Обґрунтування методів сільськогосподарської рекультивації земель
Методи сільськогосподарської рекультивації земель обумовлені фізико-географічними особливостями місцевості, технологією розробок корисних копалин, які відображають характер порушених земель, і головне складом та властивостями розкривних порід, заскладованих у відвали.
Під час розробки методів сільськогосподарської рекультивації потрібно заздалегідь передбачити введення сівозмін, які б поліпшували родючість ґрунтів за рахунок насичення їх культурами, що залишають після себе багато рослинних решток і разом з ними багато гумусу та поживних речовин. Принциповою теоретичною основою сільськогосподарської рекультивації є застосування агротехнічних і меліоративних прийомів на рівні, який забезпечує безперервне підвищення родючості рекультивованих земель.
У практиці рекультивації земель одним із найбільших об'єктів є відвали, які складені породами з різко вираженими фітотоксичними властивостями, зокрема сульфідовмісні породи. До речі, проблема рекультивації таких відвалів актуальна для багатьох країн світу.
Для вирішення цієї проблеми найбільш радикальним прийомом є зміна технології розкривних робіт з метою захоронення токсичних порід — укладення їх в основи відвалів або перекриття їх шаром потенційно родючих порід.
За тричленною класифікацією сумішей розкривних порід, що нині складуються у відвали, всі вони за вмістом фітотоксичних порід і розвитком рослин у цих умовах поділяються на:
- слаботоксичні — сульфідовмісних порід менше 20%;
- середньотоксичні від 20 до 40%;
- сильно токсичні — понад 40% .
Для кожної з цих груп порід розроблено відповідні методи біологічної рекультивації. Зокрема, за наявності на поверхні відвалів середньо- і сильнотоксичних сумішей порід територію вважають повністю непридатною для безпосереднього сільськогосподарського освоєння.
У результаті досліджень встановлено, що навіть покриття токсичних порід гумусовим шаром до 90 см не забезпечує нормальних умов для росту сільськогосподарських культур. Це пов'язано з тим, що більшість сільськогосподарських культур своєю кореневою системою сягає цих токсичних порід і відчуває негативний вплив
Значно зменшити токсичність сульфідовмісних порід можна за рахунок внесення вапна, розрахованого на ⅓ гідролітичної кислотності, з одночасним внесенням підвищених доз мінеральних добрив.
Дослідження з озимими зерновими і багаторічними бобовими травами показали, що вирощування їх на токсичних породах недоцільне, оскільки вони гинуть протягом зими. Ярі зернові через це погано зав'язують зерно. Найбільшу продуктивність у цих умовах забезпечують однорічні трави, що вирощуються на зелену масу.
Отже, створення повноцінних орних угідь шляхом нанесення ґрунтового шару безпосередньо на сульфідовмісні породи недоцільне. Натомість, на думку Л.В. Моториної (1980), освоєння відвалів із середньо- і сильнотоксичними сумішами порід найдоцільніше проводити шляхом хімічної меліорації або екранування їх карбонатними суглинками.
У випадку використання суглинкового шару ставлять дві цілі запобігання негативного впливу підстилкових і фітотоксичних порід на насипний ґрунтовий шар і створення повноцінного рекультиваційного шару, який забезпечує рослини вологою й елементами мінерального живлення.
Під час такого екранування створюються також сприятливі передумови для оптимізації ґрунтоутворювального процесу, відновлення родючості насипного шару ґрунту упродовж біологічної рекультивації.
У результаті випробування різних сільськогосподарських культур під час вирощування в перші роки на відпрацьованих відвалах з нанесенням на них родючого шару ґрунту або потенційно родючих порід, доведено, що починати освоєння порушених земель треба з вирощування на них однорічних культур суцільної сівби, які використовуються на зелену масу, підсіваючи під них багаторічні трави.
Це обумовлено тим, що для нанесення на відвали звичайно використовується ґрунтовий шар, який містився раніше в буртах і сильно засмічений насінням бур'янів. Щоб уникнути бурхливого росту бур'янів, необхідно висівати культури суцільної сівби і збирати їх якомога скоріше, до запилення бур'янів. Багаторічні трави будуть сприяти ліквідації бур'янової рослинності, збагаченню кореневмісного шару органічними речовинами, азотом, а також оструктуренню ґрунту.
Рекомендується така сівозміна:
1) однорічні злаково-бобові суміші (вико-овес) з підсівом багаторічних трав (конюшини або люцерни);
2-3) багаторічні трави;
4) озимі зернові;
5) кукурудза на зелену масу;
6) однорічні трави;
7) озимі зернові;
8) картопля і т. д.
Сільськогосподарська рекультивація на потенційно родючих породах без нанесення родючого шару ґрунту доцільно починати із багаторічних трав. За даними Л.В. Моториної (1961) і М.Т. Масюка (1975) та ін, найкращі результати забезпечує вирощування люцерни синьогібридної, люпину однорічного жовтого і багаторічного синього, багаторічних травосумішок. У разі внесення добрив урожайність сіна люцерни синьогібридної становив близько 46 ц/га, тимофіївки лучної за два покоси — 73,0 ц/га, суміші злакових трав, яка складалася із грястиці збірної, костриці безостої і тимофіївки лучної за два покоси — 63 ц/га, зеленої маси люпину жовтого — близько 240 ц/ га, вико-вівсяної суміші — 280–350 ц/га.
Для створення кондиційної і продуктивної ріллі за можливості, доцільно на потенційно родючі породи наносити гумусовий шар ґрунту.
Враховуючи це, у степовій зоні України для рекультивації порушених земель рекомендується два типи ділянок:
- універсальний, з нанесенням чорнозему товщиною 50–60 см — для вирощування усіх сільськогосподарських культур,
- спеціальний, із збільшенням товщини наносного чорнозему до 80–90 см — під інтенсивні сільськогосподарські культури (зернові, технічні, овочі та ін).
У зоні малопродуктивних дерново-підзолистих ґрунтів Полісся і Передкарпаття під час рекультивації треба обмежуватись нанесенням на відпрацьовані відвали гумусового шару товщиною до 50 см. Для підвищення їх родючості упродовж вирощування сільськогосподарських культур, які поширені в зоні, обов'язково вносити підвищені норми органічних добрив до 60 т/га і мінеральних до N120Р150К160(Р.М. Панас, 1989).