doi: 10.24411/0044-3913-2020-10804

УДК 631.481 (452)

Ю. В. ПЛУГАТАРЬ, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, директор

В. В. КОРЖЕНЕВСКИЙ, доктор биологических наук, главный научный сотрудник

М. Л. НОВИЦКИЙ, научный сотрудник (е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Никитский ботанический сад – Национальный научный центр РАН, Никитский спуск, 52, пгт. Никита, Ялта, Республика Крым, 298648, Российская Федерация

Исследования проводили с целью выявления особенностей формирования эмбриозёмов и технозёмов при использовании физико-химического и рельефоформирующего способов рекультивации на сульфидных шахтных отвалах. Основная задача этих способов заключается в нейтрализации либо значительном снижении неблагоприятных эдафических условий в породе. Работу проводили в 2005–2019 гг. на отвалах шахт «Першотравнева» и «Самарская» Днепропетровской области. При рекультивации беззатратным рельефоформирующим способом был создан бугристо-западинный рельеф, благодаря чему со склонов бугров в понижения попадала дополнительная влага от атмосферных осадков и происходил снос мелкодисперсных частиц шахтной породы. Вследствие этого за 20…22 года после завершения рекультивации в понижениях сформировалась молодая почва с рН = 5,3…6,9 ед., концентрация токсичного для растений алюминия уменьшилась до 4,3 смоль/кг, содержание экстрагируемого углерода увеличилось до 0,5 %. Количество скелетных частиц (фракции > 1 мм) значительно снизилось в среднем до 28 %. Малозатратный физико-химический способ рекультивации путём внесения необходимого количества карбонатного суглинка и тщательного перемешивания с породой на глубину 20 см позволил нейтрализовать действие серной кислоты в сульфидной породе. Благодаря этому уже через 6…8 лет после завершения рекультивации реакция почвенной среды становится щелочной (рН = 8,4), содержание экстрагируемого углерода увеличивается, по сравнению с контрольным вариантом, более чем в два раза, количество скелетных частиц снижается на 17 %. Через 12…16 лет после завершения рекультивации отмечено интенсивное накопление органического вещества в верхнем слое и уменьшение количества скелетных частиц до 7 %. В результате рекультивации отвалов физико-химическим и рельефоформирующим способами произошло формирование технозёмов и эмбриозёмов, что привело к интенсивному протеканию процессов первичной автогенной сукцессии.

Ключевые слова: рекультивация, сульфидная горная порода, автогенная сукцессия, эмбриозёмы, молодая почва, оптимизация, бугристо-западинный рельеф.

Для цитирования: Плугатарь Ю. В., Корженевский В. В., Новицкий М. Л. Почвенно-биологические основы оценки и повышения плодородия технозёмов и эмбриозёмов на сульфидных отвалах // Земледелие. 2020. № 8. С. 19–23. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10804

Soil and biological basis for assessing and increasing the fertility of technosol and embryozem on sulfide dumps

Yu. V. Plugatar, V. V. Korzhenevsky, M. L. Novitsky

Nikitskii Botanical Garden – National Scientific Center of the RASciences, Nikitskii spusk, 52, pgt. Nikita, Yalta, Respublika Krym, 298648, 298648, Russian Federation

Abstract. The work aimed to identify the formation peculiarities of embryozems and technosols when using physicochemical and reliefforming methods of reclamation on sulfide mine dumps. The main task of these methods is to neutralize unfavourable edaphic conditions in the rock or to significantly reduce them. The studies were carried out from 2005 to 2019 on the dumps of the mines “Pershotravneva” and “Samarskaya” in the Dnepropetrovsk region. During reclamation by a cost-free relief-forming method, a hummock-and-hollow topography was created, due to which additional moisture from atmospheric precipitation got from the slopes of the hills into the depressions and fine particles of mine rock were demolished. As a result, in 20–22 years after the completion of reclamation, a young soil with pH = 5.3–6.9 was formed in the depressions, the concentration of aluminium, toxic to plants, decreased to 4.3 cmol/kg, the content of extracted carbon increased to 0.5%. The number of skeletal particles (the fractions with the size of more than 1 mm) significantly decreased on average by 28%. The low-cost physicochemical method of reclamation made it possible to neutralize the action of sulfuric acid in the sulfide rock by introducing the required amount of carbonate loam and thorough mixing with the rock to a depth of 20 cm. Due to this, in 6–8 years after the completion of reclamation, the reaction of the soil medium became alkaline (pH = 8.4), the content of extracted carbon was more than doubled compared to the control variant, the number of skeletal particles reduced by 17%. Already in 12–16 years after the completion of reclamation, there was an intensive accumulation of organic matter in the upper layer, the number of skeletal particles decreased to 7%. As a result of dumps reclamation by physicochemical and relief-forming methods, the formation of technosols and embryozems occurred, which led to intensive processes of primary autogenous succession.

Keywords: reclamation; sulfide rock; autogenous succession; embryozems; young soil; optimization; hummock-and-hollow topography.

Author Details: Yu. V. Plugatar, Corresponding member of the RAS, D. Sc. (Agr.), director; V. V. Korzhenevsky, D. Sc. (Biol.), chief research fellow; M. L. Novitsky, research fellow (е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.).

For citation: PlugatarYuV, Korzhenevsky VV, Novitsky ML [Soil and biological basis for assessing and increasing the fertility of technosol and embryozem on sulfide dumps]. Zemledelie. 2020. (8):19-23. Russian. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10804.