ТЕМА 5. ЕДАФО-БІОЛОГІЧНА КЛАСИФІКАЦІЯ ПРИДАТНИХ І ПОТЕНЦІЙНО ПРИДАТНИХ СУБСТРАТІВ ДЛЯ ФОРМУВАННЯ РЕКУЛЬТИВАЦІЙНОГО ШАРУ ТЕХНОЗЕМУ.

1. Едафо-біологічна класифікація придатних і потенційно придатних субстратів для формування рекультиваційного шару технозему.

Едафо-біологічна класифікація субстратів для формування рекультиваційного шару технозему – це науково обґрунтоване розділення розкривних гірських порід і антропогенних матеріалів на групи за їхньою придатністю для біологічної рекультивації.

Вона оцінює фізико-хімічні, літологічні та агрохімічні властивості порід, щоб визначити, чи здатні вони забезпечити «едафічний комфорт» (умови для росту рослин та життєдіяльності мікроорганізмів).

За ступенем придатності всі субстрати поділяють на чотири основні класи:

1. Придатні субстрати (Родючі)

Ці матеріали мають найкращі агрофізичні та хімічні властивості. Вони використовуються для формування верхнього (кореневмісного) шару технозему.

Типові представники: Гумусовий горизонт зональних ґрунтів (чорноземи, каштанові, лугові ґрунти), леси та лесоподібні суглинки.

Характеристики: Нейтральна або слабколужна реакція середовища (pH 6.5–7.5), висока вологоємність, оптимальна аерація, високий вміст елементів живлення та відсутність фітотоксичних солей.

Застосування: Нанесення безпосередньо на поверхню відвалів шаром від 20–30 см до 50 см і більше.

2. Потенційно придатні субстрати

Породи, які у природному стані не мають високої родючості (або є безгумусовими), але під дією меліорації та біологічних чинників швидко покращують свої властивості.

Типові представники: Бурі лесоподібні суглинки, безгумусові супіски, алювіальні та делювіальні наноси, легкі глини без ознак засолення.

Характеристики: Сприятливі або задовільні фізичні властивості, але низький вміст органічної речовини (азоту та фосфору). Не містять токсичних сполук.

Застосування: Використовуються як проміжний підстилаючий шар під родючий ґрунт або як самостійний шар для вирощування невибагливих культур (сидератів, бобових трав, деяких лісових культур) за умови інтенсивного внесення добрив.

3. Малопридатні субстрати

Породи з несприятливими фізичними або фізико-хімічними властивостями, які потребують тривалого часу та значних економічних витрат на коріння покращення (меліорацію).

Типові представники: Важкі щільні глини, чисті кварцові піски, крейдяно-мергельні породи, слабозасолені або слабокислі породи.

Характеристики: Екстремальні водно-фізичні параметри (або занадто щільні, або не тримають вологу), незбалансований рівень pH, низька мікробіологічна активність.

Застосування: Обмежене використання. Потребують обов'язкового змішування з органічними субстратами (торф, компости), вапнування (для кислих) або гіпсування (для лужних порід).

4. Непридатні субстрати (Токсичні)

Породи та відходи, які через свої хімічні властивості є отруйними для рослин і мікроорганізмів.

Типові представники: Окиснені сірковмісні породи (вуглевмісні сланці з піритом), сильнозасолені породи (солончакові глина та шлами), залізисті кварцити, високотоксичні промислові відходи.

Характеристики: Екстремальна кислотність (pH < 4.0) або лужність (pH > 9.0), висока концентрація токсичних солей чи важких металів.

Застосування: Заборонено виносити на поверхню технозему. Вони підлягають обов'язковому селективному похованню (екрануванню) у глибоких шарах відвалів під товщею водонепроникних та нетоксичних порід.

2. Грунтові характеристики родючих і потенційно родючих субстратів щодо їх придатності і використання в процесі рекультивації порушених земель.

Під час рекультивації порушених земель важливе значення має правильний добір ґрунтів і ґрунтоподібних субстратів, які використовують для формування кореневмісного шару. Їх придатність визначається сукупністю фізичних, хімічних, агрохімічних та екологічних властивостей.

1. Родючі ґрунти

До родючих ґрунтів, які можуть використовуватися для рекультивації, належать ґрунти з достатнім вмістом гумусу та поживних речовин, сприятливою структурою і водно-повітряним режимом. Особливу цінність має родючий шар ґрунту (гумусовий горизонт), який знімають перед проведенням будівельних, гірничих або інших робіт і зберігають для подальшого використання.

Основними показниками його придатності є:

·  потужність гумусового горизонту;

·  вміст гумусу та органічної речовини;

·  реакція ґрунтового розчину (pH);

·  ємність катіонного обміну та насиченість основами;

·  забезпеченість доступними формами азоту, фосфору і калію;

·  гранулометричний склад;

·  структурний стан;

·  щільність складення;

·  водопроникність і водоутримувальна здатність;

·  відсутність токсичних концентрацій забруднювачів.

Найбільш цінними для сільськогосподарської рекультивації є суглинкові та супіщані субстрати, які забезпечують достатню вологоємність, аерацію та розвиток кореневої системи.

2. Потенційно родючі субстрати

Потенційно родючими вважають породи та субстрати, які самі по собі можуть мати недостатню родючість, але після відповідного поліпшення здатні забезпечувати ріст рослин.

До них можуть належати:

·  леси та лесовидні суглинки;

·  карбонатні суглинки;

·  супіски;

·  піщані та супіщані відклади;

·  деякі делювіальні та алювіальні відклади;

·  окремі розкривні породи гірничих підприємств.

Їх потенціал значною мірою залежить від мінералогічного складу, гранулометричного складу, карбонатності, запасів поживних елементів, водно-фізичних властивостей та рівня токсичності.

3. Основні критерії оцінювання субстратів

4. Використання субстратів у рекультивації

Залежно від властивостей субстрат може використовуватися для формування кореневмісного шару, планування поверхні, заповнення виробленого простору або створення основи для подальшого нанесення родючого ґрунту.

Якщо субстрат має низький вміст органічної речовини, його родючість підвищують внесенням органічних добрив, компостів, рослинних решток, сидератів та інших органічних матеріалів. Для кислих субстратів застосовують вапнувальні матеріали, а для солонцюватих — відповідні хімічні меліоранти.

Особливу увагу приділяють пошаровому формуванню рекультиваційного профілю. На поверхню потенційно родючої породи доцільно наносити родючий шар ґрунту, що створює умови для швидкого формування рослинного покриву та активізації ґрунтотворних процесів.

5. Екологічна придатність

Родючість не є єдиним критерієм придатності субстрату. Навіть ґрунт із високим вмістом гумусу та поживних речовин не можна використовувати для сільськогосподарської рекультивації, якщо він містить небезпечні рівні токсичних речовин.

Тому перед використанням субстратів проводять агрохімічне та екологічне обстеження: визначають pH, гумус, гранулометричний склад, поживні елементи, засолення, вміст важких металів та інших потенційних забруднювачів.

Отже, придатність ґрунту або потенційно родючої породи для рекультивації визначається не одним показником, а комплексом властивостей. Найбільш придатним є субстрат, який забезпечує формування стабільного кореневмісного шару, має сприятливі водно-фізичні та агрохімічні характеристики, не містить небезпечних рівнів забруднювачів і може підтримувати продуктивний рослинний покрив у довгостроковій перспективі.