Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сельскохозяйственное использование рекультивированных земель Керченского железорудного месторождения

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Сельскохозяйственное использование рекультивированных земель Керченского железорудного месторождения"

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВШІЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ОД

•'О

З

УДК 631.618

МИЦИК ОЛЕКСАНДР ОЛЕКСАНДРОВИЧ

[ЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКЕ ВИКОРИСТАННЯ РЕКУЛЬТИВОВАНИХ ЗЕМЕЛЬ КЕРЧЕНСЬКОГО ЗАЛІЗОРУДНОГО РОДОВИЩА

ОЗ.ООЛ6- екологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Дніпропетровськ - 1998

Дисертацією с рукопис.

Робота виконана на кафедрі грунтознавства і екології та проблемній лабораторії з екультивації земель Дшпропетровького державного аграрного університету

Науковий керівник-доктор біологічних наук, професор, академік УААН Масюк Микола Трохимович, Дніпропетровський державний аграрний університет, завідувач кафедри грунтознавства і екології

Офіційні опоненти - доктор сільськогосподарських наук, професор Писаренко Віктор Микитович, Полтавський сільськогосподарський інститут, завідувач кафедри екології і ботаніки

- доктор біологічних наук, професор Цвіткова Ніна Миколаївна. Дніпропетровський державний університет, професор кафедри геоботаніки, грунтознавства і екології Провідна установа: Харківський державний аграрний університет імДокучасва, кафедра грунтознавства, м. Харків

Захист дисертації відбудеться ЗО червня 1958 року о 15 годині на засіданні :пеціалізованої вченої ради Д 08.804.02 при Дніпропетровському державному аграрному •нізерситеті за адресою: 320027, м. Дніпропетровськ, 27, в>л. Ворошилова, 25. корпус 1, сонференц-зал (аул 342).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Дніпропетровського державного аграрного університету.

Автореферат розіслано “ Зо " травня 1998 року

Вчений секретар спеціалізовано: вченої ради, професор

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Згідно з Національною програмою охорони грунтів на 1996-рр. в Україні передбачається рекультивувати 154,6 тис.га, в тому числі в омній Респ>6лїці Крим - 4,9 тне. га. При цьому визначено, що рекультивації вленню) підлягають землі, які зазвали змін в будові рельєфу, грунтів, материнських

гідрологічного режиму внаслідок проведення будівництва, гірничодобувних, •орозвідуватьних та інших робіт, а також землі, забруднені будівельним сміттям, іами переробної промисловості, металургійними, хімічними та іншими ництвами. По напрямках використання, які закладено в Програму, відроджені землі е> розподілені так; сільськогосподарські угіддя - 111,1 тис. га (71,9%), в тому числі

- 79,6 (51,5), лісові насадження - 24,6 (15,9), забудівлі, водне господарство та щія- 18,9 (12*2); в Автономній Республіці Крим відповідно - 3,8 (77,6), 3,2 (65,3), 2,2) та 0,5 тне га (10,2%). Таким чином, як в цілому по Україні, так і по Криму, итетний розвиток в стратегії відновлення порушених територій належить •когосподарській рекультивації; соціально-еколого-економічною передумовою до з рішення стало збереження грунтових ресурсів (було б зовсім не зрозуміло пикам та нащадкам, чому грунтовий покрив безслідно губиться в товщі іслових відвалів або похований під забрудненими відходами шкідливих іницгв).

Дисертаційна робота присвячується розробці наукових основ їКогосподарської рекультивації земель в Керченському залізорудному родовищі, лексні дослідження тут розпочалися в середині 70-х років на спеціально створеному диому полі і продовжувалися до 1990 року (В.В.Моргун, В.І.Шубін, В.В.Кулініч, Иицик). Це були перші подібного роду наукові дослідження в цьому регіоні України, ьтати яких покладені в основу рекомендацій, проектів та здійснених практичних

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота іувалась згідно із замовленням Держагропрому СРСР № 175-63-13 від 30.11.85 р. за з: “Розробити теоретичні основи і технологію рекультивації порушених земель для ■о сільськогосподарського використання та зменшення негативного впливу гірничих на навколишнє середовище”, з господарчим договором кафедри грунтознавства та гії Дніпропетровського сільськогосподарського інституту і Камиш-Бурунського рудного комбінату за темою: “Створення культурного ландшафту на землях, іених гірничими роботами в Керченському залізорудному родовищі, включаючи щійні зони та сільськогосподарські угіддя”.

Мета проведених досліджень: еколого-біологічне обгрунтування технології :ння та використання рекультивованих земель в Керченському залізорудному оці. В зв'язку з цим задачі досліджень зводились до вивчення:

1) будови, властивостей та родючості грунтової маси, що входить до кожного енетичного горизонту зональвого грунту та його основних сумішей (Н+НР, Н+НР+РЬк) гірських порід, складаючих стратиграфію розроблюваної надрудної товщі;

2) росту, розвитку та продуктивності гороху на досліджуваних субстратах (у егетаційному досліді) з внесенням та без внесення поживних речовин;

3) впливу різної потужності насипного шару чорноземної маси і підстилаючих ірських порід на врожайність озимої пшениці, кукурудзи, гороху та люцерни;

4) родючості рекультивованих земель з урахуванням сортових і гібридних собливостен гороху та кукурудзи;

5) продуктивності окремих агросукцесій у коротких ланках польових сівозмін;

6) якості одержаної продухції;

7) фіго меліоративного ефекту люцерни синьогібридної та гороху;

8) профільної родючості основних варіантів рекультивованих земель.

Наукова новизна одержаних результатів. В результаті проведених досліджень держало подальший розвиток вчення про родючість розкривних гірських порід; вперше іивчена профільна родючість рекультивованих едафотолів, які знаходяться під тривалим іриродним заростанням та сільськогосподарським освоєнням; встановлена і теоретично ібгрунтована раціональна потужність зняття грунтового шару з порушених зональних рунтів і товшнна її укладки ва сплановану поверхню відпрацьованих відвалів; вперше іетально вивчена якість продукції, одержане» з різних варіантів (моделей) «культивованих земель; розроблені шляхи подальшого підвищення ефективній юдючості рекультивованих земель; вперше найбільш широко показані особливості творення та використання рекультивованих земель для умов сухого Степу України.

Практичне значення одержаних результатів. Наукові положення та висновки іягли в основу рекомендацій з біологічної рекультивації порушених земель Камиш->урунського залізорудного комбінату (Автономна Республіка Крим, м. Керч), згідно з [кими було рекультивовано 1700 га порушених земель, з них 1678 га передано під іпьскогосподарське використання господарствам Ленінського району Автономної ’еспубліки Крим (колгосп “Ініціатива” та “Приморська птахофабрика"’) та 22 га під елективні сади населенню м. Керчі, що підтверджено відповідною документацією.

Особистий внесок здобузача. Проведення польових та вегетаційних дослідив, іналіз та теоретичне обгрунтування отриманих результатів проводилися дисертантом «обисто або при його безпосередній участі. В проведених дослідженнях та їх оагальнені участь автора складає 80 %.

Апропапія результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися на тукових конференціях Дніпропетровського держазного аграрного університету в 19861998 рр., конференції молодих вчених Кам’янець-Подільскої аграрно-технічної академії 1988 р.), П'ятій Всесоюзній науково-практичній конференції молодих вчених та :пеціалістів з проблем кукурудзи (м. Дніпропетровськ, 1987 р.), на координаційній раді Державного інституту земельних ресурсів “Обмін досвідом роботи з використання

з

ьтатів на>хово-дослідних робіт при проектуванні порушених земель (м. Москва, р.), Уральській нараді “Біологічна рекультивація порушених земель” 'їм. ринбург, 1988 р.), науково-практичній конференції “Стан та перспективи розвитку ьтнвації земель півдня України” (м. Керч, 1988 р.), другому, третьому та четвертому к. грунтознавців та агрохіміків України (м. Харків, 1986 р., м. Львів, 1990.;р-, кон, 1994 р.), міжнародній конференції, присвяченій 90-річчю з дня народження . МО.Бекаревича (м. Дніпропетровськ, 1996 р.). >

ТТ\т>лікапіТ. По матеріалах дисертації опубліковано 4 статті в наукових журналах, іт - у матеріалах та 10 - у тезах наукових конференцій.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 170 сторінках інописного тексту, вмішує 49 таблиць, 2 малюнки, 28 додатків. Список використаних ел включає 272 найменування. Дисертаційна робота складається з вступу, 5 глав, >вків, рекомендацій виробництву, списка використаних джерел та додатків. :

В основу написання дисертаційної роботи покладені результати наукових джень, одержані в 1986-1990 рр. на дослідному стаціонарі, який створено в 1977 ропі дкригих розробках Керченського залізорудного родовища.

ЗМІСТ РОБОТИ

1.СТАН ВИВЧЕННЯ ПРОБЛЕМИ, УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИХ ЛЩЖЕНЬ. 4

У наведеному літературному огляді аналізуються історія розвитку та становлення і ьтнвації земель як нового науково-виробничого напрямку і нової області знзйк. [ічається вагомий внесок відомих наукових шкіл в розробку теоретйко-дологічних і прикладних основ біологічної та горнотехнічної рекультивації: ропетровської школи грунтознавців та екологів (М.О.Бекаревич, М.Т.Масяж, (абан, О.О.Колбасін, IX.Узбек), дніпропетровської школи лісової рекультивації та )гїї (АЛ-Травлєєв, ВЛіЗвєрковський, Н.М.Цвптсова, Н.А-Бетова), дніпропетровської [чотехнічяої школи (А-Ю.Дриженко), московської (Л.В.Моторіна, В.О.Овчинніїгов, орбунов), уральської (В.В.Тарчевський, КП-Колєсніков), харківської (М-К-Шикула, і?гєрєвська, В.М.Данько), київської (О.ЬЗражевський, М.СШалит, Б.ІЛоггівЬв), догої (МЛІ’ева, В.ІБакланов), курської (О.М.Буриюн, АХСтефсєв), криворізької їоброаольський, В.І.Шаяда), воронізької (В..І.Тріщевсь*ий, ЯВ.Панксв), :ибірської (С.С.Трофімов, Л.П.Барашгік), львівської (Р.МЛанас), кримської Іоловицьіий), херсонської (В.П.Золотун), грузинської (А-Діогатишвілі), естонсьетя <аар). молдавської (ТГ.Крупєнтков) та ін.

Аналіз літературних джерел показав, що кожне родовище корисних копалрк. в у з різноманітністю футового покриву, геологічних та гідрогеологічних умов,

кладу, властивостей та генезису розкривних гірських порід характеризується щивідуальним підходом щодо проведення в кожному з них гірничотехнічного і біологічного етапів рекультивації, через що змінюються моделі екультивованих едафотопів (стратиграфія, параметри насипного шару рунтової маси та підстилаючих гірських порід, диференцюються системи івозмін, добрив та інші елементи системи землеробства).

Район досліджень характеризується континентальним кліматом: тривалим ар ким літом та короткою порівняно теплою зимою. Середня багаторічна кількість надів складає 396,6 мм, середня багаторічна температура повітря 11,2 °С В роки роведення досліджень (1986-1990 рр.) погодні умови складались по - різному для росту і розвитку сільськогосподарських культур, наблюдалися як сприятливі, так і есприятливі роки, середньорічна кількість опадів перевищувала середню багаторічну на ,7—15,3 %, або на 34,4-60,5 мм, середньорічна температура повітря змінювалася від ,8°С в 1987 році до 12Д °С в 1990 році.

Дослідження проводилися на базі дослідного стаціонару Дніпропетровського ержавного аграрного університету , створеного на відпрацьованих відвалах кар'єру “А” лмиш-Бурунськсй мульди Керченського залізорудного родовища.

Вивчення родючості розкривних гірських порід проводилось в лабораторних мовах, у вегетаційних та польових дослідах. Родючість генетичних горизонтів орнозему південного та їх основних сумішей вивчалась в лабораторно-вегетаційному осліді при влучному освітленні (10-12 тис. лк); профільна родючість зональних рунтів, свіжовинесених на денну поверхню гірських порід та окремих моделей екультивованих земель, які знаходяться під природним заростанням і окультурених в роцесі сільськогосподарського освоєння - вегетаційно-польових дослідах Безпосередньо на дослідному стаціонарі). Дослідною культурою був горох посівний.

Польові досліди з вивчення впливу товщини насипного шару на продуктивність ільськогосподарськнх культур включали варіанти з нанесенням на технічну суміш ірських порід ЗО-, 50- і 80-сантиметрових шарів грунтової маси південного чорнозему. Дослідження проводились в агросухцесіях: чистий пар — озима пшениця — кукурудза на ерно, зайнятий пар (горох на зелений корм) - озима пшениця - кукурудза на зерно, юцерна синьогібридна (2 роки) — озима пшениця. Висівалися сорти гороху: укісно-ерновий Акацієвидний 1 (ранньостиглий), укісно-кормові: Укісний 7 (середньостиглий) а Укісний 5 (пізньостиглий); озима пшениця сорту Безоста 1, гібриди кукурудзи: іанньостиглий Дніпровський 141 ТВ, середньостиглий Дніпровський 310 МВ та ередньопізнін Дніпровський 126 ТВ; люцерна синьогібридна - сорт Зайкевича.

Облікова площа ділянок в польових дослідах становила 30-50 м2, в гілкоділяночному - 10 м2. Повторність дослідів чотириразова. Відстань між

ювторностямн становила 1 м, між заріантами -2 м.

Для вивчення основних фізжсо-хімічних властивостей досліджуваних субстратів ідбирали змішані зразки по шарах через кожні 10 см на глибину їм. У підготовлених ля аналізів зразках визначали: вологість - методом сушки до постійної ваги при імператорі 105 °С; гранулометричний склад - піпешчннм методом за Н^Качинським; йльнісгь - методом ріжучого кільця; щільність твердої фази - піїснометричним етодом; pH водної витяжки - (на іономірі); суму обмінних основ - за Каппен-ільковичем; загальний азот - за Кьєльдалем; рухомий фосфор — у вуглеамонійній итяжці — за Мачігіним; обмінний калій — за Протасовим; гумус - за Тюріним у одефікації Смакова.

В урожаї дослідних культур визначали вміст білка, крохмалю, жиру, клейковини, літковини на приладі “Інфрапід 61”, вміст макро- та мікроелементів — атомно-бсорбційним методом на “Сатурні З”.

Математичний обробіток даних польових та вегетаційних дослідів проводили ;етодом дисперсійного аналізу (Досясхов, 1985) на ПК ШМ. *

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

2. ЕКОЛОГО-БІОЛОПЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОЗКРИВНИХ ГІРСЬКИХ ЮРІД КЕРЧЕНСЬКОГО ЗАЛІЗОРУДНОГО РОДОВИЩА.

За комплексом показників (хіміко-мінералогічний, гранулометричний склади, грофізичні та агрохімічні властивості) найбільшою потенційною родючостю ідрізняються сіро-зелені имерійські глини та плейстоценові лесоподібні суглинки, іеньшим - тшзто-глинисті куяльницькі відкладення та и'мерійсьгі рудовміщуючі іороди. В надрудній товщі розкривних гірських порід фітотоксичних речовин не

ІИЯВЛЄНО.

і Результати вегетаційного досліду з горохом показали, що винесені на денну оверхню розкривні гірські порода Керченського залізорудного родовища (а порівнянні грунтовою масою гумусового горизонту порушеного чорнозему південного), мають адто низьку природну родючість (табл. 1).

Ефективна родючість розкривних гірських порід, виявлена продуктивністю адземної маси гороху (в перший рік освоєння), оцінена таким чином:

а) без внесення мінеральних добрив:

гтювміщуюча порода (170%)> грушова маса (100%) > сіро-зелена глина (28%) > ісоподібний суглинок (13%) > тшано-глинисті відклади (2%);

б) післядія повного мінерального добрива: (у вегетаційному досліді першою щьтурою висівався ярий ячмінь, під який вносились мінеральні добрива, другою в той врік-горох)

ро-зелена глина (164%) > рудовміщуюча порода (152%) > грунтова маса (100%) > щано-глинисті відкладення (42%) > лесоподібний суглинок (32%).

Після трирічної фітомеліораїці:

а) без внесенні мінеральних добрив: іудовміщуюча порода (111%) > грунтова маса (100%) > сіро-зелена глина (72%) > піщано линисгі відклади (66%) > лесоподібний суглинок (60%);

б) післядія КРК:

іро-зелена глина (151%)> пішано-глинисгі відклади (122%) > грунтова маса (100%) > есоподібний суглинок (73%) > рудовміщуюча порода (70%).

Таблиця 1

Продуктивность гороху на грунтовій масі чорнозему південного і розкривних гірських породах різної довготрнвалості с.-г. освоения, г/посудину

Бездобрив Післядія ЫРК

Субстрати рік освоєння середня за 1 ІЗ роки рік освоєння середня заІіЗ роки

1-й 2-й 3-й 1-й 2-й 3-й

'рутова маса 4,6 - 14,1 9,4 22,7 - 33,2 28,0

Іесоподібний углинок 0,6 4,7 8,4 4,5 7,2 13,5 24,4 15,8

'іро-зелена лина 1,3 11,1 10,1 5,7 37,2 39,1 50,1 43,7

Тіщано- линисгі іідклади 0,1 93 4,7 9,6 40,5 25,1

’удовміщуюча юрода 7,8 11,2 15,6 11,7 34,4 14,4 23,1 28,8

НСРоз— 0,4 г/посудину

Таким чином, однією із головних причин низької природної родючості гірських тор ід є недостатня кількість поживних речовин. Від післядії мінеральних добрив тродуггивність гороху суттєво підвищувалась: в 4,4 раза на рудовміщуючій породі, в 12,0 разів на лесоподібному суглинку, в 28,6 раза на сіро-зеленій глині та в 96,0 раяв на гіщано-глинисгих відкладеннях.

Для підвищення ефективної родючості гірських порід велике значення має свіжа зрганічна речовина, яка надходить в субстрати з кореневими залишками зростаючих на іих рослин.

В польових дослідах найбільш сприятливою гірською породою для вирощування подерни та гороху виявилася сіро-зелена глина: урожайність сіна люцерни та зеленої маси гороху в середьому за роки досліджень становила відповідно 74,8 и 104,2 ц/га.

зннця між продуктивністю гороху у варіанті з сіро-зеленою глиною та лесопояібним тлинком дорівнювала 20,0 ц/га, або 23,8%, люцерни - 363 ц/га, або 94,3%, між сі рощеною глиною та рудовміщуючою породою — 64,8 ц/га, або 164,5%, і 44,5 п/й, або 16,9%

Очевидно, що, у багаторічних бобових трав залежність від підстилаючих гірських эр ід виявилась значно більшою, ніж в однорічних бобових культур. ’

Фітомеліоративний вплив гороху забезпечив одержання додатковр на хоподібному суглинку 5,4 (4,5-6,6) ц/га зерна озимої пшениці, на сіро-зеленій йїині -,7 (1,7-12,9) ц/га.

3. ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНОЇ ПОТУЖНОСП ЗНЯТТЯ ТА НАНЕСЕННЯ [А РЕКУЛЬТИВОВАНІ ЗЕМЛІ НАСИПНОГО ШАРУ ГРУНТОВОЇ МАСИ.

' Для вирішення цієї проблеми необхідно було визначити: по-перше, потенційну та

фективну родючість грунтового шару, який підлягає зняттю та селекічвному влученню із зонального фунту; по-друге — чутливість сільськогосподарських культур а змінну потужність насипного шару грунтової маси та підстилаючу гірську породу, езультати проведених досліджень дозволили у такий спосіб оцінити родючість рунтової маси окремих генетичних горизонтів чорнозему південного та їх основних умішей (% до грунтової маси гумусово-акумулятивного горизонту):

1) запаси гумусу з розрахунку на 10-сантиметровин шар: *

Н(100%) > Н+НР (90%) > Н+НР+РЬк (72%) > НР (69%) > РЬк(38%); >

2) продуктивність надземної маси гороху у вегетаційному досліді: ^

а) неудобрений варіант: -

Н (100%) > Н+НР (79%) > Н+НР+РЬк (72%) > НР (50%) > РЬк (35%); >

б) внесення фосфору.

Н (100%) > Н+НР (93%) > Н+НР+РЬк (88%) > РЬк = НР (70-71%).

Аналіз експериментальних даних показує, що оптимальна гЖибнна ювнопрофільного чорнозему південного, яка підлягає селективній розробці за один ірийом, дорівнює сумарній потужності гумусового та першого перехідного горизонтів Н+НР).

В польових дослідах сільськогосподарські культури по-різному реагували на нінювану потужність насипного грунтового шару (табл. 2).

Кукурудза виявилась найбільш чутливою до насипних шарів грунтової маси, більшення насипного грунту від 30 до 80 см сприяло підвищенню врожайності анньостиглого гібриду Дніпровський 141ТВ від 26,0 до 36,5 ц/га (40%), гредньостиглого гібриду Дніпровський 310 МВ від 37,0 до 48,2 ц/га (або на 30%) та гредньопізнього гібриду Дніпровський 126 ТВ від 38,4 до 47 Д ц/га (23%).

Збільшення потужності нанесення грунтового шару від 30 до 50 і 80 см сприяло значному підвищенню врожаю зерна озимої пшениці: по чистому пару на 1Д ц/га або 5% і 2,7 ц'га або 5,6%; по зайнятому пару - 0,9 ц/га або 2,1% і 3,0 ц/га або 7,0%. очевидь озима пшениця практично не виявила чіткої реакції на змінність потужності

зсипного шару грунту. Основним лімітуючим фактором при цьому був гострий ефіцит грунтової вологи, що підтверджується наявністю суттєвих розбіжностей в рсжайності між вологими та посушливими роками (27,9-28,5 и/га, або 70-80%), між исгимитазайнятамн парами (5,0-5,6 а'га або 10,8-12,7%).

Реакція гороху на товщину насипного грунтового шару визначалась біологічними собливостями сортіз. Найбільшу чутливість на підвищену потужність (80 см) виявив анньостиглий сорт Ахацієвидний 1. Прибавка врожаю зеленої маси його становила 36,1 /га або 23,2 %. Збільшення товщини насипного грунтового шару до 50 і 80 см ідвищило врожайність (в середньому для трьох сортів - ранньо-, середньо- та ізньосгиглий) відповідно на 12,7 і 19,81%.

Таблиця 2

Середня врожайність сільськогосподарських культур у залежності від товщини насипного шару чорноземної маси та підстилаючих гірських порід (1986-1990 рр.), ата

Підстилаюча порода Насипний чорноземний шар, см Озима пшениця (зерно) Куку- рудза (зерно) Горох (зелена маса) Люцерна (сіно)

чистий пар зайня- тий пар

Технічна уміш гірських порід ЗО 48,4 43,1 33,8 157,8 49,2

50 49,6 44,0 38,9 177,9 56,6

30 51,1 46,1 44,0 189,0 57,5

мілкоділяаочний дослід

Лесоподібний суглинок 0 8,0 13,4 - 84,0 38,5

50 21,2 21,8 - 143,5 29,9

Орокзелена глина 0 5,8 12,5 - 104,2 74,8

50 19,9 20,4 - 168,9 34,9

Сама висока реакція люцерни проявилась на гтр 30-50 см, на лапо якого ірийшлося 15 (12-257% надбавок урожаю; надто малі (практично не виявлені польовими юслідами) надбавки урожаю, які припадають на шар 50-80 см (в середньому за три роки юаи становили всього лише 0,9 ц/га. або 1,5%), що zac підстави вважать основним іімітуючим фактором для прояви максимальної продуктивності люцерни гострий іссплтж грунтових вологозапасів.

Нанесенні 5 0-сантнметрового шару чорноземної маси на лесоподібний суглинок га сіро-зелену глину сприяло збільшенню збору зерна озимої пшениці по чистому пару в

7 (1,8-3.б) раза та 3,4 (2,9-4,0) раза, по зайнятому пару (горох на зелену масу) - в 1,7 ,5-1,8) та 1,6 (1,3-23) раза.

Щодо гороху та люцерни, сіро-зелена глина виявилась більш сприятливою дстилаючою основою для насипного 50-сантнметрового грунтового шару: надбавка в южайнолі гороху, в порівнянні з лесоподібішм суглинком, становила 25,4 iVra, або 7,7%; люцерни—5,0 або 16,7%.

4. ЯКІСТЬ ПРОДУКЦІЇ

Вміст білка в зерні озимої пшениці в варіанті з нанесенням на технічну суміш ірських порід 30-саятиметрового шару гр>нгс«ої маси становив 13,0 (11,8-14,6) % і лейковини 26,8 (23,6-31,4) %. Збільшення потужності насипного чорноземного шару до 0 см пс«рашило якісні показники зерна озимої пшениці: вміст білка та клейковини ідвишився відповідно до 13,9 (12,0-15,2) % і 29,6 (26,5-33,9) %, до 80 см - 14,5 (13,85,6) % і 314 (29,3-35,5) %. З урахуванням хлібопекарських вимог до зерна озимої пшениці, зерно, вирощене у варіанті з 30-сантиметровим шаром, належить до найбільш цнного за якістю, на 50-сантиметровому шарі - до сильного, як задовільний юкрашуаач, і на 80-сантимстровому шарі - до сильного, як добрий покращувач.

Зерно озимої пшенші, вирощене на лесоподібному суглинку, містило 12,7 (12,1-13,6)% білка і 26,0 (24,4-284) % клейковини, у варіанті з сіро-зелеяою глиною 8,0 (7,1-),6) % і 17,5 (16,8-18,8) % відповідно. Зерно з варіанта лесоподібний суглинок належить цо доброго філера, з сіро-зеленої глини—до слабких пшениць.

Якісні показники зеріа озимої пшениці зростали від чистого пару до зайнятого (горох на зелену масу) та люцерни синьогібридвої.

В зерні кукурудзи, вирощеної на шарі грунтової маси потужністю 30 см вміст білка становив 114 % і 60,6 % крохмалю, збір білка - 417 кг/га. Нанесення 50- і 80-сантиметрових шарів чорноземної маси збільшило збір білка вілповідно варіантам на 119,6 та 29,0%.

5. ОСОБЛИВОСТІ ГРУНТОУТВОРЮЮЧОГО ПРОЦЕСУ НА РІЗНИХ ВАРІАНТАХ РЕКУЛЬТИВОВАНИХ ЗЕМЕЛЬ.

Метровий профіль технічної суміші гірських порід, яка 37 років знаходилась під біологічним освоєнням, диференціювалася на бюгеогенетичні горизонти (БП 'Г): 0-20 см

- БПТ і (гумусово-акумулятивний), 20-70 см БГГТг (елювіальний) та 70-100 см - bill з

- (ілювіальний). Ефективнз родючість, визначега продуктивністю надземної маси гороху у вегетаційному досліді (шодо БПТі) становила для БПТ2 63%, БПТj—87%.

У варанті з нанесенням на технічну суміш гірських порід шару грунтової маси товщиною 70 см в початково однорідній грунтовій масі протягом 12-річного використання під вирощування сільськогосподарських культур відбулась диференціація 70-сангимеірового профілю на бїогеогенетичні горизонти: БПТ і — 0-40 см, БІТІ 2 40-60 см, Бі 11 з 60-70 см. Нижче БІТІ з розташований Бі 1 Ід - 70-100 см. У досліджуваному профіті двоярусної моделі рекультивованих земель найбільше») ефективною родючістю аідзначався БИ Ті - 5,0 г, посудину (100%), родючість інших горизонтів дорівнювала:

ЇІ'П’г - 3,1 (62), bill з (шар контактної зони на стику грунтової маса і подсгил аючої юроди) - 4,8 (96) і ВІ ГІ'4-2,5 г/посудину (50%).

ВИСНОВКИ

Дослідження з біологічної рекультивації земель, порушених відкритим іобуванням залізної руди в Керченському залізорудному родовищі, лозволили зробити акі висновки:

1. В місцях відкритих розробок корисних копалин відкритим способом юрмуються специфічні едафічш системи, які в більшості випадків являють собою суміш озкривних гірських порід різного складу, властивостей та генезису. Нами вивчалися два пособи повернення їх в сільськогосподарське виробництво з покриттям та без покриття іаром грунтової маси.

2. Лабораторними аналізами, вегетаційними та польовими дослідами становлено, що розкривні гірські породи Керченського залізорудного родовища ідрізняються низьким вмістом органічних речовин та особливо гідролізованого азоту; за омплексом показників (хіміко-мінералогічний склад, дисперсність, агрофізичні та іологічні властивості) найбільшою потенційною родючістю володіють сіро-зелені імерійські глини та лесоподібні суглинки, значно меньшим — піщано-глинисті уяльницькі відклади та рудовміщуюча порода; у складі розкривних гірських порід не «явлено фітотоксичних речовин.

3. Гірські породи родовища мають низьку природну родючість. Родючість сі роблених кімерійських глин, лесоподібних плейстоценових суглинків та піщано-шнисгих відкладав, визначена продуктивністю надземної маси гороху, менша в зрівнянні з грунтовою масою чорнозему південного відповідно в 3,5; 7,6 та 46,0 разів.

4. Однією з основних причин низької природньої родючості гірських порід є здосгача поживних речовин; від застосування повного мінерального добрива Активна родючість субстратів, що вивчалися, підвищувалась від 4,5 до 96,0 разів.

5. Винесені на поверхню гірські породи забезпечують занадто низькі врожаї льськогосподарських культур, величина яких (щодо мегагтрофів) ве перевищує 3-4-отної кількості висіяного насіння культур.

6. Вирощування люцерни снньогібридної, озимої пшениці та гороху посівного на хзкривних гірських породах дозволило встановить:

а) люцерна в середьому за два роки господарського використання забезпечила

ісой врожаї сіна: у варіанті з сіро-зеленою глиною — 74,8; з лесоподібшм суглинком -1,5 та з рудовміщуючою породою - 30,3 ц/га; і -

б) урожайність озимої пшениці після паруючих площ лесоподібного суглинку (в редньому за три роки) склала 8,0 iVra (з варіаціями по роках від 3,7 до 12,3 ц/га), на хьзелених глинах - 5,8 (4,9-7,1) ц/га; на парах, зайнятих горохом, відповідно 13,4

10,3-16,8) та 12,5 (8,0-17,8) іУга. Фітомеліоруючий ефект гороху склав на лесоподібних /глинках - 5,4 ц'га (67%), на сіро-зелених глинах — 6,7 ц/га(155%).

7. Нанасення на розкривні гірські породи 50-сантиметрового черноземного шару цодо мегатрофів) підвищує їх ефективну родючість. У варіантах з лесоподібним утлинком та сірсьзеленою глиною збільшення збору зерна озимої пшениці по чистому ару було в 2,7 (1,8-3,6) та 3,4 (2,9-4,0) раза, по гороху на зелену масу в 1,7 (1,5-1,8) та ,6 (1,3-2,3) раза.

8. Самою високою продуктивністю відрізнялася озима пшениця, висіяна після юцерни синьогібридної, зібраної на третьому році життя. її врожайність на есоподібних суглинках після люцерни була вище на 20,6 ц/га (в 2,7 раза) і на сіро-їлених глинах - на 35,4 ц/га (майже в 6 разів), ніж на чистих паруючих площах гірських орід. У перш роки освоєння гірських порід фітомеліоруючий ефект люцерни (хоча і ороткочасний) дорівнює (леооподїбні суглинки) або суттєво перевищує (сіро-зелені лини) за родючістю насипний грунтовий шар чорнозему південного товщиною 50 см, Ю дає підставу вважати люцерну синьогібридну основною піонерною культурою на іологічному етапі сільськогосподарської рекультивації відновлених земель.

Таким чином, під люцерною синьогібридною за три роки життя в лесоподібних углинках та сіро-зелених глинах накопичується така кількість життєвих ресурсів, як і щ ональному грунті.

9. Тестування гірських порід (лесоподібні суглинки та сіро-зелені глини) озимою оленицею, горохом і люцерною дає підстави озиму пшеницю віднести до мегатрофів еколого-трофічній групі рослин, що відрізняються високими вимогами до середовища вого існування), тому що її врожайність на гірських породах була в 2,6-3,4 раза іеньшою, ніж на 50-сантиметровому насипному шарі чорнозему (досягаючи 29-38 % рожайності на насипному грунті); горох - до мезотрофів (середньовибагливим юслинам), тому що його урожайність була нижче в 1,6-1,7 раза, або становила 60-61% (ід 50-сантиметрового насипного шару грунту; люцерну — до еврітрофіа маловибагливим), тому що її врожайність на гірських породах в 1,3-2,1 раза вище, ніж іа насипному шарі чорнозему. Люцерна, зростаючи на чистих гірських породах однорідних субстратах, для всього кореневого шару) створює більше 'либокопроникаючої кореневої маси, ніж на зональних грунтах і в двоярусних моделях рекультивованих земель (з насипним шаром грушу), що дає можливість охопити їільший об’єм гірської маси, більше витягти із неї життєвих ресурсів та забезпечити іисоку продуктивність.

10. Вивчення профільної родючості зонального грунту дає підстави для висновка ро те, що оптимальна глибина повнопроф іл ьного чорнозему південного, який підджає елективній розробці дорівнює сумарній потужності гумусово-акумулятивного та ершого перехідного горизонтів (Н+НР). Потенційна родючість такої суміші -в ередньому дорівнює 90% (від гумусово-акумулятивного), а ефективна оцінена

родукгнвюспо мезотрофів - 79% (без добрив) та 93-100 % (з внесенням фосфорных, юсфорних і азотних у поєднанні з бактеріальними).

Оптимальна товщина насипного шару чорнозему південного дм екультивованих земель не повинна обмежуватися 50-сантиметровим шаром і може бути зільшека в залежності від умов до 60-80 см.

12. Одержання продукції високої якості на рекультивованих землях можливе ільки у варіантах з нанесенням на гірські породи (або їх технічні сумішки) грунтова іаси. Ь збільшенням потужності насипного грушового шару вміст білка в зерні ашмої шениці і кукурудзи суттєво зростав. ГДК важких металів для досліджуваних культур ве еревищуваза встановлених норм.

13. У варіанті рекультивованих земель, представленого технічною сумішшю ірських порід, яка протягом 23 років знаходилась під природним заростанням і » одальшому 12 років - під сільськогосподарським освоєнням, та у варіанті, де в* ехнічну суміш було нанесено 70 см грунтової маси чорнозему південного (суміш оризонтів Н і НР), що на протязі 12 років була під посівами сільськогосподарських ультур, відбулась диференціація профілю на біогеогенетичні горизонти (БГТГр ехнічної суміші — 0-20 см — БГТТі (гумусово-акумулятивний), 20-70 см - БГТТг елювіальний) та 70-100-БПТз — ілювіальний та варіанта з насипним шаром: БПТ1 — 0-

0 см, БГТТі—40-60 см, Бі 11 з — 60-70 см і Бі 11 *-70-100 см.

Грунгоутворюючий процес на заново створюваних техногенних грунтах має саої собливосгі і носить зональну направленість.

14. Проведені дослідження показали, що в чорноземній зоні, де розповсюджені іайбільш родючі грунти, основним способом відновлення порушених земель є ільськогоаюдарська рекультивація.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Гірничодобувним підприємствам:

1. Перед початком гірничих робіт проводити грунтове обстеження відведених під юрушення територій з метою визначення потужності підлягаючого селективній агампі юдючого пару чорнозему південного (сума горизонтів Н+НР).

2. В родовищі дошльно здійснювати рекульивацію земель з використанням як у кості підстилаючої основи для насипного грунтового шару лесоподібних суглинки, лро-зелешк глин і технічної суміші гірських порід.

3. Мінімальна товщина насипного родючого шару для Керченського іалізоруднсго родовища становить не меньше 50 см.

СЬоськогосподарським підприємствам:

1. Серед попередників озимої пшениці перевагу слід віддавати: на ділянках без іасипного грунтового шару - люцерні синьогібридній, на ділянках з грунтовим шаром -іюцерні, гороху, чистому пару, що забезпечують одержання продукції високої якості-

2. В структурі гібридів кукурудзи, вирощуваних на рекультивованих земелях, іл* ранньостиглих має становити 10-20%, середньо- та середньопізніх - по 40-45 %. В клвах гороху перевагу надавати раньостиглим сортам.

3. На перших стадіях біологічного освоєння рекультивованих земель ^елективним є впровадження у виробництво агросукцесій: люцерна 3 роки життя -іима пшениця та зайнятий пар (горох на зелений корм) - озима пшениця - кукурудза

і зерно, продуктивність якої на 26,5 % вище, ніж агросушесСГ чистий пар — озима жниця — кукурудза на зерно.

ПЕРЕЛІК ДРУКОВАНИХ РОБІТ

1. Кулинич В.В. Мыцык А. А. Особенности сельскохозяйственной екультивации земель на железорудных карьерах, находившихся длительное время под стественным зарастание и//Тез. докл. П съезда почвоведов и агрохимиков Украинской !СР. Агрохимия и плодородие почв. Рекультивация земель, борьба с эрозией почв, брабогка почв. - Харьков, 1986. - С. 140-141.

2. Мыцык А.А. Продуктивность кукурузы на рекультивированных землях в слоеиях «ухой Степи Украины/Лез. докл. V Всесоюзной научно-техн. конф. молодых ченых и специалистов по проблемам кукурузы. - Днепропетровсх, 1987. -С.96.

3. Мыцык АА. Продуктивность гороха и кукурузы на рекультивированных емлях Керченского железорудного месторождения//Тез. докл. ваучн. конф. ДСХИ по гшгам научно-исследовательской работы института за 1986 г.- Днепропетровск, 1987. -

14.

4. Мыцык А.А. Продуктивность гороха на рекультивированных землях керченского железорудного месторождения//Тез. докл. V Уральских) совещ. "Проблемы «культивации нарушенных земель". -Свердловск, 1988. - С.66.

5. Мицик О.О. Продуктивність гороху на рекультивованих землях Серченського залізорудного родовтца/Лез. доп. наук.-теор. кевф. молодих вчених і ті ранті в. Кам'янець-Подаїьський, 1989. -С. 37-38.

6. Мыцык АА., Кулинич В.В. Плодородие рекультивированных земель в зоне ухой Степи Украины/УТез. докл. III съезда почвоведов и агрохимиков Украинской ССР. Іочвоведенне,- Харьков, 1990. С 129-131..

7. Масюк Н.Т., Бекаревич Н.Е, Петренко С.Ф., Мыцык А.А., Кулинич В.В., >абенко П.П., Забалуев В.А. Основные направления оптимизация почвенного покрова в ехногенных ландшафтах степной черноземной зоны//Тез. докл. республ. науч.-практ. онф. ТТроблемы формирования и прогрессивных преобразований-производственного отенциала сельского хозяйства". - Днепропетровск, 1990.-С. 85-86.

8. Мыцык А.А. Эффективное плодородие горных пород Керчеосхого елезорудного месторождения//Мат. межрегиональной научно-практ. ~ «дф.

'Биологические и горнотехнические проблемы рекультивации нарушенных земель и товышение их продуктивности". - Днепропетровск, 1992. -С 57.

9. Мьщык А.А. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы на некультивированных землях Керченского железорудного месторождения. Там же. -С. 59.

10. Масюк Н.Т., Мыцык А.А., Кулинич В.В. Перспективы создания в сухой лепи рекультивированных земель высокого плодородия. Там же. -С. 121-122.

11. Кулініч В.В., Мицик О.О. Фізичні властивості та родючість рекультивованих іемель Керченського залізорудного родовища/АГез. доп. IV зТзду

рунтознавців і агрохіміків України. Агрохімія та охорона навколишнього середовища. -Харків, 1994. С. 120.

12. Масюк Н.Т., Харитонов Н.Н., Мыцык А-А^ Кулинич В.В. Перспективы ^пользования горных пород Керченского железорудного месторождения для создания шеокоплодородных рекул ьтивированных земель// Агрохимия и почвоведение. Харьков, 1994. Вып. 57. С. 17-22.

13. Мыцык А.А. Урожайность и качество зерна кукурузы в звеньях хвооборотов на рекультивированных землях Керченского железорудного <есторождения//Тез.докл. научно-практ.конф. Днепропетр. гос. агр. ун-та. -^неропетровск, 1995. - С. 17.

14. Мыцык А.А. Теоретические предпосылки создания высокоплодородных «культивированных земель в условиях сухой степи Украины//Тез. докл. первой международной научно-практ. конф."Устойчивое развитие: загрязнение окружающей реды и экологическая безопасность7ДГУ. - Днепропетровск, 1995. - С131.

15. Бекаревич НЕ., Масюк Н.Т., Моргун В.В, Кулинич В.В., Мыцык А.А. Основные итоги исследований по рекультивации земель Керченского железорудного <есторождения//Мат. международной научн. конф., посвященной 90-летию со дня ххждения проф. Н.Е.Бекаревича "Земельные ресурсы Украины: рекультивация, национальное использование и охрана". - Днепропетрвск, 1996. -С. 57.

16. Мыцык А.А. Некоторые особенности почвообразовательного процесса на 5екультивированных землях в условиях сухой Степи У кранны. Там же. -С. 78-79.

17. Masyuk N.T., Kharitonov N., Mitsik A.A. Prospects of Rock Use of Kerch Iron Зге Layer for Land Recultivation. //Материалы IV международной конференции по їиотехнологии и тяжелым металлам. - США, Калифорния, 1997. С. 451.

18. Мьщык А.А. Качество зерна озимой пшеницы на рекультивированных іемлях Керченского железорудного месгорождения//Прндніпровський науковий вісник, 1997.- № 48. С.33-37.

19. Мьщык А.А. Продуктивность звеньев полевого севооборота на окультивированных землях в условиях сухой Степи Украины //Придніпровський іауковий вісник. - Дніпропетровськ, 1997. -№ 48. С. 38-41.

20. Мицик 0.0. Родючість генетичних горизонтів чернозему південного як оретнчна передумова створення рекультивованих земель//Вісник аграрної науки. -К., 98. С 29-32.

АНОТАЦІЯ

Мицик 0.0. Сільськогосподарське використання рекультивованих земель грченського залізорудного родовища. Дисертація на здобуття вченого ступеня ндидзга сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 — екологія. Рукопис, игтропетровський державний аграрний університет, Дніпропетровськ, 1998.

На основі лабораторних аналізів, вегетаційних і польових дослідів визначена ггенційна і ефективна родючість гірських порід і різних варіантів рекультивованих мель. Досліджена і теоретично обгрунтована оптимальна потужність селективного тята грунтового шару з непорушених зональних грунтів, що дорівнює сумарній лужності горизонтів Н+НР. Обгрунтована раціональна потужність створення .■культивованого едзфотопу з використанням грунтової маси (шар не менше 50 см). :комендовано дія підвищення ефективності використання рекультивованих земель на філій стадії біологічного освоєння впровадження у виробництво агросукцесій: горох на леннй корм - озима пшеница - кукурудза на зерно; люцерна 3 роки життя — озима иениця.

Ключові слова: рекультивація, едафотоп, генетичні горизонти, родючість, гірські породи, урожайність, агросукцесія.

АННОТАЦИЯ

Мыцык А.А. Сельскохозяйственное использование рекультивированных земель Керченского железорудного месторождения. Диссертация на соискание ученной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.16 -экология. Рукопись. Днепропетровский государственный аграрный университет, Днепропетровск, 1998.

На основании лабораторных анализов, вегетационных и полевых опытов >еделєно потенциальное и эффективное плодородие горных пород и различных иантов рекультивированных земель. Определена и теоретически обоснована имальная мощность селективной выемки почвенного слоя из ненарушенных зональных

в, что соответствует суммарной мощности горизонтов Н+НР. Обоснована иональная мощность создания рекультивированного эдафотопа с использованием венной массы (слой не менее 50 см). Рекомендовано для повышения эффективности атьэоеания рекультивированных земель на первой сталия биологического освоения прение в производство агросукцессий: горох на зеленый корм - озимая пшеница -уруза на зерно; люцерна 3 лет жизни - озимая пшеница.

Ключевые слова: рстультивмтия. эдафотоп, генетические горизонты, плодородие, горные породы, урожайность, агросукцессия.

THE SUMMARY

Mitsik A.A. Agricultural use of recultivated soils of the Kerch Iron Ore Layer. The thesis for a degree of the candidate of agricultural sciences in Speciality 03.00.16 -Ecology. The manuscript Dnepropetrovsk State Agrarian University, Dnepropetrovsk, 1998.

On the bases of the laboratory analysis, vegetational and field experiental the potential nd effective fertility of mountain rocks and various variants of the recultivated soils are letermined. The optimum depth of a selective sample of a soil stratum from non-infringed onal soils is determined, when corresponds to the total depth of the horizons H + HP. The ational depth (not less than 50 cm) of the recultivational edaphotop creation with the use of the oil mass is grouped. The introduction of the agrosuccetions in production is recommended for he increase of the efficiency of the recultivated soils use on the first stage of the biological issimilation: peas for green forage - winter wheat and corn for grain; lucerne of 3 years of age ind winter wheat

Key words: recultivation, edaphotop, genetic horizons, fertility, mountain rocks, productivity, agrosuccetion.