ТЕМА 9. БІОЛОГІЧНИЙ ЕТАП РЕКУЛЬТИВАЦІЇ. КЛАСИФІКАЦІЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР ПО ВІДНОШЕННЮ ДО РІВНЯ РОДЮЧОСТІ ГРУНТІВ.

3. Фітомеліоративні технології відновлення родючості на біологічному етапі рекультивації порушених земель.

Біологічний етап рекультивації порушених земель є завершальною стадією відновлення їх продуктивності та екологічних функцій. Його основною метою є створення стійкого рослинного покриву, відновлення біологічної активності, накопичення органічної речовини, поліпшення фізичних і агрохімічних властивостей субстрату та поступове формування ґрунту, придатного для подальшого використання. Одним із провідних напрямів біологічного етапу є фітомеліорація.

Фітомеліорація — це система заходів, спрямованих на поліпшення властивостей ґрунтів і ґрунтоподібних субстратів за допомогою рослин. Рослини у процесі рекультивації виконують не лише функцію озеленення території, а й виступають активним фактором ґрунтоутворення. Їхня коренева система проникає у субстрат, сприяє його розпушуванню, формуванню агрегатів, покращенню водного та повітряного режимів. Після відмирання коренів і надземної частини рослин до субстрату надходить органічна речовина, яка є джерелом енергії для ґрунтових мікроорганізмів і основою для формування гумусових сполук.

Особливого значення фітомеліоративні технології набувають на ділянках, де внаслідок гірничих робіт, будівництва, видобування корисних копалин, складування відходів або інших видів господарської діяльності природний ґрунтовий покрив був повністю або частково знищений. На таких територіях необхідно не лише сформувати рослинний покрив, а й створити передумови для поступового відновлення ґрунтових процесів.

Одним із першочергових завдань рослинного покриву є захист поверхні рекультивованої ділянки від ерозії. Незакріплений субстрат легко піддається змиву водою та видуванню вітром. Рослини зменшують швидкість поверхневого стоку, затримують атмосферні опади, а їхня коренева система механічно закріплює частинки субстрату. Особливо ефективними для цієї мети є багаторічні злакові трави, які формують густу дернину.

Важливим напрямом є збагачення субстрату органічною речовиною. У природних умовах органічна речовина ґрунту формується переважно за рахунок рослинних решток. Тому створення рослинного покриву на рекультивованій території запускає процес поступового накопичення органічного вуглецю. Надходження кореневих решток, опалого листя та відмерлої надземної маси сприяє формуванню органо-мінеральної частини ґрунту. Паралельно активізується діяльність мікроорганізмів і ґрунтової фауни.

Особливе місце серед фітомеліоративних культур займають бобові рослини. Завдяки симбіозу з бульбочковими бактеріями вони здатні фіксувати атмосферний азот і збагачувати ним ґрунтове середовище. До таких культур належать люпин, люцерна, конюшина, еспарцет, буркун та інші бобові. Використання бобових культур є особливо доцільним на субстратах із низьким вмістом доступного азоту.

Ефективною технологією є створення бобово-злакових травосумішей. Поєднання бобових і злакових рослин забезпечує комплексний вплив на рекультивований субстрат: бобові сприяють азотному живленню, а злаки формують потужну кореневу систему та щільний рослинний покрив. Крім того, багаторічні трави можуть тривалий час функціонувати без інтенсивного механічного обробітку, що зменшує ризик повторного руйнування сформованого ґрунтового шару.

Ще одним важливим напрямом є сидерація — вирощування спеціальних культур із подальшим зароблянням їхньої біомаси в ґрунт. Сидеральні культури збільшують надходження органічної речовини, сприяють активізації мікробіологічних процесів і можуть покращувати структуру субстрату. Як сидерати використовують гірчицю, фацелію, люпин, олійну редьку, вико-вівсяні суміші та інші культури залежно від ґрунтово-кліматичних умов.

Важливим компонентом біологічної рекультивації є підбір рослин відповідно до властивостей субстрату. На початкових етапах необхідно використовувати види, здатні витримувати дефіцит поживних речовин, несприятливий водний режим, підвищену щільність або інші несприятливі властивості субстрату. Після поступового поліпшення його властивостей можна переходити до більш вимогливих культур.

Вибір рослин також залежить від напряму подальшого використання рекультивованої землі. Якщо передбачається сільськогосподарське використання, біологічний етап має бути спрямований на формування кореневмісного шару, достатнього для вирощування сільськогосподарських культур. Якщо ж ділянку передбачено використовувати для лісогосподарських або природоохоронних цілей, добір рослин здійснюють з урахуванням формування відповідної екосистеми.

Окремим напрямом є фітостабілізація забруднених земель. У цьому випадку рослини використовують для закріплення забрудненого субстрату, зменшення його пиління, ерозійного перенесення та міграції окремих забруднювальних речовин. Коренева система може сприяти їхньому зв'язуванню в ризосфері. Проте використання рослин для фітостабілізації не означає автоматичного зниження концентрації забруднювача в ґрунті, тому технологія повинна ґрунтуватися на попередньому визначенні виду та рівня забруднення.

Для земель, забруднених окремими хімічними речовинами, може застосовуватися фіторемедіація. Її сутність полягає у використанні рослин та пов'язаних із ними мікроорганізмів для вилучення, накопичення, трансформації або стабілізації забруднювачів. Залежно від механізму розрізняють фітоекстракцію, фітодеградацію, фітостабілізацію та інші підходи. Вибір конкретної технології залежить від природи забруднювача, його концентрації, властивостей ґрунту та здатності рослин поглинати відповідні речовини.

Важливе значення має поєднання фітомеліорації з іншими заходами відновлення родючості. На бідних субстратах доцільно поєднувати посів фітомеліоративних культур із внесенням органічних добрив, компостів, органо-мінеральних матеріалів та необхідних меліорантів. На кислих субстратах може виникнути потреба у вапнуванні, а на солонцюватих — у застосуванні відповідних меліоративних заходів. Таким чином, рослини є складовою комплексної системи відновлення, а не самостійним універсальним засобом рекультивації.

Ефективність фітомеліоративних технологій оцінюють за комплексом показників. Важливими критеріями є збільшення вмісту органічного вуглецю та гумусу, покращення структурного стану, зменшення щільності складення, поліпшення водопроникності та водоутримувальної здатності, активізація мікробіологічних процесів і збільшення запасів доступних елементів живлення. Додатково оцінюють ступінь покриття поверхні рослинністю, продуктивність фітомаси та стійкість сформованого рослинного угруповання.