способ рекультивации болотных земель

Формула изобретения

Способ рекультивации болотных земель, включающий вывоз отсортированных отходов за пределы жилого массива и их укладку, отличающийся тем, что первоначально на поверхности болотных земель формируют слой отсортированных бытовых отходов, затем на поверхности слоя отходов формируют прослойку древесной золы высотой 0,2-1,0 см и далее третий слой из плодородной почвы мощностью 5-15 см, в который высевают травы с высокой генеративной продуктивностью, например бобовые - донник желтый, эспарцет песчаный, которые способствуют насыщению отходов и почвы азотом и снижению кислотности болотных земель.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технологиям облагораживания болотных земель с одновременной утилизацией бытовых отходов.

По оценке отечественных и зарубежных специалистов, наиболее полное восстановление нарушенных биоценозов достигается в результате применения биологических технологий, основанных на использовании способности микроорганизмов разлагать загрязняющие вещества в почве. Биологическая рекультивация, например, загрязненных нефтью почв осуществляется внесением в почву биопрепаратов на основе штаммов активных углеродоокисляющих микроорганизмов (биодеструкторов) и использованием различных приемов, направленных на стимулирование активности собственной аборигенной нефтеусваивающей микрофлоры почвы. Технологии мобилизации природных резервов экосистемы, направленных на разложение нефти и нефтепродуктов, рассматриваются в настоящее время как наиболее перспективный и эффективный способ очистки почв (www.sorboil.ru).

Известен способ рекультивации почв, загрязненных нефтью, см. патент РФ № 2038363. Сущность изобретения заключается в том, что на болотных почвах проводится вспашка с формированием микроповышений, приготавливается агрономическая смесь и осуществляется ее очаговое нанесение на сформированные микроповышения, тем самым оптимизируются основные агротехнические и биологические процессы для ускоренного роста растений и восстановления болотных экосистем.

К недостаткам известного способа можно отнести его невысокую эффективность по облагораживанию почв, при использовании которого между микроповышениями так и остаются фрагменты нефти, зачастую выходящие наружу, особенно в теплое летнее время, и достаточно высокие затраты на приготовление агрономической смеси.

Известен более совершенный способ рекультивации болотных земель - прототип - на основе механической обработки почвы фрезами, установленными на шагающие или гусеничные болотоходы, с одновременным внесением биопрепаратов, снижающих содержание нефти, комплексных минеральных удобрений, семян овса и многолетних луговых трав. Эти мероприятия не только дороги, но и за счет высокой влажности приводят к расформированию борозд и полному выравниванию почвы, поэтому многолетние травы вымокают, а овес, однолетнее растение, произрастает в течение одного вегетационного периода. В итоге экология почв со временем нарушается, почва в течение трех-четырех лет покрывается местной скудной растительностью (www.sciteclibraru.ru), а проведенные мероприятия не дают должного результата.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности создание условий для облагораживания болотных земель и приведения параметров этих земель в близкие к экологическим нормам, с одновременной утилизацией бытовых отходов.

Поставленная задача достигается тем, что первоначально на поверхности болотных земель формируют слой отсортированных бытовых отходов, затем на поверхности слоя отходов формируют прослойку древесной золы высотой 0,2-1,0 см и далее третий слой из плодородной почвы мощностью 5-15 см, в который высевают травы с высокой генеративной продуктивностью, например бобовые - донник желтый, эспарцет песчаный, которые способствуют насыщению отходов и почвы азотом и снижению кислотности болотных земель.

Новизной предложенного способа является формирование на поверхности болотных земель слоя отсортированных бытовых отходов, выполняющих функцию дренажа, после чего на поверхности слоя отходов формируют прослойку древесной золы высотой 0,2-1,0 см и далее третий слой из плодородной почвы мощностью 5-15 см, в который высевают травы с высокой генеративной продуктивностью, например бобовые - донник желтый, эспарцет песчаный, которые способствуют насыщению отходов и почвы азотом и снижению кислотности болотных земель.

Так, наличие прослойки древесной золы высотой 0,2-1,0 см и плодородной почвы на слое отсортированных отходов обеспечивает всходы бобовых достаточным количеством минеральных веществ и влагой, что, в свою очередь, позволяет структурировать и насытить пронизанную корнями бобовых почву и частично слой отходов азотом, вынести со временем из почвы и отходов загрязнители, снизить кислотность и влажность болотных земель, улучшая показатели эффективного плодородия рекультивируемых болотных земель. Это позволяет впоследствии использовать данные земли для возделывания различных культур, например плодовых растений. Поскольку бобовые, в частности эспарцет, являются многолетними травами, то процесс облагораживания болотных земель, а также накопление в них адсорбированного из атмосферного воздуха азота благодаря симбиотическим процессам происходят и в последующие годы без дополнительных материальных и трудовых затрат.

На фиг.1 схематично представлен рекультивируемый участок болотных земель, на котором выполнен слой из отсортированных отходов, прослойки и слой из плодородной почвы с посевами эспарцета песчаного.

На фиг.2 показано: а) слои почвы в первый год их использования, б) слои почвы в третий год их использования.

Предложенный способ рекультивации болотных земель осуществляется при помощи сформированного на поверхности болотных земель 1 слоя 2 отсортированных бытовых отходов, прослойки 3 древесной золы и слоя 4 плодородной почвы мощностью 5-15 см. В слой 4 плодородной почвы высажены семена бобовых растений 5. Через два года мощность слоя плодородной почвы увеличилась на 8-10%, что показано на фиг.2, б).

Первоначально на выбранном участке болотных земель формируют слой отсортированных отходов, удаляя предварительно неразлагающиеся отходы: кирпич, металл, керамику, камни, бетон и др. В течение определенного времени отходы вывозят на выбранный участок и гусеничной техникой, перемещая их, измельчают и вдавливают во влагонасыщенную почву. При этом происходит перемешивание отходов с влагонасыщенной почвой. После формирования достаточно плотного слоя отходов 2 на его поверхность наносят прослойку 3 из древесной золы, после чего формируют слой 4 плодородной почвы и высевают многолетние растения из семейства бобовых с высокой генеративной продуктивностью и всхожестью семян, например эспарцет песчаный. Влага, которой насыщены отходы, впитывается золой, что приводит к ее просачиванию в отходы на глубину до 10 см, о чем свидетельствуют анализы проб, взятые через две недели после высадки в поверхностный плодородный слой 4 почвы бобовых. Это способствует более глубокому проникновению корневой системы, накоплению корневых остатков в слое отходов, что положительно скажется на агротехнических свойствах рекультивируемых болотных земель.

Проведенные исследования по определению всхожести и продуктивности растений на болотных землях с созданием слоя отходов, включая высокую кислотность данных земель, показали, что бобовые травы при возделывании в данных условиях практически не угнетаются и являются хорошими фитомелиорантами, способствующими накоплению азота в почве. В ходе опытов установлено, что отклонений в датах наступления фаз роста и развития у бобовых трав не наблюдалось.

В ходе исследований было отмечено, что период цветения эспарцета песчаного на вышеуказанных землях по сравнению с контролем увеличился на 3-4 дня, что положительно отразилось на кормовой базе пчеловодства и генеративной продуктивности растений. У донника желтого эти показатели совпали с контролем.

Конкретный пример осуществления способа

На выбранных двух участках болотных земель площадью по 0,2 га в течение 2006 и 2007 годов завозили и при помощи гусеничной техники распределяли отходы по поверхности участков. При этом под давлением гусеничной техники отходы измельчались и вдавливались в болотную почву. К концу 2007 года на выбранных участках болотных земель были сформированы слои отходов высотой в 70-90 см. Затем на сформированные слои отходов насыпали прослойку 3 золы высотой 0,1-0,2 см и по поверхности прослойки 3 распределили мощностью в 10-12 см привезенную из города плодородную почву, которую брали при устройстве котлована при строительстве жилого дома. Весной 2008 года в слой плодородной почвы высадили семена на одном участке донника желтого, а на другом эспарцета песчаного. После провели анализ проб почвы, который показал рассредоточение золы в слое отходов 2 на глубину до 10 см. Контрольные делянки с эспарцетом песчаным и донником желтым площадью по 0,2 га заложили в верхней части склона, прилегающей к опытным делянкам. Это позволило не нарушить методику проведения опытов. Опыты проведены на землях муниципального образования «Быстроистокский сельсовет» Быстроистокского района Алтайского края.

Урожай укосной массы, а также среднее количество сформировавшихся семян на травостое площадью 1 м² определяли в 2008 и 2009 годах. Полученные данные свидетельствуют о том, что бобовые травы формируют высокие урожаи как на участках болотных земель с образованием слоя из бытовых отходов, так и без него, с разницей в 1-4%.

Осенью 2008 и 2009 годов путем выкапывания корневой системы бобовых трав установили, что основная масса корней диаметром до 2 мм сконцентрировалась в 2008 году в слое 20-30 см, а в 2009 году - в слое 25-45 см. При этом отмечено, что корневая система бобовых трав, внедряясь в слой бытовых отходов, скрепляет их и обвалакивает, что приводит к накоплению корневых остатков в толще слоя отходов, увеличению мощности плодородного слоя и разложению отходов. Также увеличивается содержание азота в данном слое. Минеральные элементы, содержащиеся в древесной золе, способствовали росту и развитию эспарцета и донника.

Предложенный способ является надежным средством облагораживания болотных земель с одновременным использованием бытовых отходов. Предполагается, что по истечении 5 - 7 лет на облагороженных участках болотных земель можно будет высаживать плодовые деревья, такие как сливы и вишни.

Проведенные опытные работы по рекультивации болотных земель показали хорошие результаты.

Принято решение предложить администрации г. Бийска и близлежащих районов сформировать на болотных землях рекультивируемые участки с посадкой на них эспарцета песчаного и донника желтого, которые, как известно, являются хорошими медоносами, а скошенные травы хорошими кормами для животных.