Состояние почвенного покрова в зоне влияния хвостохранилища Михайловского ГОКа и использование мелиорантов для повышения продуктивности овса и люцерны

Цель наших исследований состояла в изучении агрохимических свойств почв прилегающих к хвостохранилищу и удаленных от него на 35 км .

В задачу наших исследований входило :

• -    изучить агрохимические свойства почв , расположенных в зоне воздействия хвостохранилища МГОКа ;

• -    определить биологическую активность почв , расположенных на разном удалении от хвостохранилища ;

• -    определить продуктивность овса и люцерны в мелкоделяночном опыте с использованием мелиорантов ;

• -    определить содержание тяжелых металлов в почвах и растениях при использовании мелиорантов .

Наши исследования проводились на территории Михайловского железорудного месторождения КМА , где наибольшему антропогенному воздействию подвергается почвенный покров , прилегающий к хвостохранилищу Михайловского ГОКа , занимающему площадь свыше 2500 га . При подсыхании поверхности хвостохранилища образуются пляжные зоны , в результате дефляции происходит перенос пылеобразных частиц , что приводит к загрязнению атмосферного воздуха , почвенного и растительного покрова , водных ресурсов . Почвенный покров , прилегающий к этим объектам , подвержен загрязнению тяжелыми металлами , что привело к выведению 16,1 тыс . га из сельскохозяйственного оборота .

В 2010-2011 гг . нами отбирались почвенные образцы для определения агрохимических свойств почв в прилегающей зоне воздействия хвостохранилища и на удалении 35 км от него . Методика исследований общепринятая . Результаты определения агрохимических свойств приведены в таблице 1.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что серые лесные почвы , расположенные вне зоны воздействия хвостохранилища, характеризуется относительно высоким содержанием гумуса 3,1 %, легкогидролизуемого азота (112 мг/кг), подвижного фосфора (124) и обменного калия (132 мг/кг), реакция среды слабокислая (рН 5,5). Почвенный покров земель, прилегающих к хвостохранилищу Михайловского ГОКа характеризуется низким плодородием. Количество основного компонента плодородия – гумуса уменьшилось с 3,1 до 2,5 %, практически на 50,% уменьшилось содержание азота, фосфора и на треть – обменного калия (с 132,0 до 89,0 мг/кг), кислотность почв составила 4,9.

Таблица 1 – Агрохимические свойства почв по результатам исследований, 2010 - 2011 гг. (слой 0-20 см)

Место отбора почвенных проб	Показатели
		IS 3 § о о S о й	о о о ^ ж 3 и ч о с	5 о	рН
		Мг/кг
Серые лесные почвы (35 км) от источника загрязнения	3,1	112,0	124,0	132,0	5,5
Серые лесные почвы, прилегающие к хвостохранилищу	2,5	67,0	68,0	89,0	4,9

Одним из важнейших показателей плодородия почв является количество микроорганизмов и их активность . Микроорганизмы являются минерализаторами растительных и животных остатков , связывают азот атмосферы и очищают почву от токсикантов . Им принадлежит большая роль в накоплении в почве основного компонента плодородия – гумуса . Разнообразие микробионтов в основном представлено бактериями , актиномицетами , грибами и микроскопическими водорослями . Основной массой почвенных микроорганизмов являются сапрофиты , использующие для питания органические вещества . В составе органических веществ растительного происхождения значительное место занимает клетчатка ( целлюлоза ), которая разлагается специфической группой целлюлозных микроорганизмов . От активности этих микроорганизмов во многом зависит скорость разложения целлюлозы и соответственно на плодородие почв . В этой связи , нами были проведены исследования , характеризующие степень разложения клетчатки , которая была представлена льняным полотном . Данные по минерализации льняного полотна за 60 дней приведены в таблице 2.

Согласно полученным данным видно , что наиболее интенсивно разложение льняного полотна протекала в условиях 2011 г , что связано с лучшими метеорологическими условиями . На агроценозе под ячменем ООО « Восход » биологическая активность составила 41,3%. Биологическая активность почв прилегающие к хвостохранилищу была самой низкой и зависела от высеваемой культуры . Так , минимальная биологическая активность наблюдалась в условиях экстремально жаркого лета 2010 года под овсом , где разложение целлюлозы оставило 17,3%.

Под люцерной активность возрастала и в среднем за два года составила 34,6 %.

Таблица 2 – Биологическая активность целлюлозоразрушающих микроорганизмов (%) по вариантам опыта, 2010 – 2011гг.

№ п/п	Варианты опыта	2010г	2011г	Среднее за 2 года
1.	Серые лесные почвы 35 км ООО «Восход» (ячмень)(контроль)	27,8	41,3	34,6
2.	Серые лесные почвы, прилегающие к хвостохранилищу (овес)	17,3	23,1	20,2
3.	Серые лесные почвы, прилегающие к хвостохранилищу (люцерна)	24,1	31,5	27,8
НСР 0,5		1,2	1,4

Для подтверждения негативного влияния Михайловского ГОКа на почвенный и растительный покров нами был заложен лабораторно - полевой опыт по изучению токсичности почв прилегающие к хвостохранилищу . С этой целью нами отбиралась почва на расстоянии 0,3 км , 1 км и 35 км от дамбы ховостохранилища . Глубина взятия почвы составляла 25 см . Почву засыпали в мешки и перевозили к месту проведения исследований . Опыт закладывался в траншее , борта траншеи и делянки были изолированы целлофановой пленкой толщиной 1 мм , площадь учетной делянки 40 см ², повторность опыта шестикратная .

В каждую делянку засыпали почву , которую уплотняли . После чего на делянках высевали по 15 проросших семян овса сорта « Скакун ». Затем провели равномерный полив всех делянок из расчета 60% полевой влагоемкости .

Результаты продуктивности овса по вариантам опыта приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Продуктивность овса по вариантам опыта

Вариант	2010г	2012г	Среднее за 2 года
Почва 0,3 км от дамбы хвостохранилища (контроль)	1,2	1,6	1,4
Почва, прилегающая к хвостохранилищу 1 км от дамбы	3,4	4,5	4,0
Почва, прилегающая к хвостохранилищу 35 км от дамбы	14,7	15,1	15,9
НСР 0,5	0,7	0,8

Результаты опыта свидетельствуют о том, что продуктивность овса в лабораторно-полевом опыте находилась в прямой зависимости по вариантам опыта. Так, на контроле урожайность в среднем за два года составила 1,4 ц/га. Растения овса характеризовались низкорослостью и зерно овса сформировалось на 30% растений. При удалении от хвостохранилища на 1 км урожайность овса возросла до 4,0 ц/га. Максимальный урожай получен на почвах, взятых с поля ООО «Горняк», расположенных на расстоянии 35 км от границы хвостохранилища и составил 15,9 ц/га.

Таким образом , урожайность овса по вариантам опыта , зависела от расстояния почвенного покрова расположенного на разном удалении от хвостохранилища Михайловского ГОКа .

Для определения возможности создания агроценозов на техногенно - нарушенных землях нами закладывался мелкоделяночный опыт .

Схема опыта включала :

• 1.    Земли прилегающие к хвостохранилищу ( контроль ).

• 2.    Контроль + цеолит ( из расчета 1,2 т / га );

• 3.    Контроль + известь ( из расчета 2,5 т / га );

• 4.    Контроль + навоз ( из расчета 40 т / га ).

Площадь учетной делянки 1 м ². Повторность – шестикратная . Расположение делянок рендомезированное . В качестве фитомелиорантов мы использовали овес сорта « Скакун » ( норма высева 25 г / м ²) и люцерну сорта « Вега » ( норма высева 1,6 г / м ²).

Данные урожайности овса и люцерны приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Влияние мелиорантов и органических удобрений на урожайность овса и люцерны, (в пересчете ц/га)

Варианты опыта 2010г 2011г Среднее за 2 года Отклонение от контроля 1. Земли прилегающие к хвостохранилищу (контроль) 4,3 6,2 5,3 - 29,7 40,9 35,3 - 2. Контроль + цеолит 5,2 7,8 6,5 1,3 35,4 48,1 41,8 6,5 3. Контроль + известь 7,9 10,3 9,1 3,9 39,1 51,3 45,2 9,9 4. Контроль + навоз 11,3 16,6 14,0 8,7 46,3 68,0 57,2 21,9 НСР0,5 0,4 0,7 - - 1,1 0,7 - - числитель – урожайность зерна овса знаменатель – урожайность люцерны (зеленая масса)

Применение мелиорантов способствовало увеличению урожайности люцерны . Так применение цеолита повысило урожай зеленой массы люцерны в среднем за 2 года на 6,5 ц / га , внесение извести на 9,9 ц / га в сравнении с контролем . Максимальный урожай люцерны (57,2 ц / га ) был получен на варианте с внесением навоза в дозе 40 т / га .

Таким образом , применение мелиорантов на землях , прилегающих к хвостохранилищу Михайловского ГОКа , позволяет увеличить продуктивность люцерны и овса .

Согласно приведенным в таблице данным видно , что на землях ООО « Восход », прилегающие к хвостохранилищу МГОКа урожайность зерна овса была минимальной и составила в среднем за два года 5,3 ц / га . Внесение извести способствовало увеличению продуктивности зерна овса до 7,9 и 10,3 ц / га . Применение цеолита незначительно повысило урожай овса , прибавка от контроля составила 1,3 ц / га . Максимальный урожай овса был получен на варианте с применением органических удобрений в дозе из расчета 40 т / га и составил 11,3 и 16,6 ц / га .

Большая роль в плодородии почв принадлежит люцерне . Результаты опыта по возделыванию люцерны на землях , прилегающие к хвостохранилищу с применением различных мелиорантов и органических удобрений показали , что наименьшая продуктивность зеленой массы люцерны получена на контрольном варианте и в среднем за 2 года составила 35,3 ц / га .

ОрелГАУ

август

Теоретический и научно - практический журнал . Основан в 2005 году

Учредитель и издатель : Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования « Орловский государственный аграрный Университет »

Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64

Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77–21514 от 11.07.2005 г.

Сдано в набор 15.07.2012 г. Подписано в печать 30.08.2012 г. Формат 60х84/8. Бумага офсетная.

Гарнитура Таймс.

Объём 16 усл. печ. л.

Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР №021325 от 23.02.1999 г.

Ж урнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских и докторских диссертаций

Содерж ание номера