Агроекологічне обґрунтування сільськогосподарського використання рекультивованих земель в умовах південного сухого степу України (на прикладі Камиш-Бурунського залізорудного родовища)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 631.618

АГРОЕКОЛОГІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ

СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ВИКОРИСТАННЯ

РЕКУЛЬТИВОВАНИХ ЗЕМЕЛЬ

В УМОВАХ ПІВДЕННОГО СУХОГО СТЕПУ УКРАЇНИ

(на прикладі Камиш-Бурунського залізорудного родовища)

03.00.16 - Екологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Кулініч Віктор Васильович

Дніпропетровськ 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Дніпропетровському державному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України

Наукові керівники: доктор сільськогосподарських наук, професор, Бекаревич Микола Омелянович, Дніпропетровський державний аграрний університет доктор сільськогосподарських наук, професор Забалуєв Віктор Олексійович, Дніпропетровський державний аграрний університет, кафедра ґрунтознавства та екології, завідувач

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор, Звірковський Василь Миколайович, Дніпропетровський національний університет, кафедра геоботаніки, ґрунтознавства та екології, професор

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Печенюк Василь Іванович, Подільський державний агротехнічний університет, кафедра землеробства, доцент

Провідна установа: Інститут агроекології УААН, лабораторія екології ґрунтових мікроорганізмів, м. Київ

Захист дисертації відбудеться 15 червня 2007 р. о 13⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.804.02 в Дніпропетровському державному аграрному університеті за адресою: 49600, Дніпропетровськ, вул. Ворошилова, 25, корпус 1, аудиторія 342.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Дніпропетровського державного аграрного університету за адресою: 49600, Дніпропетровськ, вул. Ворошилова, 25.

Автореферат розісланий “_” _ 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Мицик О.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Рекультивація порушених територій після видобутку корисних копалин є актуальною еколого-соціальною і народногосподарською проблемою, особливо для регіонів з розвиненою гірничо-видобувною промисловістю та характерною для них високою концентрацією населення. Повернення у господарське використання техногенно порушених земель передбачено “Земельним кодексом України”, Законом України “Про охорону земель” та іншими нормативними документами, є важливою складовою вирішення комплексної проблеми охорони навколишнього природного середовища та відтворення родючості порушених земель.

Багаторічними дослідженнями з рекультивації земель, проведених в Україні М.О. Бекаревичем, М.Т. Масюком, Л.В. Єтеревською, М.К. Шикулою, І.П. Чабаном, І.Х. Узбеком, А.П. Травлеєвим, В.М. Звірковським, В.О. Забалуєвим, П.В. Волохом, О.О. Мициком, Г.Ф. Момот та ін., доведено, що визначальним у вирішенні цієї проблеми є наукове обґрунтування параметрів антропо-техногенних едафотопів (техноземів) з обов'язковим урахуванням природнокліматичних та соціально-економічних чинників, потреб сільськогосподарських культур у екологічних ресурсах, а також специфіки гірничого родовища та технології видобутку корисних копалин. Вирішенню цього актуального завдання для умов сухого Степу на прикладі Камиш-Бурунського залізорудного родовища присвячене наукове дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконувались за замовленням Держагропрому СРСР № 175-63-13 за темою: “Розробити теоретичні основи і технологію рекультивації порушених земель для різного сільськогосподарського використання та зменшення негативного впливу гірничих робіт на навколишнє середовище”; договором з Камиш-Бурунським залізорудним комбінатом за темою: “Створення культурного ландшафту на землях, порушених гірничими роботами в Керченському залізорудному родовищі, включаючи рекреаційні зони та сільськогосподарські угіддя”; НТП 01.04 "Охорона і відтворення земельних ресурсів" за темою "Технологія біологічного відновлення і підвищення родючості порушених гірничими роботами земель на ранніх етапах рекультивації у Степовій зоні" (№ д.р. 0196U021023).

Мета та задачі досліджень. Метою досліджень було наукове обґрунтування раціональних конструкцій техноземів при сільськогосподарській рекультивації порушених земель в умовах сухого Степу України. Для досягнення поставленої мети були визначені такі задачі:

· вивчити склад, агрохімічні та водно-фізичні властивості розкривних гірських порід як субстратів для конструювання різноякісних моделей штучних едафотопів;

· визначити екологічні ресурси та едафічні чинники, які обумовлюють рівень родючості розкривних гірських порід та зразків ґрунтової маси з різних генетичних горизонтів чорнозему південного, а також зразків ґрунтових сумішок з різних генетичних горизонтів;

· встановити вплив товщини насипного родючого шару чорнозему південного на продуктивність найбільш поширених сільськогосподарських культур Степу;

· використовуючи сільськогосподарські культури з різними потребами до едафічних ресурсів як фітотести, визначити оптимальну потужність та будову моделей техноземів для різного ступеня інтенсивності сільськогосподарського використання;

· обґрунтувати та визначити раціональні моделі рекультивованого штучного едафотопу з рівнем родючості, що не поступається і навіть перевищує зональні непорушені ґрунти; дослідити динаміку едафічних властивостей різних конструкцій технозему при тривалому їх біологічному освоєнні;

· визначити вплив мінеральних та органічних добрив на врожайність сільськогосподарських культур залежно від конструкцій техноземів в умовах сухого Степу;

· дати оцінку якості рослинної продукції, вирощеної на рекультивованих землях з різними конструкціями техноземів.

Об'єкт досліджень екологічні чинники, що визначають рівень родючості рекультивованих земель. Предмет досліджень едафотопи та агрофітоценози на рекультивованих землях сухого Степу України. Методи досліджень: польові, лабораторно-польові та вегетаційні експерименти зі спостереженнями та порівнянням; лабораторно-аналітичні, вимірювально-вагові, розрахунково-порівняльні, математично-статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для умов сухого Степу України визначені екологічні ресурси техноземів, що визначають рівень родючості та специфіку їх сільськогосподарського використання, на основі яких обґрунтовані едафічні параметри різних конструкцій рекультивованих земель.

Одержало подальшого розвитку вчення: про родючість чорноземів південних як окремих генетичних горизонтів, так і їх техногенних сумішок; про специфіку родючості розкривних гірських порід та особливості створення і використання рекультивованих земель в умовах сухого Степу України.

Вперше досліджена ефективність використання сільськогосподарськими рослинами поживних елементів мінеральних та органічних добрив з різних глибин (шарів) техноземів в умовах сухого Степу, на основі чого удосконалено технологію створення техноземів. Поглиблено знання про профільну родючість рекультивованих едафотопів, які тривалий час знаходяться під природним заростанням та сільськогосподарським використанням.

Практичне значення одержаних результатів. За результатами наукових досліджень і узагальнень розроблені рекомендації з сільськогосподарської рекультивації порушених земель для умов сухого Степу (Керченський півострів АР Крим), згідно з якими було рекультивовано і передано для сільськогосподарського використання 1678 га орних угідь, що підтверджено відповідними документами. Запропоновано виробництву моделі рекультивованих угідь, що забезпечують врожаї сільськогосподарських культур на рівні зональних непорушених земель: озимої пшениці 3,24,8, ярого ячменю 2,93,6, зерна кукурудзи 3,14,5, сіна люцерни 3,25,2 т/га. Якість продукції, вирощеної на рекультивованих землях, відповідає встановленим вимогам як за вмістом важких металів, так і за технологічними показниками.

Особистий внесок здобувача. Особисто автор планував і виконував польові, мікропольові та вегетаційні досліди, провів аналіз та теоретичне обґрунтування отриманих результатів. Агрохімічні аналізи ґрунтових та рослинних зразків проведені автором особисто або при його безпосередній участі. В проведених дослідженнях та їх узагальнені частка автора складає 85 %.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися на з'їздах ґрунтознавців та агрохіміків України (м. Харків, 1986 р., м. Львів, 1990 р., м. Херсон, 1994 р.), наукових конференціях агрономічного факультету Дніпропетровського державного аграрного університету (19831990, 20042006 рр.), науково-практичній конференції “Стан та перспективи розвитку рекультивації земель на півдні України” (м. Керч, 1988 р.), міжрегіональній науково-практичній конференції “Биологические и горнотехнические проблемы рекультивации нарушенных земель и повышение их продуктивности” (м. Дніпропетровськ, 1992 р.), міжнародних науково-практичних конференціях “Земельні ресурси України: рекультивація, раціональне використання та збереження”, “Раціональне використання рекультивованих та еродованих земель”, “Оптимізація агроландшафтів: раціональне використання, рекультивація, охорона” (м. Дніпропетровськ, 1996, 2003, 2006 рр.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 14 наукових праць, з них 5 - у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Робота складається зі вступу, огляду літератури, опису природнокліматичних умов та методів досліджень, трьох розділів з описанням результатів власних досліджень, висновків, рекомендацій виробництву, списку використаних джерел, додатків. Дисертаційна робота викладена на 165 сторінках тексту комп'ютерного набору, з яких 138 сторінок основного тексту. В роботі 32 таблиці, 20 малюнків та фотографій. Бібліографія налічує 226 джерел, з них 31 латиницею. Додатки викладені на 18 сторінках.

Основний зміст роботи

Рис. 2 Динаміка щільності складення різноякісних профілів техноземів при їх тривалому господарському використанні

Біотестування рівня родючості розкривних гірських порід та різних конструкцій техноземів. У вегетаційному досліді протягом трьох років тестували (тест-культура - ярий ячмінь) свіжовинесені на денну поверхню гірські породи, в яких ще не розпочався сучасний ґрунтотворний процес, а також зразки, відібрані з різних глибин технічної суміші гірських порід (ТСГП), яка після формування горизонтальної поверхні перші 25 років знаходився під природним заростанням, а наступні 10 років у сільськогосподарському використанні. За продуктивністю надземної фітомаси ярого ячменю (рис. 3) рівень родючості свіжовинесених гірських порід у порівнянні із зональним ґрунтом має такі відносні показники (у дужках - генеративна продуктивність):

· у варіанті Без добрив: ґрунтова маса чорнозему - 100% > рудовмісна порода - 84 (76%) > лесоподібний суглинок 45 (43)% > піщано-глинисті відклади 36 (32) % > сіро-зелена глина - 27 (21) %.

· у варіанті NPK: ґрунтова маса чорнозему 100 % > рудовмісна порода 93 (79) % > лесоподібний суглинок 78 (70) % > сіро-зелена глина 75 (69) % > піщано-глинисті відклади 69 (70) %.

Родючість свіжовинесених на денну поверхню неудобрених розкривних гірських порід, виражена продуктивністю ярого ячменя, виявилась у 1,2-2,7 (за вегетативною продуктивністю) і у 1,4-4,8 (зерно) рази нижчою від родючості ґрунтової маси чорнозему південного. Внесення повного мінерального добрива (NРК) суттєво підвищувало ефективну родючість усіх досліджуваних субстратів: ґрунтової маси - у 4,7 рази, рудовмісної породи - у 5,2 рази; лесоподібного суглинку - у 8,1 рази; сіро-зеленої глини - у 13,1 рази; піщано-глинистих відкладів - у 9 разів. Однак розкриття потенціалу природної та ефективної родючості досліджуваних субстратів обмежує дефіцит вологи.

Таблиця 2. Запаси поживних ресурсів генетичних горизонтів чорнозему південного, їх сумішок та основних розкривних гірських порід (у розрахунку на 10-см шар)

Фітотестування ТСГП після 35-річного біологічного освоєння засвідчило, що у верхньому (0-20 см) шарі доступних для рослин ячменю едафічних ресурсів виявилось на 20,8 % більше, ніж у шарі 20-40 см і на 24,7 % більше, ніж у шарі 130-150 см. Тобто, глибше 20 см рівень родючості технозему виявився практично однаковим і мало задіяним сучасним ґрунтоутворювальним процесом. Потенційна родючість поверхневого шару (0-20 см) сягала 60% від рівня зонального ґрунту.

Рис. 3 - Продуктивність надземної фітомаси ярого ячменю залежно від субстрату та внесених добрив. Субстрати: 1 - грунтова маса чорнозему

2 - рудовмісна порода

5 - піщано-глинисті відклади

Результати вегетаційного досліду дозволили встановити достатньо високий рівень потенційної родючості гірських порід. Однак розкриття цього потенціалу у польових умовах можливе лише при створенні оптимального водного і поживного режимів. Проведені дослідження розширюють уявлення про природну та потенційну родючість окремих розкривних гірських порід і їх техногенних сумішей, які формуються при розробці корисних копалин в умовах сухого Степу, зокрема в Керченському залізорудному родовищі.

У польових умовах рівень родючості різних конструкцій техноземів визначається перш за все забезпеченістю вологою, а не поживними речовинами. В гетерогенній технічній суміші гірських порід запаси продуктивної вологи при НВ були на 5,610,1 мм більшими, ніж у техноземах з нанесеною ґрунтовою масою. Саме краща забезпеченість ТСГП вологою обумовила високі показники продуктивності злакових рослин, які не поступаються техноземам з родючим шаром ґрунту (табл. 3).

Доступність для рослин едафічних ресурсів у різних конструкціях техноземів. У мікропольових дослідах моделювали конструкції з різними едафічними ресурсами. При штучному обмеженні едафічного об'єму (ізоляцією поліетиленовою плівкою) встановлена така залежність продуктивності надземної вегетативної маси ячменю від товщини шару ґрунтової маси: 100 см 100 %; 80 см 93,8%; 50 см 54,2%, 30 см 34,0%. У досліді з кукурудзою підтверджена ця тенденція: продуктивність фітомаси зменшувалась залежно від об'єму едафотопу і характеризувалась таким рядом: 100,0; 84,5; 76,5 та 38,5%.

Збільшення едафічного об'єму (заміна ізоляції з поліетиленової плівки дна моделі на 40 см шар з сіро-зеленої глини) сприяло підвищенню родючості моделей техноземів: з лесоподібного суглинку на 25,453,4%; з ґрунтової маси чорнозему на 5,043,3% (рис. 4). Внесення додаткових ресурсів поживних речовин у технозем з лесоподібного суглинку сприяло підвищенню їх родючості. Реакція тест-рослин була різною: кукурудза однаково використовувала внесені поживні речовини з різних глибин технозему. Для ячменю більш доступними були ресурси з глибини до 70 см (за винятком гною). Це пояснюється різною будовою кореневих систем дослідних культур. Прошарок ґрунтової маси підвищив продуктивність фітомаси кукурудзи у середньому в 1,81,9 рази, внесення гною та мінеральних добрив в 2,73,1.

Таблиця 3. Рівень родючості різноякісних моделей техноземів, виражений продуктивністю злакових культур у польових дослідах (середнє за 19831989 рр.)

Ярий ячмінь практично не реагував на додаткові едафічні ресурси від прошарку ґрунтової маси. Від внесення гною фітомаса збільшилась у середньому в 1,42,0 рази, від внесення мінеральних добрив у 3,64,1 рази. У техноземі з РШГ кукурудза не реагувала на внесені у різноглибинні шари гною та мінеральних добрив, а ячмінь підвищував продуктивність надземної фітомаси: від гною на 1729%, від мінеральних добрив на 726 %, причому споживання мінеральних добрив залежала від глибини їх внесення (табл. 4).

Реакція сільськогосподарських культур на едафічні ресурси різноякісних моделей техноземів. Як свідчать дані табл. 5, у польовому досліді з озимою пшеницею прибавки врожаю зерна від додаткового нанесення родючого шару ґрунту на ТСГП, були не суттєвими.

Аналогічні результати (з деякими особливостями) одержані й у дослідах з ярим ячменем та кукурудзою МВС (див. табл. 3), а також з озимим ячменем, кукурудзою на зерно, горохом та люцерною (Масюк, Кулініч, Мицик, 1990; Бекаревич та ін., 1996; Мицик, 1998; Мицик, Кулініч, 2006). Такі результати потребують деяких пояснень. По-перше, ТСГП до створення дослідного поля протягом 25-річного періоду знаходилась під самозаростанням, тобто, в ній відбувались процеси ґрунтоутворення, про що свідчить накоплений гумус, а доступним рослинам фосфором забезпеченість була навіть кращою, ніж у техноземах з шаром ґрунтової маси (див. табл. 1). По-друге, гетерогенний склад ТСГП створив різноманітні комбінації фізичних властивостей що обумовило формування більших запасів продуктивної вологи (див. табл. 3). По-третє, у складі ТСГТ виявлено до 5% гумусованої маси чорнозему (при гірничих розробках до 1968 р. ґрунтова маса окремо не знімалась), що сприяло прискоренню регенерації мікробоценозу, отже, й підвищенню біологічної активності. По-четверте, ТСГП не піддавалась ущільненню на технічному етапі рекультивації (див. рис. 3), тобто, розвиток кореневих систем відбувається у більш сприятливих умовах.

Рис. 4. Реакція тест-рослин на обмеженість едафічного об'єму моделей техноземів: ПЕП ізоляція дна поліетиленовою плівкою; СЗГ дно сформоване з 40-см прошарку сіро-зеленої глини

Вплив мінеральних добрив на показники продуктивності озимої пшениці обумовлений, перш за все, кліматичними особливостями підзони сухого Степу з чітко вираженим дефіцитом вологи у вегетаційний період, що обумовлює низьку ефективність додатково внесених поживних речовин. Дослідженням встановлена певна залежність добрив від конструкції технозему в моделях з меншим шаром ґрунтової маси віддача від добрив була більшою.Дослідами з кукурудзою МВС (19871989 рр.) встановлено, що урожайність силосної маси залежала від групи стиглості гібриду (середньопізні більш урожайні, ніж середньостиглі), товщини шару ґрунтової маси (прибавки склали 4,098,41 т/га, або 2756%) й значно менше від добрив 2,921,5%.

Таблиця 4. Реакція тест-рослин на внесені добрива і гумусовану ґрунтову масу в різноглибокі шари техноземів, середнє за 19871989 рр. (мікропольовий модельний дослід з ізоляцією поліетиленовою плівкою)

Якість рослинної продукції, вирощеної на рекультивованих землях. Проведеними лабораторними аналізами встановлено, що якісні показники рослинної продукції, одержаної з рекультивованих земель, були в межах існуючих санітарно-гігієнічних норм. Вміст важких металів у зерні озимої пшениці і ячменю, а також в силосній масі кукурудзи не перевищував ГДК. Зернові культури на рекультивованих землях формують врожай нижчої якості у порівнянні із зональними непорушеними чорноземами. У них міститься менше білку, клейковини, енергії. Аналогічні дані по зерну гороху й сіну люцерни проводить О.О. Мицик (1998).

Таблиця 5. Урожайність зерна озимої пшениці залежно від конструкції технозему та рівня його удобрення, т/га

ВИСНОВКИ

Багаторічними дослідами експериментально доведено, що на техногенно порушених землях Камиш-Бурунського залізорудного родовища доцільно цілеспрямовано конструювати техноземи з параметрами едафічних ресурсів, що забезпечують їх раціональне сільськогосподарське використання в умовах сухого Степу України. Проведені багаторічні дослідження дозволяють зробити такі висновки:

1. Після видобутку залізної руди відкритим способом формуються відвали з сумішок гірських порід гетерогенного складу, що обумовлює значно більшу різноманітність їх едафічних властивостей як техноземів, ніж окрема гірська порода. Тому едафічні системи, сформовані з техногенних сумішок різноякісних розкривних гірських порід, характеризуються більшим екологічним різноманіттям властивостей і режимів, що сприяє повнішій реалізації потенціалу біогеоценозів.

2. Встановлені едафічні чинники, що обумовлюють рівень родючості техноземів в умовах сухого Степу України. Перш за все, це обмеженість едафічного об'єму у моделей технозему з малопотужним кореневмісним шаром. Збільшення шару з 30 до 50, 80 та 100 см підвищує продуктивність ячменю відповідно у 1,6, 2,8 та 2,9 рази, кукурудзи у 2,0, 2,2 та 2,6 рази. Низькі запаси продуктивної ґрунтової вологи протягом періоду вегетації обмежують забезпеченість рослин водою, а також погіршують їх можливість поглинання поживних елементів, особливо при переущільненні кореневмісного шару.

3. В оптимальних умовах зволоження (у вегетаційних дослідах) встановлена висока ефективність мінеральних добрив на субстратах з гірських порід. Прибавки продуктивності тест-рослин обчислюються сотнями відсотків. Однак в польових умовах внесення добрив було менш ефективним: врожайність озимої пшениці в техноземі з ТСГП була лише на 6,710,7%, більшою, а у техноземах з родючим шаром ґрунтової маси прибавка була в межах похибки. Такі результати підтверджують, що обмежуючим чинником родючості рекультивованих земель в сухому Степу є дефіцит ґрунтової вологи протягом вегетаційного періоду.

4. Внесення поживних речовин у виді органічних та мінеральних добрив у різноглибинні шари техноземів виявило, що рослини кукурудзи та ячменю краще їх використовують з глибоких, більш вологих, шарів.

5. Проведені дослідження дозволяють запропонувати шляхи оптимізації едафічних характеристик техноземів, які зводяться до удосконалення технології рекультиваційних робіт та підбору польових культур для сільськогосподарського використання з відповідними до специфічних умов біологічними особливостями та екологічними вимогами, а саме:

· на технічному етапі рекультивації цілеспрямовано формувати конструкції техноземів з ущільненим прошарком на глибині 8090 см, який виконує роль водоупора і сприяє акумуляції продуктивної вологи (додатково 5,412,6 мм) у кореневміщуючому шарі;

· при формуванні техноземів вносити органічні добрива нормою не менше 100 т/га на глибину 7080 см. Технічно це здійснюється після планування підстилаючої основи до нанесення родючого шару грунту. Завдяки кращому зволоженню глибоких шарів поживні речовини з органічних добрив краще засвоюються рослинами;

· при сільськогосподарському використанні перевагу слід віддавати озимим культурам, які здатні краще використовувати едафічні ресурси завдяки своїм біологічним особливостям. При вирощуванні кукурудзи МВС як попередника для озимих переваги мають середньопізні гібриди. У порівнянні з середньоранніми вони формують більше силосної маси, а в порівнянні з середньопізніми залишають більше продуктивної вологи і раніше вивільнює поле для підготовки ґрунту до сівби озимих.

6. Продуктивність основних сільськогосподарських культур сухого Степу залежить від конструкції технозему та рівня удобрення. У середньому за 4 роки польових досліджень урожайність озимої пшениці на ТСГП склала 3,60 (2,424,39) т/га. Додаткове нанесення на ТСГП родючого шару грунту 30, 50 та 80 см не сприяло суттєвому підвищенню урожайності. Урожайність ярого ячменю була нижчою, ніж пшениці, на усіх моделях техноземів. Прибавка врожаю від додаткового нанесення родючого шару ґрунту була більш суттєвою від 0,27 до 0,71 т/га. Реакція кукурудзи на якісні характеристики техноземів, виражена урожайністю силосної маси, більше залежала від товщини родючого шару ґрунту прибавка склала від 2,23 т/га (30 см РШГ) до 5,07 т/га (80 см РШГ).

7. Якісні показники рослинної продукції, одержаної з рекультивованих земель, були в межах існуючих санітарно-гігієнічних норм. Вміст важких металів у зерні озимої пшениці і ячменю, а також в силосній масі кукурудзи не перевищував ГДК. Зернові культури на рекультивованих землях формують врожай нижчої якості у порівнянні із зональними непорушеними чорноземами. У них міститься менше білку, клейковини, енергії.

Рекомендації виробництву. Старовікові фітомеліоровані відвали, які понад 25 років знаходились під самозаростанням, сформовані з техногенної суміші потенційно-родючих гірських порід, можливо використовувати у сільськогосподарському виробництві для вирощування польових культур (озимої пшениці, ячменю, кукурудзи, гороху, багаторічних трав) без покриття їх родючим шаром ґрунту з внесенням мінеральних добрив у нормах, рекомендованих для сухого Степу. Такий досвід є у Нікопольському марганцеворудному басейні (Бекаревич та ін., 1974; Масюк, 1981; Забалуев, 1984, 1992).

При рекультивації свіжовинесених на денну поверхню порід та відвалів, складених субстратами з незадовільними едафічними характеристиками (піщані, вапнякові, рудовмісні відклади) пропонується удосконалити технологію технічного етапу. При планувальних роботах ущільнюють підґрунтя до 1,61,7 г/см³, створюючи водоупірний прошарок з сіро-зеленої глини або лесоподібного суглинку. Потім внести гній нормою не менше 100 т/га, який покрити 30 см шаром водовміщуючого субстрату легкого гранулометричного складу. Після його переорювання нанести родючий шар ґрунту (горизонти Н + НР) товщиною не менше 50 см. Така модель технозему додатково акумулює у кореневміщуючому шарі до 120 т/га продуктивної вологи, що дозволяє вирощувати основні сільськогосподарські культури, рекомендовані для сухого Степу України.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Публікації у фахових виданнях:

1. Масюк Н.Т., Харитонов Н.Н., Мыцык А.А., Кулинич В.В. Перспективы использования горных пород Керченского железорудного месторождения для создания высокоплодородных рекультивированных земель // Агрохимия и почвоведение. Харьков, 1994. Вып. 57. С. 1722 (планування та проведення дослідів, аналіз одержаних результатів, участь у написанні статті).

2. Бекаревич Н.Е., Масюк Н.Т., Чабан И.П., Забалуев В.А., Мыцык А.А., Кулинич В.В. Модели искусственных эдафотопов для рекультивации земель в Степи Украины // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. 2001. №2. С. 1316 (проведення польових експериментів, аналіз результатів, участь у написанні статті).

3. Кулініч В. В. Оцінка придатності розкривних порід Керченського залізорудного басейну для сільськогосподарського освоєння // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. 2001. №1. С. 711.

4. Чабан І.П., Забалуєв В.О., Фененко В.І., Кулініч В.В. Оптимізація агроландшафтів та раціональне землекористування // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. 2003. №2. С. 512. (розробка концепції, узагальнення матеріалів).

5. Кулініч В. В. Динаміка фізичних властивостей рекультивованих земель при тривалому сільськогосподарському використанні в умовах сухого Степу // Бюлетень Інституту зернового господарства. № 28-29. 2006. С. 92?97.

Публікації в інших виданнях:

6. Кулинич В.В. Мыцык А.А. Особенности сельскохозяйственной рекультивации земель на железорудных карьерах, находившихся длительное время под естественным зарастанием // Агрохимия и плодородие почв. Рекультивация земель, борьба с эрозией почв, обработка почв. / Матер. II съезда почвоведов и агрохимиков Украинской ССР. Харьков, 1986. С. 140141.

7. Мыцык А.А., Кулинич В.В. Плодородие рекультивированных земель в зоне сухой Степи Украины // Тез. докл. III съезда почвоведов и агрохимиков Украинской ССР. Почвоведение. Харьков, 1990. С. 129-131.

8. Кулинич В.В. Эффективность применения минеральных удобрений под зерновые культуры на рекультивированных землях Керченского железорудного бассейна // Материалы межрегиональной научно-практической конф. "Биологические и горнотехнические проблемы рекультивации нарушенных земель и повышение их продуктивности". Днепропетровск, 1992. С.57.

9. Кулинич В.В. Плодородие отдельных генетических горизонтов чернозема южного, их основных смесей и вскрышных горных пород, выраженное продуктивностью ярового ячменя // Матер. междунар. научн. конф., "Земельные ресурсы Украины: рекультивация, рациональное использование и охрана". - Днепропетровск. 1996. С. 84.

10. Масюк Н.Т., Бекаревич Н.Е, Петренко С.Ф., Мыцык А.А., Кулинич В.В., Бабенко П.П., Забалуев В.А. Основные направления оптимизации почвенного покрова в техногенных ландшафтах степной черноземной зоны // Тез. докл. республ. науч.-практ. конф. "Проблемы формирования и прогрессивных преобразований производственного потенциала сельского хозяйства". Днепропетровск, 1990. С. 8586.

11. Масюк Н.Т., Мыцык А.А., Кулинич В.В. Перспективы создания в сухой степи рекультивированных земель высокого плодородия // Тез. докл. республ. науч.-практ. конф. "Проблемы формирования и прогрессивных преобразований производственного потенциала сельского хозяйства". - Днепропетровск. 1990. С. 121122.

12. Кулiнiч В.В., Мицик О.О. Фiзичнi властивостi та родючiсть рекультивованих земель Керченського залізорудного родовища // Тез. доп. IV з'їзду ґрунтознавців i агрохiмiкiв України. Харків. 1994. С. 120.

13. Бекаревич Н.Е., Масюк Н.Т., Моргун В.В., Кулинич В.В., Мыцык А.А. Основные итоги исследований по рекультивации земель Керченского железорудного месторождения // Мат. международной научн. конф., посвященной 90-летию со дня рождения проф. Н.Е.Бекаревича "Земельные ресурсы Украины: рекультивация, рациональное использование и охрана". Днепропетровск. 1996. С. 57.

14. Забалуев В.А., Тарика А.Г., Фененко В.И., Кулинич В.В., Постоловский В.В., Гаврюк А.А. Оптимизация агроландшафтов рекультивированных земель // Проблеми природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки регіонів: Матер. другої міжнародної наук.-пр. конф. Дніпропетровськ, Україна, 0103 жовтня 2003 р. / Редкол.: А.Г. Шапар (голов. ред.) та ін. Дніпропетровськ. 2003. С. 127 129.

рекультивований екологічний едафотоп агрофітоценоз

Анотація

Кулініч В.В. Агроекологічне обґрунтування сільськогосподарського використання рекультивованих земель в умовах південного сухого Степу України (на прикладі Камиш-Бурунського залізорудного родовища) Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. Дніпропетровський державний аграрний університет, Дніпропетровськ, 2007

Для умов сухого Степу України запропоновані шляхи оптимізації едафічних характеристик техноземів. Удосконалено технологію рекультиваційних робіт на технічному етапі цілеспрямовано формують ущільнений прошарок на глибині 8090 см, який виконує роль водоупору і сприяє акумуляції продуктивної вологи у кореневміщуючому шарі. При формуванні техноземів рекомендовано вносити органічні добрива нормою 100 т/га на глибину 7080 см. Завдяки кращому зволоженню глибоких шарів поживні речовини з органічних добрив повніше засвоюються рослинами.

Встановлено, що едафічні системи, сформовані з техногенних сумішок різноякісних потенційно родючих порід, характеризуються більшим екологічним різноманіттям властивостей і режимів, що сприяє кращій реалізації потенціалу біогеоценозів.

Досліджена продуктивність основних сільськогосподарських культур сухого Степу залежно від конструкції технозему та рівня удобрення. Якість продукції, вирощеної на рекультивованих землях, відповідає встановленим вимогам як за вмістом важних металів, так і за технологічними показниками.

Ключові слова: рекультивація, техноземи, гірські породи, родючість, едафічні властивості, фітоіндикація, урожайність.

АнНотацИя

Кулинич В.В. Агроэкологическое обоснование сельскохозяйственного использования рекультивированных земель в условиях южной сухой Степи Украины (на примере Камыш-Бурунского железорудного месторождения) Рукопись

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.16 - экология. Днепропетровский государственный аграрный университет, Днепропетровск, 2007

Для условий сухой Степи Украины определены экологические ресурсы техноземов, обуславливающие уровень плодородия и специфику их сельскохозяйственного использования, на основе которых обоснованы эдафические параметры разных конструкций рекультивованих земель. Предложены пути оптимизации эдафических характеристик техноземов для сухой Степи путем усовершенствования технологии рекультивационных работ на техническом этапе целенаправлено формируют уплотненную прослойку на глубине 8090 см, которая выполняет роль водоупора и способствует аккумуляции продуктивной влаги в корнеобитаемом слое. При создании техноземов предлагается вносить органические удобрения нормой 100 т/га на глубину 7080 см: благодаря большему увлажнению глубоких слоев питательные вещества из органических удобрений лучше усваиваются растениями.

Установлено, что едафические системы, сформированные из техногенных смесей разнокачественных потенциально плодородных горных пород, характеризуются большим экологическим многообразием свойств и режимов, что способствует лучшей реализации потенциала биогеоценозов.