Анотація до роботи:

Кулініч В.В. Агроекологічне обґрунтування сільськогосподарського використання рекультивованих земель в умовах південного сухого Степу України (на прикладі Камиш-Бурунського залізорудного родовища) - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. Дніпропетровський державний аграрний університет, Дніпропетровськ, 2007

Для умов сухого Степу України запропоновані шляхи оптимізації едафічних характеристик техноземів. Удосконалено технологію рекультиваційних робіт - на технічному етапі цілеспрямовано формують ущільнений прошарок на глибині 80-90 см, який виконує роль водоупору і сприяє акумуляції продуктивної вологи у кореневміщуючому шарі. При формуванні техноземів рекомендовано вносити органічні добрива нормою 100 т/га на глибину 70-80 см. Завдяки кращому зволоженню глибоких шарів поживні речовини з органічних добрив повніше засвоюються рослинами.

Встановлено, що едафічні системи, сформовані з техногенних сумішок різноякісних потенційно родючих порід, характеризуються більшим екологічним різноманіттям властивостей і режимів, що сприяє кращій реалізації потенціалу біогеоценозів.

Досліджена продуктивність основних сільськогосподарських культур сухого Степу залежно від конструкції технозему та рівня удобрення. Якість продукції, вирощеної на рекультивованих землях, відповідає встановленим вимогам як за вмістом важних металів, так і за технологічними показниками.

Багаторічними дослідами експериментально доведено, що на техногенно порушених землях Камиш-Бурунського залізорудного родовища доцільно цілеспрямовано конструювати техноземи з параметрами едафічних ресурсів, що забезпечують їх раціональне сільськогосподарське використання в умовах сухого Степу України. Проведені багаторічні дослідження дозволяють зробити такі висновки:

1. Після видобутку залізної руди відкритим способом формуються відвали з сумішок гірських порід гетерогенного складу, що обумовлює значно більшу різноманітність їх едафічних властивостей як техноземів, ніж окрема гірська порода. Тому едафічні системи, сформовані з техногенних сумішок різноякісних розкривних гірських порід, характеризуються більшим екологічним різноманіттям властивостей і режимів, що сприяє повнішій реалізації потенціалу біогеоценозів.

2. Встановлені едафічні чинники, що обумовлюють рівень родючості техноземів в умовах сухого Степу України. Перш за все, це обмеженість едафічного об’єму у моделей технозему з малопотужним кореневмісним шаром. Збільшення шару з 30 до 50, 80 та 100 см підвищує продуктивність ячменю відповідно у 1,6, 2,8 та 2,9 рази, кукурудзи - у 2,0, 2,2 та 2,6 рази. Низькі запаси продуктивної ґрунтової вологи протягом періоду вегетації обмежують забезпеченість рослин водою, а також погіршують їх можливість поглинання поживних елементів, особливо при переущільненні кореневмісного шару.

3. В оптимальних умовах зволоження (у вегетаційних дослідах) встановлена висока ефективність мінеральних добрив на субстратах з гірських порід. Прибавки продуктивності тест-рослин обчислюються сотнями відсотків. Однак в польових умовах внесення добрив було менш ефективним: врожайність озимої пшениці в техноземі з ТСГП була лише на 6,7-10,7%, більшою, а у техноземах з родючим шаром ґрунтової маси прибавка була в межах похибки. Такі результати підтверджують, що обмежуючим чинником родючості рекультивованих земель в сухому Степу є дефіцит ґрунтової вологи протягом вегетаційного періоду.

4. Внесення поживних речовин у виді органічних та мінеральних добрив у різноглибинні шари техноземів виявило, що рослини кукурудзи та ячменю краще їх використовують з глибоких, більш вологих, шарів.

5. Проведені дослідження дозволяють запропонувати шляхи оптимізації едафічних характеристик техноземів, які зводяться до удосконалення технології рекультиваційних робіт та підбору польових культур для сільськогосподарського використання з відповідними до специфічних умов біологічними особливостями та екологічними вимогами, а саме:

на технічному етапі рекультивації цілеспрямовано формувати конструкції техноземів з ущільненим прошарком на глибині 80-90 см, який виконує роль водоупора і сприяє акумуляції продуктивної вологи (додатково 5,4-12,6 мм) у кореневміщуючому шарі;

при формуванні техноземів вносити органічні добрива нормою не менше 100 т/га на глибину 70-80 см. Технічно це здійснюється після планування підстилаючої основи до нанесення родючого шару грунту. Завдяки кращому зволоженню глибоких шарів поживні речовини з органічних добрив краще засвоюються рослинами;

при сільськогосподарському використанні перевагу слід віддавати озимим культурам, які здатні краще використовувати едафічні ресурси завдяки своїм біологічним особливостям. При вирощуванні кукурудзи МВС як попередника для озимих переваги мають середньопізні гібриди. У порівнянні з середньоранніми вони формують більше силосної маси, а в порівнянні з середньопізніми - залишають більше продуктивної вологи і раніше вивільнює поле для підготовки ґрунту до сівби озимих.

6. Продуктивність основних сільськогосподарських культур сухого Степу залежить від конструкції технозему та рівня удобрення. У середньому за 4 роки польових досліджень урожайність озимої пшениці на ТСГП склала 3,60 (2,42-4,39) т/га. Додаткове нанесення на ТСГП родючого шару грунту 30, 50 та 80 см не сприяло суттєвому підвищенню урожайності. Урожайність ярого ячменю була нижчою, ніж пшениці, на усіх моделях техноземів. Прибавка врожаю від додаткового нанесення родючого шару ґрунту була більш суттєвою - від 0,27 до 0,71 т/га. Реакція кукурудзи на якісні характеристики техноземів, виражена урожайністю силосної маси, більше залежала від товщини родючого шару ґрунту -прибавка склала від 2,23 т/га (30 см РШГ) до 5,07 т/га (80 см РШГ).

7. Якісні показники рослинної продукції, одержаної з рекультивованих земель, були в межах існуючих санітарно-гігієнічних норм. Вміст важких металів у зерні озимої пшениці і ячменю, а також в силосній масі кукурудзи не перевищував ГДК. Зернові культури на рекультивованих землях формують врожай нижчої якості у порівнянні із зональними непорушеними чорноземами. У них міститься менше білку, клейковини, енергії.

Рекомендації виробництву. Старовікові фітомеліоровані відвали, які понад 25 років знаходились під самозаростанням, сформовані з техногенної суміші потенційно-родючих гірських порід, можливо використовувати у сільськогосподарському виробництві для вирощування польових культур (озимої пшениці, ячменю, кукурудзи, гороху, багаторічних трав) без покриття їх родючим шаром ґрунту з внесенням мінеральних добрив у нормах, рекомендованих для сухого Степу. Такий досвід є у Нікопольському марганцеворудному басейні (Бекаревич та ін., 1974; Масюк, 1981; Забалуев, 1984, 1992).

При рекультивації свіжовинесених на денну поверхню порід та відвалів, складених субстратами з незадовільними едафічними характеристиками (піщані, вапнякові, рудовмісні відклади) пропонується удосконалити технологію технічного етапу. При планувальних роботах ущільнюють підґрунтя до 1,6-1,7 г/см³, створюючи водоупірний прошарок з сіро-зеленої глини або лесоподібного суглинку. Потім внести гній нормою не менше 100 т/га, який покрити 30 см шаром водовміщуючого субстрату легкого гранулометричного складу. Після його переорювання нанести родючий шар ґрунту (горизонти Н + НР) товщиною не менше 50 см. Така модель технозему додатково акумулює у кореневміщуючому шарі до 120 т/га продуктивної вологи, що дозволяє вирощувати основні сільськогосподарські культури, рекомендовані для сухого Степу України.

Публікації автора:

Публікації у фахових виданнях:

1. Масюк Н.Т., Харитонов Н.Н., Мыцык А.А., Кулинич В.В. Перспективы использования горных пород Керченского железорудного месторождения для создания высокоплодородных рекультивированных земель // Агрохимия и почвоведение. - Харьков, 1994.- Вып. 57. - С. 17-22 (планування та проведення дослідів, аналіз одержаних результатів, участь у написанні статті).

2. Бекаревич Н.Е., Масюк Н.Т., Чабан И.П., Забалуев В.А., Мыцык А.А., Кулинич В.В. Модели искусственных эдафотопов для рекультивации земель в Степи Украины // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. - 2001. - №2. - С. 13-16 (проведення польових експериментів, аналіз результатів, участь у написанні статті).

3. Кулініч В. В. Оцінка придатності розкривних порід Керченського залізорудного басейну для сільськогосподарського освоєння // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. - 2001. - №1. - С. 7-11.

4. Чабан І.П., Забалуєв В.О., Фененко В.І., Кулініч В.В. Оптимізація агроландшафтів та раціональне землекористування // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. - 2003. - №2. - С. 5-12. (розробка концепції, узагальнення матеріалів).

5. Кулініч В. В. Динаміка фізичних властивостей рекультивованих земель при тривалому сільськогосподарському використанні в умовах сухого Степу // Бюлетень Інституту зернового господарства. - № 28-29. - 2006. - С. 9297.

Публікації в інших виданнях:

6. Кулинич В.В. Мыцык А.А. Особенности сельскохозяйственной рекультивации земель на железорудных карьерах, находившихся длительное время под естественным зарастанием // Агрохимия и плодородие почв. Рекультивация земель, борьба с эрозией почв, обработка почв. / Матер. II съезда почвоведов и агрохимиков Украинской ССР. - Харьков, 1986. - С. 140-141.

7. Мыцык А.А., Кулинич В.В. Плодородие рекультивированных земель в зоне сухой Степи Украины // Тез. докл. III съезда почвоведов и агрохимиков Украинской ССР. Почвоведение.- Харьков, 1990. С. 129-131.

8. Кулинич В.В. Эффективность применения минеральных удобрений под зерновые культуры на рекультивированных землях Керченского железорудного бассейна // Материалы межрегиональной научно-практической конф. "Биологические и горнотехнические проблемы рекультивации нарушенных земель и повышение их продуктивности". - Днепропетровск, 1992. - С.57.

9. Кулинич В.В. Плодородие отдельных генетических горизонтов чернозема южного, их основных смесей и вскрышных горных пород, выраженное продуктивностью ярового ячменя // Матер. междунар. научн. конф., "Земельные ресурсы Украины: рекультивация, рациональное использование и охрана". – Днепропетровск. -1996. - С. 84.

10. Масюк Н.Т., Бекаревич Н.Е, Петренко С.Ф., Мыцык А.А., Кулинич В.В., Бабенко П.П., Забалуев В.А. Основные направления оптимизации почвенного покрова в техногенных ландшафтах степной черноземной зоны // Тез. докл. республ. науч.-практ. конф. "Проблемы формирования и прогрессивных преобразований производственного потенциала сельского хозяйства". - Днепропетровск, 1990. - С. 85-86.

11. Масюк Н.Т., Мыцык А.А., Кулинич В.В. Перспективы создания в сухой степи рекультивированных земель высокого плодородия // Тез. докл. республ. науч.-практ. конф. "Проблемы формирования и прогрессивных преобразований производственного потенциала сельского хозяйства". - Днепропетровск. - 1990. - С. 121-122.

12. Кулiнiч В.В., Мицик О.О. Фiзичнi властивостi та родючiсть рекультивованих земель Керченського залізорудного родовища // Тез. доп. IV з'їзду ґрунтознавців i агрохiмiкiв України. - Харків. - 1994. - С. 120.

13. Бекаревич Н.Е., Масюк Н.Т., Моргун В.В., Кулинич В.В., Мыцык А.А. Основные итоги исследований по рекультивации земель Керченского железорудного месторождения // Мат. международной научн. конф., посвященной 90-летию со дня рождения проф. Н.Е.Бекаревича "Земельные ресурсы Украины: рекультивация, рациональное использование и охрана". - Днепропетровск. - 1996. - С. 57.

14. Забалуев В.А., Тарика А.Г., Фененко В.И., Кулинич В.В., Постоловский В.В., Гаврюк А.А. Оптимизация агроландшафтов рекультивированных земель // Проблеми природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки регіонів: Матер. другої міжнародної наук.-пр. конф. - Дніпропетровськ, Україна, 01-03 жовтня 2003 р. / Редкол.: А.Г. Шапар (голов. ред.) та ін. - Дніпропетровськ. - 2003. - С. 127- 129.