Фітомеліорація може використовуватися для різних типів деградованих земель. Вибір технології залежить від причини деградації, властивостей ґрунту, кліматичних умов і кінцевої мети відновлення.

До основних напрямів належать:

• протиерозійна фітомеліорація;
• відновлення органічної речовини;
• фіторемедіація забруднених ґрунтів;
• фітостабілізація;
• фітоекстракція;
• фітомеліорація засолених земель;
• фітомеліорація кислих або деградованих ґрунтів;
• відновлення порушених земель;
• створення фітомеліоративних агроценозів.

Протиерозійна фітомеліорація

Основною метою є захист ґрунту від:

• водної ерозії;
• вітрової ерозії;
• дефляції.

Для цього використовують:

• багаторічні трави;
• ґрунтопокривні культури;
• багаторічні бобові;
• злакові;
• лісові та чагарникові насадження.

Важливим є правильне розміщення рослинності з урахуванням рельєфу.

На схилах особливе значення має створення суцільного рослинного покриву, який зменшує швидкість стоку.

Фітомеліорація дегуміфікованих ґрунтів

Для деградованих ґрунтів із низьким умістом органічної речовини необхідно забезпечити постійне надходження рослинних решток.

Тут перевагу можуть мати:

• багаторічні трави;
• бобово-злакові суміші;
• сидеральні культури;
• культури з потужною кореневою системою.

Основна мета:

збільшити надходження органічної речовини → активізувати біологічні процеси → відновити структуру → підвищити функціональну якість ґрунту.

Фіторемедіація забруднених ґрунтів

Фіторемедіація є одним із напрямів фітомеліорації, який передбачає використання рослин для зменшення екологічної небезпеки забруднення.

Вона може включати:

• фітоекстракцію;
• фітостабілізацію;
• фітодеградацію;
• фільтрацію;
• інші рослинно-мікробні процеси.

Фітоекстракція

Рослини поглинають забруднювачі з ґрунту і накопичують їх у своїй біомасі.

Схема:

забруднений ґрунт → корені → надземна частина → вилучення рослинної маси.

Після цього забруднену біомасу необхідно утилізувати або переробляти відповідно до її складу.

Фітостабілізація

Мета полягає у зменшенні рухомості та біодоступності забруднювачів.

Це особливо важливо там, де повне вилучення забруднювача є економічно або технологічно недоцільним.

Вибір рослин для фітомеліорації

Універсальної «найкращої фітомеліоративної рослини» не існує.

Рослину необхідно підбирати відповідно до конкретного завдання.

При виборі враховують:

• адаптованість до місцевого клімату;
• толерантність до несприятливих умов;
• тип кореневої системи;
• швидкість росту;
• величину біомаси;
• здатність накопичувати органічну речовину;
• стійкість до посухи;
• стійкість до засолення;
• здатність накопичувати або стабілізувати забруднювачі;
• конкурентоспроможність;
• ризик інвазивності.

Фітомеліорація засолених ґрунтів

Засолення негативно впливає на рослини та ґрунтову біоту.

У таких умовах необхідно використовувати рослини, які характеризуються солестійкістю.

Рослини можуть сприяти:

• покращенню структури;
• збільшенню органічної речовини;
• регулюванню водного режиму;
• активізації біологічних процесів.

Проте фітомеліорація не замінює необхідних гідротехнічних заходів там, де проблема пов'язана з неправильним водним режимом і високим рівнем ґрунтових вод.

Фітомеліорація воєнно пошкоджених земель

Для України цей напрям набуває особливої актуальності.

Воєнні дії можуть призводити до:

механічного порушення + ущільнення + перемішування ґрунтових горизонтів + втрати рослинності + ерозії + хімічного забруднення.

У таких умовах фітомеліорація може стати одним із компонентів довготривалого відновлення.

Однак її застосування має починатися лише після:

обстеження території → оцінювання безпеки → визначення характеру деградації → оцінювання забруднення → визначення цільового використання.

Для потенційно забруднених територій особливо важливо не допускати потрапляння токсичних речовин у харчовий ланцюг.

Тому на першому етапі можуть використовуватися рослини нехарчового призначення, які виконують фітостабілізаційну або іншу меліоративну функцію.

Фітомеліорація як складова рекультивації

Фітомеліорацію необхідно розглядати не ізольовано, а як частину загальної системи відновлення земель.

Загальна схема:

порушення земель → оцінювання стану → технічна рекультивація → підготовка ґрунту → фітомеліорація → формування рослинного покриву → моніторинг → оцінювання ефективності.

Саме така послідовність дозволяє перейти від простого «озеленення» території до відновлення ґрунтових функцій.

Оцінювання ефективності фітомеліорації

Ефективність не можна оцінювати тільки за кількістю рослин.

Необхідно визначати:

Фізичні показники

• щільність;
• пористість;
• структурний стан;
• водопроникність;
• вологоємність.

Хімічні показники

• pH;
• органічний вуглець;
• гумус;
• азот;
• фосфор;
• калій;
• ємність катіонного обміну;
• вміст забруднювачів.

Біологічні показники

• мікробну біомасу;
• дихання ґрунту;
• ферментативну активність;
• біорізноманіття ґрунтових організмів.

Рослинні показники

• проективне покриття;
• біомасу;
• видовий склад;
• розвиток кореневої системи;
• продуктивність.

Тобто:

ефективність фітомеліорації = стан ґрунту + стан рослин + стан біоти + екологічна безпека.

Тривалість дії фітомеліорації

Відновлення деградованого ґрунту — це довготривалий процес.

Деякі зміни можуть проявитися протягом першого року:

• формування рослинного покриву;
• зменшення ерозії;
• активізація ризосферної біоти.

Інші потребують декількох років:

• накопичення органічного вуглецю;
• формування стабільної структури;
• відновлення біологічної активності;
• стабілізація водного режиму.

Тому фітомеліорація повинна супроводжуватися довготривалим моніторингом.

Практичний приклад

Припустимо, що земельна ділянка має ознаки деградації:

• низький уміст органічної речовини;
• ущільнення;
• низьку водопроникність;
• слабкий рослинний покрив;
• високу ерозійну небезпеку.

Для її відновлення створюється багаторічний бобово-злаковий агроценоз.

До початку фітомеліорації:

органічний вуглець — 1,2%;

щільність — 1,55 г/см³;

рослинне покриття — 30%.

Через три роки:

органічний вуглець — 1,8%;

щільність — 1,38 г/см³;

рослинне покриття — 85%.

Додатково встановлено збільшення водопроникності та біологічної активності.