СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК A01B79/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для восстановления растительного и почвенного покровов на разрушенных землях в условиях Субарктики и Арктики.

Известен способ восстановления полностью уничтоженных природных растительных сообществ (авт.св. СССР N 1217284, кл. A 01 B 79/02), включающий прием густой и сверхредкой посадок дерна и оставление полос на самозарастание, при этом в центре участка располагают полосу шириной 10-12 м густой посадки дерна, по обе стороны от которой последовательно располагают полосы самозарастания шириной 30-35 м и полосы сверхредкой посадки дерна шириной 10-12 м.

Недостатком известном способа является то, что он практически не осуществим и экономически невыгоден для использования его в условиях Субарктики и Арктики, где почти отсутствуют растения, создающие задернение.

Известен способ рекультивации породных отвалов и бортов карьеров (авт. св. СССР N 1041052, кл. A 01 B 79/02, 1983), включающий укладку пород в отвал, покрытие слоем почвенного грунта и посев трав, при этом перед нанесением почвенного грунта отвалы и борта покрывают слоем доломито-известковых отходов фракции 0-5 мм толщиной 15-30 см, затем наносят слой почвенного грунта толщиной 3-5 см, вновь покрывают слоем доломито-известковых отходов толщиной 3-5 см, высевают травы с последующим покрытием семян трав слоем доломито-известковых отходов толщиной 0,5-1 см и в период начального роста трав производят 3-5 разовый полив раствором полного минерального удобрения.

Известный способ применим только для рекультивации небольших участков земли и в южных территориях. Для рекультивации больших земельных пространств в условиях Субарктики и Арктики требуются большие материальные и трудовые затраты, связанные, в первую очередь, с транспортировкой почвы. Что практически невыполнимо. Кроме того, использование достаточно больших доз минеральных удобрений отрицательно влияет на экологию окружающей среды и также ведет к большим материальным затратам.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка экономически выгодного, экологически чистого и практически выполнимого способа рекультивации разрушенных земель в условиях Субарктики и Арктики.

Техническим результатом изобретения является восстановление растительного и почвенного покровов на разрушенных землях в условиях Субарктики и Арктики с минимальными материальными и трудовыми затратами и предотвращение загрязнения окружающей среды путем исключения применения высоких доз химических препаратов.

В способе рекультивации земель, включающем формирование почвенного слоя, согласно изобретению, почвенный слой формируют внесением в голый грунт, после предварительного его боронования, сложной травосмеси видов растений олиготрофной природы с широким экологическим диапазоном, при этом используют травосмесь, состоящую их трех групп основных видов растений или их замещающих и содержащих:
основные виды растений замещающие виды растений
первая группа
Капуста полевая Марь сизая
Капуста рапс Марь многосемянная
Крестовик арктический Рыжик посевной
Лебеда раскидистая Горчица посевная
Марь белая Якутка полевая
Пиретрум перистый Сурепка обыкновенная
Полынь Сиверса Свербига восточная
Полынь Телезия Ромашка непахучая
Пустырник пятилокастный Молокан сибирский
Ромашка Хуккера Полынь обыкновенная
Сумочник пастуший Крестовик обыкновенный
Фацелия пижмолистая Гулявник Лозеля
вторая группа
Бекмания обыкновенная Овсяница гигантская
Волоснец сибирский Лисохвост луговой
Мятлик болотный Бекмания восточная
Лисохвост тростниковидный Кострец безостый
Овсяница красная Полевица ползучая
Плевел опьяняющий Мятлик луговой
Полевица гигантская Тимофеевка луговая
Пырей ползучий Двукисточник тростниковый
третья группа
Арктофила рыжая Лисохвост альпийский
Вейник лапландский Вейник Хольма
Вейник наземный Вейник Лангсдорфа
Луговик обской Луговик дернистый
Мятлик арктический Луговик альпийский
Овсяница песчаная Пушица средняя
Полевица северная Пушица русская
Полевица собачья Пушица шейхдериевая
Манник складчатый Луговик северный
Пушица влагалищная Мятлик альпийский
при этом при замещении минимальную массу семян вида в группах определяют по формуле:
m g a/2/ b,
где m минимальная масса семян вида в группе реальной травосмеси;
a количество видов в группе расчетной травосмеси;
g удельный вес семян вида в группе расчетной травосмеси;
b количество видов в группе реальной травосмеси;
удельный вес семян вида травосмеси в каждой группе число постоянное и составляет: в 1-й 7; во 2-й 4; в 3-ей 0,2; общая масса травосмеси в каждой группе числа неизменяемые, равные: для 1 группы 84 кг/га; для 2 - 32 кг/га; для 3 2 кг/га, а количество видов в каждой группе изменяемое, но не более чем на 50% в сторону уменьшения.

Экологический диапазон предлагаемой травосмеси покрывает все разнообразие экотопов (за исключением водных) за счет ресурса разнообразия и количественного соотношения масс семян видов в каждой группе. Отсюда обязательное определение значения "m" для каждой группы в реальной травосмеси при отсутствии каких-либо основных видов и их замене.

Пример. 29 июня 1992 г. на голых грунтах выработанного карьера N 11 Ямбургского газоконденсатного месторождения Тюменской области после боронования был проведен посев семян сложной травосмеси. Т.к. для посева, при составлении травосмеси, отсутствовали семена некоторых основных видов, их заменили замещающими видами. В связи с этим определили минимальную массу семян вида в каждой группе по формуле:
m g a/2/ b,
где m минимальная масса семян вида в группе реальной травосмеси;
a количество видов в группе расчетной травосмеси;
g удельный вес семян вида в группе расчетной травосмеси;
b количество видов в группе реальной травосмеси;
m₁ 7•12:2:2 3,5 кг/га;
m₂ 4•8:2:6 4,33 кг/га;
m₃ 0,2•10:2:7 0,142 кг/га.

Исходя из того, что общая масса реальной травосмеси в первой группе равна 84 кг/га, а минимальная масса семян вида в реальной травосмеси 3,5 кг/га, в травосмесь первой группы вошли: Капуста полевая 7 кг/га; Ромашка Хуккера 7 кг/га; Фазелия пижмолистая 7 кг/га; Полынь Сиверса 8,4 кг/га; Лебеда раскидистая 8,4 кг/га; Полынь телезия 7 кг/га; Сумочник пастушный 7 кг/га.

Так как не было семян Капусты рапс, Крестовика арктического, Пиретрума перистого, Пустырника пятилокастого и Марь белой их заменили: Ромашкой непахучей 3,5 кг/га; Якуткой полевой 8,4 кг/га; Сурепкой обыкновенной - 3,5 кг/га; Полынью обыкновенной 8,4 кг/га; Молоканом сибирским 8,4 кг/га.

Общая масса травосмеси во второй группе 32 кг, а минимальная масса семян вида 4,33 кг/га. В травосмесь второй группы вошли: Кострец безостый - 4,33 кг/га; Мятлик болотный 6 кг/га; Полевица гигантская 6 кг/га; Лисохвост тростниковый 5,34 кг/га; Овсяница красная 6 кг/га; Овсяница гигантская -4,33 кг/га.

Так как не было семян Бекмании обыкновенной, Волоснеца Сибирского, Плевела опьяняющего, Пырея ползучего, их заменили Костецом безостым, Овсяницей овечьей.

Общая масса травосмеси в третьей группе равна 2 кг/га, а минимальная масса семян вида 0,142 кг/га. В травосмесь третьей группы вошли Мятлик арктический -0,500 кг/га; Вейник лапландский 0,400 кг/га; Вейник Хольма - 0,200 кг/га; Луговик обский 0,300 кг/га; Полевица северная 0,150 кг/га; Манник складчатый 0,300 кг/га; Арктофила рыжая 0,150 кг/га.

Так как отсутствовали семена некоторых видов растений основной группы, произвели замену, введя в травосмесь Вейник Хольма.

В середине августа в травостое присутствовали Овсяница красная с проективным покрытием 20% Капуста полевая 7% Фацелия пижмолистная 5% Лебеда раскидистая 4% Сурепка обыкновенная 4% Ромашка Хуккера 3% Ромашка непахучая 2% Костец безостный -2% Сумочник пастуший 1% Мятлик болотный 1% Овсяница овечья менее 1% Полынь Телезия менее 1% Полынь Северса менее 1%
5 сентября появились всходы Лисохвоста тростниковидного, Вейника лапландского, Вейника Хольма, Мятлика арктического.

Вегетационный период 1992 г. завершился формированием травостоя с проективным покрытием 56% где преобладали виды, составляющие первую группу травосмеси.

Через год (июль 1993 г.) количественное соотношение видов изменилось в пользу видов второй группы. Увеличилась доля видов третьей группы.

В августе 1993 г. в травостое господствовали: Лисохвост тростниковидный с проективным покрытием 60% Овсяница красная 15% Ромашка Хуккера 10% Ромашка непахучая 1%
Другие виды присутствовали в травостое в малых количествах. Виды третьей группы находились во втором ярусе в вегетативном состоянии.

В 1994 г. травостой уплотнился за счет развития видов третьей группы растений. Общее проективное покрытие составляло 100% Сформировался урожай в объеме 54 центнеров на гектар массы в воздушно-сухом состоянии. Максимальная высота травостоя составляла 115 см, средняя 74 см.

Виды третьей группы по-прежнему были в вегетативном состоянии и располагались в нижнем ярусе.

В 1994 г. в травостое не встречались виды растений, присутствующие в 1993 г. Фазелия пижмолистая, Полынь Сиверса, Капуста полевая, Сурепка обыкновенная, Сумочник пастуший.

В процессе развития видов растений травосмеси по предлагаемому способу сформировался почвенный покров мощностью 18 см.

Использование предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом позволяет одной травосмесью восстанавливать разрушенный растительный и почвенный покровы на всех типах наземных экотопов Субарктики и Арктики. Универсальная травосмесь исключает применение торфа и высоких доз минеральных удобрений. За этот счет снижаются материальные и трудовые затраты на рекультивацию земель, тем самым достигается экономическая эффективность, экологическая чистота и сохранность природных ресурсов.

Использование: изобретение относится к сельскому хозяйству и позволяет восстановить растительный и почвенный покровы на разрушенных землях в условиях Субарктики и Арктики. Сущность: способ рекультивации земель включает формирование почвенного слоя внесением в голый грунт после предварительного его боронования сложной травосмеси, состоящей из трех групп основных видов растений или их замещающих, при этом при замещении определяют минимальную массу семян вида в каждой группе по формуле: m = ga/2/b, где m - минимальная масса семян вида в группе реальной травосмеси; a - количество видов в группе расчетной травосмеси; g - удельный вес семян вида в группе расчетной травосмеси; b - количество видов в группе реальной травосмеси. Удельный вес семян вида травосмеси в каждой группе - число постоянное и составляет: в 1-й - 7; во 2-й - 4; в 3-ей - 0,2. Общая масса травосмеси в каждой группе - числа неизменяемые, равные для 1-й гр. - 84 кг/га, для 2-й - 32 кг/га, для 3-ей - 2 кг/га, а количество видов в каждой группе изменяемое, но не более чем на 50% в сторону уменьшения.

Способ рекультивации земель, включающий формирование почвенного слоя, отличающийся тем, что почвенный слой формируют внесением в голый грунт после предварительного его боронования сложной травосмеси видов растений олиготрофной природы с широким экологическим диапазоном, при этом используют травосмесь трех групп основных видов растений или часть из них заменяют, при этом в первой группе используют капусту полевую, капусту рапс, крестовик арктический, лебеду раскидистую, марь белую, пиретрум перистый, полынь Сиверса, полынь Телезия, пустырник пятилокастной, ромашку Хуккера, сумочник пастуший, фацелию пижмолистую или марь сизую, марь многосемянную, рыжик посевной, горчицу посевную, якутку полевую, сурепку обыкновенную, свербигу восточную, ромашку непахучую, молокан сибирский, полынь обыкновенную, крестовик обыкновенный, гулявник Лозеля, во второй группе используют бекманию обыкновенную, волоснец сибирский, мятлик болотный, лисохвост тростниковидный, овсяницу красную, плевел опьяняющий, полевицу гигантскую, пырей ползучий или овсяницу гигантскую, лисохвост луговой, бекманию восточную, кострец безостый, полевицу ползучую, мятлик луговой, тимофеевку луговую, двукисточник тростниковидный, в третьей группе используют арктофилу рыжую, вейник лапландский, вейник наземный, луговик обской, мятлик арктический, овсяницу песчаную, полевицу северную, полевицу собачью, манник складчатый, пушицу влагалищную или лисохвост альпийский, вейник Хольма, вейник Лангсдорфа, луговик дернистый, луговик альпийский, пушицу среднюю, пушицу русскую, пушицу шейхдериевую, луговик северный, мятлик альпийский, при этом при замещении минимальную массу семян вида в группах определяют по формуле
m g•a/2/b,
где m минимальная масса семян вида в группе;
а количество видов в группе расчетной травосмеси;
g удельный вес семян вида в группе растений травосмеси;
b количество видов в группе реальной травосмеси,
удельный вес семян вида травосмеси в каждой группе число постоянное и составляет: в первой 7, во второй 4, в третьей 0,2, общая масса травосмеси в каждой группе числа неизменяемые, равные для первой группы 84 кг/га, для второй 32 кг/га, для третьей 2 кг/га, а количество видов в каждой группе изменяемое, но не более, чем на 50% в сторону уменьшения.