
подвесной дороги
Размещение отходов сухого
обогащения с применением
скипов или опрокидных
вагонеток
Откосы, плато
15-50
До 35
Сенокосы; лесонасаждения и
задернованные участки
природоохранного назначения и
консервация техническими
средствами
То же
Свыше 50
До 35
То же
Системы гребней,
откосы
До 25
До 50
Откосы
Свыше 30
30-60
Лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения; консервация и
закрепление техническими
средствами
Лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения; зоны отдыха и спорта;
консервация и закрепление
техническими средствами
Земли, нарушенные при строительстве линейных сооружений
Извлечение горных пород для Днища, откосы
5-10
До 45
сооружения насыпи
Канавы, кюветы
Строительство
водоулавливающих и
водоотводящих сооружений
Откосы
До 5
Кавальеры, дамбы
Строительство
То же
До 15
Обводненные - водоемы
природоохранного назначения, для
орошения и рыбоводческие; сухие
- сенокосы, пастбища;
лесонасаждения и задернованные
участки природоохранного
назначения
Свыше 30
Обводненные - водоемы
природоохранного назначения;
сухие - лесонасаждения и
задернованные участки
природоохранного назначения
Свыше 30 Лесонасаждения и задернованные
земляные
гидротехнических
сооружений, складирование
избыточного объема горных
пород, удаляемых из выемок
участки природоохранного
назначения
Таблица 47. Группировка нарушенных земель по характеру обводнения (увлажнения)
Характеристика
увлажнения
Сухие
Умеренновлажные
Переувлажненные
Обводненные
Сухие
Умеренновлажные
Переувлажненные
Основной фактор,
определяющий характер
увлажнения
Глубокое
(относительно
днища выемки) залегание
подземных вод, высокая
водонепроницаемость
пород,
недостаточное
атмосферное увлажнение
Неглубокое
залегание
подземных
вод
при
достаточном атмосферном
увлажнении,
невысокая
водопроницаемость пород
Близкое
(относительно
днища выемки) залегание
подземных
вод
или
значительное
количество
атмосферных осадков и
низкая водопроницаемость
пород
Выклинивание подземных
вод и приток поверхностных
вод
с
образованием
открытого водоема при
низкой водопроницаемости
пород
Недостаточное количество
атмосферных
осадков,
высокая водопроницаемость
пород,
глубокое
относительно
подошвы
отвала залегание подземных
вод
Достаточное атмосферное
увлажнение,
невысокая
водопроницаемость пород,
неглубокое
залегание
подземных вод
Низкая водопроницаемость
пород,
значительное
количество
атмосферных
осадков
или
близкое
относительно
подошвы
отвала залегание грунтовых
и подземных вод
Возможное использование
без проведения
гидромелиоративных
и гидротехнических
мероприятий
Сенокосы, пастбища,
все
виды
лесонасаждений,
площадки
для
строительства
с проведением
гидромелиоративных
и гидротехнических
мероприятий
Все
виды
использования, кроме
водоемов
Все
виды
использования, кроме
водоемов
Проведение
гидромелиоративных
и гидротехнических
мероприятий
не
требуется
Все
виды
использования
Сенокосы,
лесонасаждения
задернованные
участки
природоохранного
назначения
и
Водоемы
природоохранного
назначения
Водоемы
многоцелевого
назначения
Сенокосы, пастбища,
все
виды
лесонасаждений,
площадки
для
строительства
Все
виды
использования, кроме
водоемов
Все
виды
использования, кроме
водоемов
Проведение
гидромелиоративных
и гидротехнических
мероприятий
не
требуется
Все
виды
использования
Сенокосы,
лесонасаждения
задернованные
участки
природоохранного
назначения
и
Контрольные вопросы
1.
2.
3.
4.
Перечислите категории земель, подлежащих рекультивации.
Назовите группы земель по направлениям их рекультивации.
Технологии выполнения рекультивации.
Вид использования рекультивированных земель.
Основная литература
1. Беляев А.Б. Мелиорация почв: учебное пособие (ч.1 - 36 с., ч.2 - 38 с., ч.3 – 50 с.) /
А.П. Беляев. – Воронеж: ВГУ, 1995.
2. Вадюнина А.Ф. Методы исследования физических свойств почв / А.Ф. Вадюнина,
З.А. Корчагина. - М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.
3. Вознюк С.Т. Использование результатов анализа почв в целях повышения их
плодородия и определения потребностей в мелиорациях / С.Т. Вознюк. - Киев: УМК,
1988.
4. Воронин А.Д. Физика почв / А.Д. Воронин. – М.: МГУ, 1986. – 240 с.
5. Ельцов Е.И. Справочник по проведению культуртехнических работ / Е.И. Ельцов. –
М.: Московский рабочий, 1981. – 191 с.
6. Ерхов Н.С. Мелиорация земель / Н.С. Ерхов, Н.И. Ильин, В.С. Мисенев. - М.:
Агропромиздат,1991. - 319 с.
7. Зайдельман Ф.Р. Мелиорация почв / Ф.Р. Зайдельман. - М.: Изд-во МГУ, 1996. - 384
с.
8. Иванов В.Д. Оценка почв: учебное пособие / В.Д. Иванов, Е.В. Кузнецова. –
Воронеж: ВГАУ, 2004. – 287 с.
9. Иванов В.Д. Эрозия и охрана почв Центрального Черноземья России: учебное
пособие / В.Д. Иванов, Е.В. Кузнецова. – Воронеж: ВГАУ, 2003. – 250 с.
10. Классификация и диагностика почв СССР. – М.: Колос, 1977. – 220 с.
11. Кузнецов М.С. Эрозия и охрана почв: учебник / М.С. Кузнецов, Г.П. Глазунов. - М.:
Изд-во МГУ, 1996. - 335 с.
12. Маслов Б.С. Справочник по мелиорации / Б.С. Маслов, И.В. Минаев, К.В. Губер. М.: Росагропромиздат, 1989. - 384 с.
13. Методическое руководство по геоморфологическим исследованиям. – М.:
Недра,1972. - 384 с.
14. Методическое руководство по производству гидрогеологической съемки. – М.:
Недра, 1962. – 371 с.
15. Носин В.А. Методика и техника полевой почвенной съемки / В.А. Носин, Б.Ф.
Петров // Почвенная съемка. – М.: АН СССР, 1959. – С. 45-106.
16. О мелиорации земель: Федеральный закон / Российская газета. – 1996 - № 10.
17. Плюснин И.И. Мелиоративное почвоведение / И.И. Плюснин, А.И. Голованов. –
М.: Колос, 1983. - С. 256-274.
18. Словарь-справочник по агропочвоведению. – Воронеж: Центр духовного
возрождения Черноземного края, 1999. – 400 с.
19. Справочник агролесомелиоратора. - М.: Лесная пром-сть, 1984. – 248 с.
20. Справочник гидрогеолога. – М.: Недра, 1962. – 616 с.
21. Справочник: Мелиорация и водное хозяйство. – М.: Колос, 1984. – 255 с.
22. Тимофеев А.Ф. Мелиорация сельскохозяйственных земель / А.Ф. Тимофеев. - М.:
Колос, 1982.
23. Типовые рекомендации по мелиорации солонцовых почв.- М.:Колос,1977. - 33 с.
24. Черемисинов А.Ю. Агролесомелиорация. учебное пособие / А.Ю. Черемисинов,
А.С. Спахова. - Воронеж: ВГАУ, 2002.-167 с.
25. Штомпель Ю.А. Охрана почв и рекультивация земель северо-западного
Предкавказья: учебное пособие / Ю.А. Штомпель, Н.С. Котляров, В.И. Терпелец. –
Краснадар: Советская Кубань, 2000. – 208 с.