Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Фитомелиорация отвалов рудника открытых работ Зыряновского свинцового комбината

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Фитомелиорация отвалов рудника открытых работ Зыряновского свинцового комбината"

РГ6 од

1 академия наук республики Казахстан

1ШАет ШШЗИЕСКИИ сад

На irpasax рукописи

КАКИМОВ ЗКенис Токанович

уда 631. 618: 581. 522. 4/574. Ч/

фИТОНЕЛИОРАЦИЯ ОТВАЛОВ РУДНИКА ОТКРЫТЫХ РАБОТ ЗЫРЯНОВСКОГО СВИНЦОВОГО КОМБИНАТА

03. 00. 05 - ботаника

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Апма'Ш— 1993

Работа выполнена в Главном ботаническом са)цг Национальной Академик Наук Республики Казахстан

Научна!! руководитель - академик HAH Республики Казахстан ^.О.Байт; Официальные оппонента:

1. Агелоуов Е.А. - доктор биологических наук, профессор

2. Огарь И.О. - кандидат биологических наук

Ведущее научное учреждение:

Казахский государственный университет им.Аль-Фараби

Защита состоится " tfji^ -_• S? 1993 г. в " lün часов на заседании специализированного, Совета K.008.I0.02 по присузде-нгд! ученой степени кандидата биологических наук при Институте ботаники HAH Республики Казахстан по адресу: 480100, ул.Кирова 10: Институт ботаники HAH Республики Казахстан.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Главного бота^ нического сада HAH Республики Казахстан.

Автореферат разослан "_"__IS93 г.'

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат биологических наук

Ц- С:.--«/ _______"

V' ' "/Y С.А.Абиев

Ч./ ^

ОБЩАЯ ХШКТНЖША РАБОТЫ

Актуальность темы. В результате открытого способа добычи полео-ых ископаемых происходит существенная трансформация ландшафта, фи-ико-хиыические свойства которого во многих случаях становятся не-лагоприяткьми для развития растений и оказывает отрицательное вли-ние на обширную территорию. Устранения вредного влияния вскрышных твалов путем создания на нарушенных землях зеленых культурных час-ивов, разработка методов озеленения и отбора наиболее устойчивого ссортимента фитомелиоративных культур для полного покрытия ими по-ерхности каменистых и других отпалоп имеет первостепенное значение ля улучшения экологической обстановки.

Цели и задачи исследования. Цель работы изучение состояния и •азработки методов фитокелиорации отвалов Рудника открытых работ РоР/ Зыряновского свинцового комбината. Задачи: изучение состояния стественного зарастания грубоканенистьк отвалов; выбор насыпных рунтов и создание на поверхности отвалов искусственных коркзобита-мых слоев насыпных грунтов для роста и развития фитомелиоративных ультур; выяснение эколого-биологических особенностей растений припекаемых для озеленения крупноскальных отвалов; подбор и обосновало устойчивого ассортимента растений, позволяющего создать в экст-емальньос условиях отвала культурный зеленый лагдаафт.

Научная новизна. Впервые проведена работа в горно-степной зоне эсточно-Казахстанской области по фитомзлиорации грубокаменистых и эугих видов отвалов цветной металлургии, представляющие собой в ос-эвном скальные породы. Изучены и выявлены био-о ко логические особен-эсти надземных и подземных частей фитомежгорантов э процессе ре-/льтевэции в зависимости от экологических и эдафических условна.

Основные .положения вкносииые на защиту. Состояние естественно> зарзстания грубокаменистых отвалов; обоснование оптимальных взрк-

ентов насыпных грунтов и создание на поверхности отвалов корнеобита-емых искусственных субстратов; подбор устойчивого ассортимента растений, позволяющих создать в экстремальных условиях отвала культурный зеленый ландаафт.

Практическая ценность работы. Разработаны и внедрены рекомендации, которые использованы л»икцветыетом при проектировании рекульти-вационных работ для горно-степной зоны Восточного Казахстана. Полученные данные способствуют оздоровлению воздушного бассейна населенных пунктов расположенных вблизи таких отвалов, предотвращая вредное воздействие пустых пород на окружающую среду и природные ландшафты.

Апробация и публикация. Основные результаты научных исследований доложены на выставке-семинаре "Возрождение жизни на техногенных ландшафтах в Казахстане /Алма-Ата, 1984/, на научно-практической конференции "Восстановление техногенных ландшафтов" /Караганда, 1984/ н« первой всесоюзной научной конференции "Растения и промышленная среда" /Днепропетровск, 1990/. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, в том числе две рекомендации, получен акт внедрения.

Объем работы. Диссертация написана на русском языке и состоит из введения, шести глав, выводов, характеристики рекомендуемых фито-мелиоративных культур, рекомендации по фитомелиорации отвалов РоР, списка использованной литературы и приложения. В работе имеются 35 таблиц, 71 рисунков /включая приложение/. Список литературы включает 175 наименования» в том числе 19 на иностранном языке.

ГЛАВА X. ОБЗОР ЛИТЕРА ТУШ

Одним из важнейших факторов в определении возможности и направления рекультивации является классификация отвальных пород по пригодности их к биологической рекультивации. Они отражены в исследованиях Колесникова, Пикаловой, 1974; Горбунова и др., 1975; Карлович *

э., IS8I; Келеберды, Другова, 1932; Етерсвской и др., 1984.

Многие исследователи зенкнаЕошеся изучением естественного зара- ■ гэшя того или иного типа отвалов считают, что формирование естест-гнмой растительности на техногенных ландшафтах характеризуется бо-ьшоЯ продолжительностью времени: Тарчевский, Зайцева, 1964; Ян Грога, 1966; Хсывдулина, IS70; ¿¡оторина, 1970; Бурычин и др., 1972; лесников и др., 1976; Ужегова, ¡«ахонина, 1931.

Успех фитомелиорации нарушенных земель в основном зависит от ис~ рсственного освоения их путем улучшения эдафичееких факторов. В гоу направлении больпоЯ интерес представляют работы Тарчевсгого,-Э64; Иоториноа, Овчинникова, 1970; Шиловой, ЛогиковоЯ» 1974; Красота и др., 1975; Заудальекого и др., 1979; Пикалово.Ч, 1979; Данько, Э32.

В разных климатических условиях ношей страны многие ксследова-гли вьделили перспективные виды древесных» кустарниковых и травяни-тых /бобовых и злаковых/ растений пригодные для озеленения поверх-' ости промышленных отвалов: Ееспрозвана, 1954; Хамидулинв, 1966; орчаковсгай и др., 1966; Гогаткшвили, 1966; Бекаревич и др., 1974; рецевский, Пенков, 1975; Терещенко, I960; Горлов, 193/; Треш.евскиЯ др., 1975, 1982 и ыногка другие.

Изучением подземной части древесных, травянистых фитомелноратнв-их культур в условиях различных типов промышленных отвалов в раз-ых климатических условиях занимались: Власова, 1964; Ееспрозвана, 970(5; Ебанов, 1974; Бекаревич и др., 1975; Кандрашш, 1981; Па сынова, 1981; Схвиридова, 1982; Чибрик и др., 1982; Куприянов, I9B8.

ГЛАВА 2. ФИЗКК0-ГПЯГРД$ИЧЕ!СКИЕ УСЛОБШ РАЙОНА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ

Восточно'-Казахстанская облвсть является центром Казахстана по

разработке и добыче полиметаллических руд. В главе описаны рельеф, геология, клиыат, почва и растительность района исследования»

ШВА 3. ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Промышленные отвалы, как объекты, на которых закладывались эксперименты по горно-технической и биологической рекультивации расположены в горно-степной зоне. Все нарушенные земли отличались по возрасту, объему, механическому и минералогическому составам, степенью естественного зарастания и воздействия на окрукакцую среду. В соответствии с классификацией В.М.Попова и др., 1970; А.И.Сзвич, 1974; Б.П.Колесникова, Г.Й., Пикаловой, 19745 Б.П.Кояесникова и др., 1970, по степени восстановления растительности и пригодности их к биологической рекультивации все проыышлонные отвалы нами были разделены на тр;; группы.

I. Отвалы с крупноеблсрочными скальными породами, подлежащие горнотехнической и биологической рекультивации к ним относятся отвалы "Восточный" и ¡# 6 Зыряновского и Покровского рудников открытых работ. Восточный отвал Зыряновского рудника образован в результате открытых работ /1955-1 £79/, их более 100 ылн.м8; с высотой более 50 и к площадью свыше 200 га, гозраст 25 лет, крутизна склона 40°.-Отвалы Покровского рудника и отвал ® б нашого моложе и меньше, чем отвал "Восточный", возраст соответственно 5-6 лет высота 20 и 10 м. Проективное покрытие вышеназванных отвалов всего лишь 3-5%. Породны! состое у всех вышеназванных отвалов слагается на 9<Ж труднораэрушо9< иши грзбообломочньа&и скальными породами, для растений не токсичны. Выращивание растений на отих отвалах невозможно без Горно-техничес-кой рекультивации, создания на них окультуренного субстрата.

П. Отвала с преобладанием суглинка со слабым естественным эара

танием /грунты Знряновского рудника открытых работ/. Суглинистые ороды обладают удовлетворительными химическими свойствами, неэасо-ены» но содержат токсичных элементов, имеот большуп влагоемкость, ' умус и основные элементы питания. К этой группе относится и третич-ые глины красно-бурого цвета, с тяжелым механическим составом, неу-овлетворительнши агрохимическими свойствами, токсичных веществ не одержат.

Ш. Отвалы действующие. Породы этих отвалов отпраглялись на вторичные переработки. Наши эксперименты проводились на отвалах I и П ■рупии. На отвалах П-груплы растения выращивались без нанесения ■рунтов.

Экспериментальные участки закладывались ьа поверхности отвала ! использованием щебня, техногенного песка, суглтистых пород и выщелоченного чернозема, из которых создавали искусственные послойные ¡очзогрунты в различных вариантах и мощностях. Рис.!» Первые два материала являются вторичными отходами комбината хранившиеся в буртах -долгие годы под открытым небога, вымытые и выщелоченные. Они исполь-ювались для покрытия грубообломочных скальных пород и увеличения ¡ощности корнеобктеемого слоя. Опытные участи были заложены з 1979 .•■оду на поверхности, на склонах и вскрьшкюг суглттх отвала "Вос-гбчного", отвала £ б и отвала третичных глин. Контрольные участки 5ыли заложены нв зональных почвах /чернозем/ на одетой поверхности грунта в двух километрах к северу от города. Комбинация вариантов «пользованных з эксперименте: I. Поверхность отвала без нанесения грунта, 2. Варианта с нанесением только одного слоя насыпного грунта: чернозема, мощность насыпного грунта 15-20 см и суглинка - 20см; 3° Варианты с нанесением двух слоев: песок+сугдинок - 35+20 см и ще-5ень+суглинок - 30+45см;.4. Варианты с нанесением трех слоев: щебень «углинок+чернозем - 30+25+20 см и щебень-нтесок+су глинок - 30420+

Экспериментальные участки

]

отвал .бостонный"

крупяосхальныа породы

третичные глины

Рис. I■

песок техногенный

шшш

щееень (лггкаа фракция) ЕФФёФ&т! Поверхность отеалз

Размещение насыпных грунтов в эксперименте

н20 «4; Эти варианты были залсжены на поверхности "Восточного" отзола.

На поверхности отвала ^ б были заложены двуслойный вариант пй-:ок+чернозем мощностью 30+20 см и однослойный песок - 30 см (Рис.1).

В 1931 году были заложены новые дополнительные варианты! дву-:лойные с;ебень+суглинок_ - 40+35 см и песок+суглинок - 40+15 см, трех-:лойнъй цебень+песок+суглинок мощностью 40+20+20 см.

При закладке таких ыиожеств вариантов создаются большие тр'/д-юсти в выполнении рзбот, ко появляется возможность выбора более оп-•икальных вариантов для произрастания $итоиелиораитов. Псвторность [елянок одного участка заложенных в 1979 году шестикратная, размер частка 60 гР", а участки созданные в 1931 год1, размером 120 ы2 кая-;ый, заложены з трехкратной повторности0 Расстояние нейду делянками юэмером в 6-0 и составляет 1м,120а -1,5м. Всего заложено 35 экспе-мментальных участков. Общая площадь опытных участков составляет коло 0,3 га.

Анализы водной вытяжки на воздушно-сухуя почву, физнко-химичес-:ая и агрохимическая характеристики , а также их механический сосав проведены в "агрохимической лаборатории Института почвоведения 'еспублики Казахстан по общепринятой методике /Аринушкина, 1970; Аг-охишгческие методы..«почв, 1975/.

Процесс естественного зарастания изучался маршрутным иетодсм на твалах Рудника открытых ребот возрастом до 25 лет» на отвалах Псковского рудника, возраст 5-6 лет и на хвостохраншшще - 25 лет» Ви-овой состав определялся по гербаризованному материалу /Флора Кззах-тена, 1956-1966/,

Объектами исследования слуяили 1.3 видов древесных растений: бе-зза повислая, тополь давролистный, клен ясенолкстный, сосна обыкно-енная, карагана древовидная, можжевельник казаакий, смородина золо-истзя, спирея гибридная, рябинник рябинолистный, малина обыкновен-

ная, снежноягодник белый, кизильник блестящий и шиповник колючейший и 10 травянистых видов: костор безостый, житняк узкоколосый, волос-нец ситникова, сорго сорт "Ранний янтарь Днепропетровский", суданская трава сорт "Одесская 25", эспарцет гибркдньй /эспарцет песчаный ж о.закавказский/, люцерна обыкновенная, люцерна сорт "Комле", донник желтый, донник сорт "АлшевскиЯ".

В эксперименте деревья и кустарники привлекались стандартными саженцами и размещались рядвми, расположенными поперек склона с чере дованиии древесных и кустарниковых пород по схеме: тополь+карагана-ь клен+смородина и т.д. Клен ясенелистной и кзрагана древовидная привлекались сэненаш!. Расстояние меяду деревьями составляет 1,2 х 21,1. На "отвале с вскрышными суглинками деревья высаживались группами. Посадку проводили в'весенние срспгл о последующим поливом из расчета 5.0-15 литров на одно растение с мульчированием древесными опилками. На чистой поверхности "Восточного" отвала, на 6-м отвале и на склоне вскрьиных суглинков были высеяны семена кераганы древовидной и клена ясенелистного. Определяли приживаемость и сохранность растений поело кидай перезяьовки. Б конце каждого сезона вегетации измерялась высота растений. Оценка перспективности выращивания производилась визуально (П.И.Лапин, С.Е.Сиднева, 1573; Лапин и др., 1979). Плодоносящие растения оценивались по 100 бальной, а че достигшие плодоношения по 65 бальной шкалам.

На всех рекультивируемых участках созданных весной 1979 года производился посев злаково-бобовой травосмеси ыеяду древесными растениями из расчета 75 кг/га (вспарцст гибридный 50 кг/га, волоснец Ситникова - 12,5 кг/га, хитняк сибирский - 12,5 кг/га).

В междурядьях древесных растений посаженных в 1981,году высевались семена люцерны обыкновенной и эспарцета гибридного с нормой высева соответственно 30 и 60 хг/га, В первом и втором случаях травы были высьягш с пелыа полного покрытия поверхности отвала зеленым

окровом.

На экспериментальных участках 1931 года в вариантах цебонь+суг-инон, щебень+песок+сугпшок, пссоккуглинок, на поверхности отвала

ретичных глин и на зональных почвах производился пссе*з травянистых

р

астений, рвзсер делянок в 1,5 м , повторноеть трехкратная, глубина, аделки семян в пределах 1-5 см в соответствии с особенностями кая-эЯ культуры. Изучались особенности роста и развития подземных час-эй растении. На втором году яизни определялась продуативиость к"я-эго растения а трехкратной повторноств катодом укосных площадок в м2 по общепринятой методика /Быков, 1977/.

Подземная часть древесно-кустарннковых растений в экстремальных :ловиях отвала изучалась по методике Тарансвской /1937/, с уточненл-ш И.О.БоЯтулина /1979/. Числовые даннке обрпботани методом вариа-юнной статистики /йедороп, IS97/.

ГЛАВА 4. ВЫБОР НАСЫПНЫХ ГРУНТОВ, СОСТОЯНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ЗАРАСТАНШ ОТВАЛОВ

4.1. Хярактср^стакя_испмьзуежх насьлных_и_отврльных_г£унтоп_ >Р. Для создания на поверхности отвала искусственного корнеобитаемо слоя использовались слодуюцие грунты: че£нозем_вы^елоченный, со-$ржания гумуса до 7Имеются в достаточном количестве азот, фос->р, калий. Запасы грунта ограничены. Суглинок - является пригодным ;я биологической ре культивации, химические свойства удовлетвор/.тель-

незасолены» не токсичны, имеет больсуы влагоеыкость до 1200 и3. здержакие гумуса и основных элементов питания незначительно. Песок iXHoгенный - является продуктом промышленной переработки предприя-5Й цветной иетвллургии» До применения находился под открытый небом -10 лет-. Для выщелачивания из них тяжелых металлов. Запасы огрснны. ;бень или легкая фракция - представляют неокатаннуа пустую породу

размером от 0,5 до 15 см. Запасы имеются.

Создание насыпного субстрата из вышеперечисленных грунтов на поверхности отвала в целом позволяет накопить и сохранить атмосферную влагу, что очень важно в условиях каменистого отвала.

4.2. Состояние естественного задаст^иия^этвалов^ В результате обследования ha "Восточном" отвале обнаружены 37 ведов растений, относящихся к 14 с-емействау, на отвальных грунтах Покровского рудника - £3 вида относящихся к 14 семействам, на хвостохранилище Белоусов-ской фабрики - 26 видов из 13 семейств. На всех нарушенных землях преобладали растения кз семейства астровых, составляющие £5,9$ от общего количества ввдов растений (20 видов, Л родов), затем бобовые -10" видов, 6 родов и злаковые - 8 видов, 7 родов. Такие семейства как ивовые, гречишные, ыаревыа, крестоцветные, розоцветные и норичнико-е-представлены 3-5 видами, остальные семейства - одним, редко двум видам растений. Всего на отвалах обнаружено 77 видов высших растений, относящихся к 23 семействам, 56 родам. Чаще всего встречаются многолетники - 44 вида или 3?% от общего количества, затем однолетники ~ 17 видов - 22%, меньше всего полукустарников - 2 вида. Древе-сно-кустарниковые растения представлены 10 видами /12,9^/.

На молодых отвалах (Покровский) растительность представлена пре имущественно' сорными видами; Artemisia vulgaris L,,A.Sieversiwia Mi: Artemicia absinthium L..Tussilago fariara I,,Sonchus arvenoie L,,Ech-ium vulgare Ъ, - "

Поселяются также и длиннокорневищные злаки:calamagroatie е geios (1) .¡loth. jKlitrigia repens(L) .N'eveki. ,J?oa altp.ica Trin.,Poa ci birica Eoehev.;stipa cnpillata X. и др.

Семена на отвалах задерживались в основном на механических препятствиях; на досках, на бревнах, крупных камнях, на груде мелкозема, щебня, а также в углублениях,, на уступах, в трещинах и понижениях, где происходит накопление мелкозема.

местами в микропонижениях между крупными обломками проиэраста->т и некоторые древесно-кустарниковые растения:Carnsana fi-utexd.) • Koch.,Rosa npino si caima Ь. »Cotonormter meltaiocorpus Picch e:: Uoytt., .ubua idaeuc L. ,Populiis laurifolia Ldb.,Acer пе,_ indo L. ,Populuc ni¡j~ ■a X.,PopulUE trémula L.,Snli:: alba I. Проективное покрытие изучен-п»х отвалов растительностью составляет всего лишь 3-3L

4.3. Ко£нмая_система_ест^ственно_поселиЕшихся ви^ов £астений._ Сорневые системы в условиях каменистого отвала менее развиты, чем в ¡бычных условиях. У однолетних растений формируется поверхностная и :лабо развитая корневая система, не проникающая глубоко в техноген-1ый элювий. У двулетних и многолетних растений корневая система раз-¡ита более мощно, по сравнению с однолетними, но имеет тоие поверх-юстный характер расположения, что связано с плотностью техногенно-'0 Элювия. На склона вскрышных суглинков и на отвале третичных глин )аэвитие корневой системы происходит более сильно, чем на каменистых >твалах. Следовательно каменистые отвалы представляют собою неблаго-фиятную среду для развития и распространения корневой системы растений даже природной флоры, как правило более устойчивых к экстремальным факторам. Поэтому для выращивания мелиоративных культур не->бходимо проведение горнотехнической рекультивации в целях создания i увеличения корнеобитаемой толщи.

ШВА 5. ОСОБЕННОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ «ИТОЫЕЛИОРАНТОВ НА ИСКУССТВЕННО СОЗДАННЫХ ПОЧВОГРУНТАХ

5.1. Ро ст_и_ра ЭВИТИ9 д ре в есно-igcTa £ни ков1лс_ра_стений. Сохран-юсть исследуемых древесных растений в различных вариантах на поверхности "Восточного" отвала намного выше, чем на склонах. Высокую сохранность показала карагана древовидная, которая составляет от 72,2^ ;о 100%, клен ясенелистнкй - от 88,8$ - 100%, топсль лавролистный

(кроме варианта чернозема) - 75-Ш#, смородина золотистая 81,8-90,9? можжевельник казацкий - до 100$. На контроле сохранность у караганы 90iS, у клена 7 , у тополя 66,6$, у смородины 100$. У можжевельника 80&. Низкая зимостойкость отмечена у малины обыкновенной и рябинника рябинолистного. В зиули:! период 01Ш обмерзают до снегового покрова. Такая Ее картина у снежноягодника белого и спиреи Биллиарда. Растения ежегодно восстанавливаются, корневая система при этом у обоих видов развиваются нормально и остается вполне кизнеспособноЯ. Такой Ее процесс происходит у кизильника блестящего и виновника колачейшего на поверхности отвала, но на склонах они чувствуют намного лучше, растения цве-тут иногда плодоносят, шиповник дает обильные корневые' отпрыски. Лусдее развитие растений происходит в вариантах щэбеиь+суглинок+ чернозем, ще о е н ыг.е со х+с у г л i о к, щебень+су глинок и суглинок на поверхности отвала, а теше на склоне вскрышных суглинков.

На отвале tf 6 в варианте пвсок+черкозеа хорошие показатели были получены после посева семян караганы древовидной, всхожесть которой составляла 95$. На четвертом году еизни сеянцы одели высоту в среднем 63,3 см. Еаггсдшй прирост составлял в среднем 9 см. Всхожесть семян клена ясенелкетиого составляла 4QS.

На отвалах третичных глин хорошие результаты показали такие растения как карагана древовидная и клен ясенеяистный. На склоке вскры-аи хороший результат, был отмечен у тополя лавролистного, прюшвае-мое? которого составила от ?5 до 84,2$, а к групповых посадках до 813. Корневая система у всех испытуемых растений распространяется горизонтально по поверхности отвала, преимущественно в пределах насыпных грунтов. Тополь лавролистнкй„ клен ясенелистный, карагана древовидная образуют более мощную корневую систему, чей другие»

5.2. Ро£т_и__развитие травянистых растений^ Среди травянистых растений перспективными t условкях отвала оказались эспарцет гибридна!, люцерна посевная, лзцерна сорт "Кокае", денник желтый, донник сорт

"Алыпевского", костор безостый, волоснец ситниковый, а тагае однолет- ; -ше злаки: суданская трава и сорго. Наилучшие показатели вышеназванных растений по урожайности были отмечены на вариантах щебенмюугли-«к и цебень+песок+суглинок, по сравнению с контролем оти показатели ¡апболее приближены или чуть превышали. Наименьшие показатели отк-.ече-1Ы в варианте песок+суглинок и на отвалах третичных глин, они были умного ниже контроля. Более перспективны на отвалах растения из се-действа бобовых. Благодаря высокой яизнеспособности и неприхотливое-

к субстрату бобовые уже на второй году жизни дали значительный грояай надземной массы по сравнению с контролем, особенно люцерна юсевная, урожай зеленой массы которой на варианте щебень+суглкнок ¡оставил 815,76 г/м . Интенсивным ростом в травосмеси обладал эспар-;ет гибридный, где он цвел и плодоносил на всех высеянных вариантах ! экспозициях. Всхожесть их семян составляла 88%. Высокая урожайно-

:ть зеленой массы в чистых посевах была получена в варианте щебень+

о

¡углинок, она равна 641,8 г/ы , а в травосыеси в варианте щебень-кзуг-

о

г/.нок-»чэрнозеи - 638,3 г/ыг.

Развитие корневой системы у бобовых растений в основном проис-:одит в пределах насыпных грунтов, чеы больше мощность насыпшх трупов, тем сильнее развита и яснее выражена вертикальная форма углуб-[ения их стержневого корня. Цаломолность корнеобитаемого слоя приво-,ят к снижен!® степени углубления и локализации корней а пределах на-:ыпных грунтов. Почти в каждом варианте в чистых посевах и в траво-меси у бобовых растений образуются клубеньки на корнях.

Рост и развитие злаковых трав в первые годы вдут очень ыедлеи-[0. Волоснец ситниковый и житняк уэкоколосый к концу вегетации э год осева находились в фазе 2-^х листьев и имели единственный зародыше-ый корень, проникающий в грунт на глубину всего лишь от Э до 14 см. '.остер безостый к концу вегетации находился в фазе 4-5 листьев и крэ-

ме зародышевого насчитывалось образовавшиеся £-3 узловые корни. На втором году жизни развитие злаковых идет интенсивнее, но корневая система располагается тоже в пределах насыпных грунтов.

Однолетние злаки сорго и суданская трава дают в условиях отвала больаую надземную биомассу, которые при разложении ускоряют процесс почвообразования, обуславливающий дальнейший благоприятный рос и развитие фитоыелиорантов. Житняк узкоколосый в процессе испытания оказался неперспективным, для роста и развития травянистых растений в целом более благоприятными являются варианты опыта с присутствием суглинкас повышающего влагообеспечекность грунта и способствующего лучшему росту и развитию фитокелиоративных культур в условиях отвала. Самым благоприятным сроком посева является весенний, после оттаивания почвы, в конце апреля - начале мая во влажный грунт.

ШВА 6. ОБСУЗДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

По данным наших наблюдений на отвалах Рудника открытых работ Зыряновского свинцового комбината степень естественного зарастания отвалов остается очень низкой, что также подтверждено литературными данными. Проективное покрытие этих отвалов за 2.5 лет не превышает что в первую очередь связано с их высокой каменистостью {на ОД состоят из трудноразрушаемых грубообломочных пород крупной величины, где растения практически не могут укорениться), а также с де-фищ-.'ом Благи, которая выдувается в варкий летний период знойным ветром с воЕэрхнеети отвала» Растения, которые укоренились в некоторых местах отвала, где имеется скопление мелкозема, угнетенные,- низкорослые,, корневая система стелится горизонтально, преимущественно в поверхностных слоях техногенного элювия до глубины лишь 20 см, в единичных случаях и глубае.

При выборе насыпных грунтов наиболее эффективным по своей струк

туре является вариант суглинок, в котором содержание влаги по сравнения с остальными превышало в 2-3 раза. Наименьшее количество влаги содержалось в черноземе, из-за его низкой влагоудеряивающей способности на поверхности отвала.

По сохранности растений самым оптимальным является вариант ще-бень+суглинок+чорнозем (сохранность 95,7%), затем суглинок (83,7^), на третьей месте вариант цебень+песок+суглинок (79%), на четвортом песок-юугликок (73,63)„ на пятом щебень+суглинок (73»!^) и на последнем месте чернозем, где сохранность составляла всего лишь 63,6%. На контроле сохранность растений составляла 81,8^. Таким образом более благоприятными вариантами опыта в условиях поверхности отвала являются щебень+суглинок+чернозем, суглинок и щебень+песок+суглинок. Вариант опыта суглинок мощностью от 20 до 50 см после усадки, песок^ суглинок и щебень+суглинок общей мощностью от 55 до 75 см, щебень+ песок+суглинок и щебень+суглинок+чернозем общей мощность» от 70 до 85 см вполне достаточны и оптимальны для произрастания на них как травянистых, так и древесно-кустарниковых пород на каменистом отвале. Включение суглинка в состав каждого варианта искусственных грунтов способствую? повышении их злагоудерживвющих свойств»

Перспективными фитомелиоранташ являются харагана древовидная, тополь лавролистный, клен ясенелисткый, сосна обыкновенная, смородина золотистая, береза повислая„ можжевельник казацкий, кизильник блестящий и шиповник колючейший. Последние два вида особенно хорошо растут на склонах отвала. Эти ввды, кроме последних двух, в зимний период не подмерзают, в летний период проявляют устойчивость к дефициту влаги. Кизильник блестящий и шиповник колшейший в зимний период подкерзапт до снегового покрова, но на склонах они вегетируют лучше, чем на поверхности отвала.

На отвале * 6 лучшие показатели развития у караганы древесиной, высаженной саженцами и от посева семян. На отвалах третичных

глин хорошие показатели также отмечены у караганы древовидной и клена ясенелистного. Береза бородавчатая в этих не условиях оказалась непригодной. На склонах отвала вскрыши хорошие показатели роста и развития проявили сосна обыкновенная и карагана древовидная, и в осо> бенности тополь лавролистньй. В варианте суглинок диаметр захвата корневой системы в горизонтальном направлении у тополя составил ббб см, при высоте надземной части около двух метров. Сильный рост корне вой.системы тополя лавролистного происходит и на других вариантах на поверхности отвала и в других вариантах экспозиций, составляя от 290 см до 377 см. Таким обрасом тополь лавролистннй является интенсивным по энергии роста в условиях отвала. Интенсивными по росту также явля ютск клен ясенелистный, сосна обыкновенная, можжевельник казацкий, смородина золотистая и карагана древовидная, особенно последний вид. Все эти вцды проявляют высокую приживаемость и образуют в условиях отвала мощную, горизонтально простирающуюся корневую систему в преде лах насыпного грунта. Диаметр захвата корневой системы у клена ксене листного составляет 400 см, у сосны обыкновенной 150 см, у мотаевелг ника казацкого 134 см. Корни проникшие в отвал на небольшую глубину не киэнеспособны, деформированы»

Травянистые растения на отвалах обладают более высокой приживаемостью и Еизнеспособноетыо. Проективное покрытие испытуемых трав составляло от .70 до 100$. В первый se год у бобовых растений происходи э цветение и плодоношение. Наивысший урожай был получен в условиях. отвала у люцерны сорта "Ковш" в фазе цветения в варианте це-бень+суглинок. Сырая масса ооставляла 815„76 г/м „ на контроле -781,91 г/м2, у.люцерны посевной соответственно 806,40 г/м2 и 692,80 г/и2. Развитие корневой системы у всех бобовых культур в первый год кизна происходит равномерно. Углубление корневой системы в насыпные грунты на различных вариантах'составляет от 15 до 30 см в первый го и от 60 до об см на втором году. Развитие корневой системы происхо-

ит преимущественно в вертикальном направлении. На корнях образуются зотфиксирующие бактерии. Эспарцет гибридный цветет и плодоносит в ервьй же год, и в условиях каменистого отвала вегетирует до 7 лет.

В отличие от бобовых растений злаки развивается в первый год изни медленно и усиливается на втором году жизни. Костер безостый а отвалах проявляет тенденцию к вегетативному размножения с помощью орневищ. Наибольший урожай надземной массы был получен у волоснеца игникового в варианте щебень+суглинок, она составляет 50,55 г/и*. днолетние сорго и суданская трава по сравнения с остальными много-етними растениями в год посева дают значительную надземную биомассу, з травянистых растений более перспективными фитомелиорантаии оказа-ись эспарцет гибридный, люцерна посевная, люцерна сорт "Кокше", дон-:ик желтый, донник сорт "Альтеевского", волоснец Сктникова, костер ¡езбстый. и однолетние злаки сорго и суданская трав а о

Самым благоприятным сроком посадки для древесных, кустарниковых :аяенцев э возрасте 2-3 лет и посева семян травянистых фитомелиоран-'ов'является ранневесенний период, после оттаивания почвы.

В Ы В О.Д Ы

1. Отвальные грунты Рудника открытых работ (РоР) и Покровского )удника сложенные грубооблоыочными скальными породами обладают низ-<ой влагонакопительной и влагоудерживающей способностью, неблагопри-¡тны для роста и развития растений, в связи с этим естественное их зарастание происходит очень медленно. Высокая плотность поверхности этвала, недостаток элементов минерального питания, влаги, а также зысокая температура в летний период (частые сухозси) вызывает необ-«здимость создания искусственного субстрата на поверхности каменистого отвала.

2. Оптимальные условия для роста к развития растений в эксгре-

ыальных условиях крупноскалыюго отвала создаются при горнотехничес-дай их рекультивации с нанесением большой толща суглинка (на менее 50 см), либо созданием многослойного насыпного грунта из щебня к песка 9 но с обязательным участием слоя суглинка, общей мощностью от 75 до 85 си. Однослойное нанесение чернозема нз создает нормальных усяо-еий для роста а развития древесных растений.

. '3. Суглинистые породы являются одним из наилучших компонентов для создания искусственного корнеобитаемого слоя, обладают удовлетворительным« водно-физическими свойствами.

4. Развитие корневой системы древесных и травянистых растений на рекультивируемых отвалах происходит поверхностно, преимущественно в горизонтальных направлениях в толще насыпных грунтов. Отдельные корни: проникающие неглубоко в отвал деформированы или недоразвиты.

. 5. В качестве фитоиедиоративных культур более перспективны из древесных пород: тополь лавролистный, клен ясенелистныйа карагана древовидная, смородина золотистая, сосна обыкновенная, ыоЕзевельник кзеецкий, берзза повислая, шиповник хсолзчейтий и кизильник блестящий; кэ травянистых: костер безосты»!, волоснец ситникова, люцерне посевная,, лгцзрта сорт "Коте", кспарцег гибридный, донник желтый, донник сорт "АльЕеевского", а таете однолетние сорго и суданская трава,

6»"На первом этапе биологической рекультивации более аффективно'" в качестве фитсмэлиорантов использование многолетних трав, особенно бобовых,, способных быстро закреплять и обогащать субстрат азотом.

7« Оптимальным сроком посадки секанцев древесных растений в возрасте £-Зх лет и посева семян многолетних трав является ранневесек-ний, конец апреля начало мая. Для дучагй приживаемости, стимулирования роста и развития фитомелиоративных культур после их посадки следует производить подкормку, мульчирование лунок древесными опилками

и полив о

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Рекомендации по биологической рекультивации отвальных пород ри добыче руд цветных металлов в Восточно-Казахстанской области.

Алма-Ата, 1981. с.12 (в соавт.).

2. Особенности развития корневой системы тополя лавролистного о отвальных грунтах Зыряновского свинцового комбината.//Восстанов-ение нарушенных промышленностью земель в Казахстане. - Алма-Ата. 984. с.138 (в соавт.).

3. Эспарцет гибридный на каменистых отвалах Зыряновского осинового комбината.// Восстановление нарушенных промышленность!) земель

Казахстане. Алма-Ата. 1984. с.138.

4. Биологическая рекультивация отвалов цветной металлургии в азахстане.//Восстановление техногенных ландшафтов». Караганда. 1934. .49 (в соавт.).

5. Корневая система тополя лавролистного третьего года яизни на твалах РоРа.//Восстановление техногенных ландшафтов. Караганда. .984. с.49.

6. Естественное зарастание рудных отвалов Восточно-Казахстан-кой области.//Восстановление техногенных ландшафтов. Караганда. .984. с.49 (в соавт.).

7. Рекомендации по рекультивации промышленных отвалов Зырянов-кого свинцового комбината. Алма^Атао 1935. с.31 (в соавт.).

8. Биологическая рекультивация промышленных отвалов сложенных кальными породами.//Международная ярмарка а гоАлжире /АНДР/ 1937г. .7 (русск.,англ.) в соавт.

9. Фитомелнорация грубохаменистых отвалов Э^ркновского евинцо-ого комбината. //Растения и промышленная среда. Днепропетровск. ,990. с.285.