Способ рекультивации земель

 

Использование: рекультивация карьерных выработок, низкоплодородных естественных и бесплодных почв. Сущность изобретения: на подлежащем рекультивации участке укладывают снизу вверх последовательно пустую породу, обладающую высоким коэффициентом фильтрации, водоупорный слой из глин, в качестве потенциально-плодородной почвы - палеопочву, почву пахотного горизонта, затем пульпу из осадочных приречных почв, ила, сапропеля и компост с минеральными добавками. Сверху укладывают дерновый слой. В компост с минеральными добавками добавляют гумусосодержащие бактериальные и грибковые культуры, фиксирующие фосфор и азот, экстракты культур, планируемых к возделыванию , и вещества, переводящие соединения радиоактивных элементов в биологически усвояемую форму. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 01 В 79/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889169/15 (22) 16.11,90 (46) 23.12,92. Бюл. № 47 (71) Каменец-Подольский сельскохозяйственный институт (72) Е.М, Моргун, B.È. Печенюк, И.А. Косовский, Н.А, Карловский и В,В, Боднарчук (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 886774, кл. А 01 В 79/02, 1978. (54) СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗЕМЕЛЬ (57) Использование: рекультивация карьерных выработок, низкоплодородных естественных и бесплодных почв, Сущность изобретения: на подлежащем рекультивации участке укладывают снизу вверх послеИзобретение относится к сельскому хозяйству, касается технологии рекультивации земель и может быть использовано при возобновлении или повышении плодородия участков при рекультивации карьерных выработок, низкоплодородных естественных и бесплодных почв.

В земледелии при повышении плодородия почв, рекультивации участков с восстанавливаемым плодородием производят промывку, выращивание, заделку сидератов, обогащение пахотного слоя органическими и минеральными удобрениями, .

Обычно практикуется повышение плодородия внесением в почву специально приготовленного комп оста с основным компонентом — навозом, предпочтйтельно подстилочным, сложнее — жидким, самотечным с комплексов путем поверхностного разбрасывания с последующей заделкой в м!

Ж 1782383 А1 довательно пустую породу, обладающую высоким коэффициентом фильтрации, водоупорный слой из глин, в качестве потенциально-плодородной почвы — палеопочву, почву пахотного горизонта, затем пульпу из осадочных приречных почв, ила, сапропеля и компост с минеральными добавками.

Сверху укладывают дерновый слой, В компост с минеральными добавками добавляют гумусосодержащие бактериальные и грибковые культуры, фиксирующие фосфор и азот, экстракты культур, планируемых к возделыванию, и вещества, переводящие соединения радиоактивных элементов в биологически усвояемую форму. 1 з,п.ф-лы, 1 ил.

-пахотный слой, в лучшем случае — с введением в компаст дождевых червей.

Этот способ применим для повышения плодородия на возделываемых бедных почвах, но малоэффективен при рекультивации бывших карьерных выработок и бесплодных участков из-за значительного недостатка массовых грунтовых материалов и нужного комплекса органических и минеральных материмов. Питательные вещества на таких полях, особенно склоновых. подвержены значительной эрозии, особенно на вымывание, недостает гумусообраэующих бактериальных и грибк JBblx культур, фиксирующих фосфор и азот, экстрактов плйНируемых КвоЗделбтваЙЙю культур, веществ; переводящих соединения радиоактивных элементов в биологич.ски неусвояемую форму.

В США разработан и осуществляется способ компостирования на базе глубокой

1782383

4 подстилки, но он применяется в обычном земледелии и малоэффективен при рекультивации, Питательные вещества такого компоста в почве не обладают пролонгированным действием и комплексностью необходимых элементов, недостаточны по массе почвенного материала, Способ более применим на равнинных, уже возделываемых полях при повышении их плодородия, Возделывание сельскохозяйственных культур на слоях речных осадков, полях с систематической пропиткой осадками разливов рек в древних Шумере, Египте, Магрибе и др, показал возможность получения выдающихся урожаев даже в условиях пустынного климата, Недостатком этого способа является использование только естественных осадочных материалов при орошении в долинах рек, особенно в их дельтах при ежегодной повторяемости этих природных, улучшаемых цивилизованной агротехникой явлений, При этом в корнеобитаемом слое не достает структурообразующих и многих других материалов. Он не выполнялся на

:возвышенных и склоновых полях.

Известен способ повышения плодородия почв обогащением их сапропелем — специально добываемым и вывозимым на поля .озерным илом.

Способ имеет ряд недостатков: сложно сть экскаваторной добычи, необходимость длительной промежуточной выдержки с аэрацией для обезвреживания в буртах, перегрузок, транспортирование мобильными агрегатами, сложное внесение, необходимость в ряде дополнительных. компонентов, разрыв технологии по трем объектам (озеро, площадка буртовая, поле внесения), слабое удержание питательных веществ в обогащенной сапропелем почве, Известен способ рекультивации мергелевых карьеров путем рыхления верхнего слоя, планировки, добавки фосфатшлаков, органических удобрений, промежуточного выращивания рапса и других "пионерных" культур с запахиванием всей массы.

Недостатком этого способа является оставление в пахотном слое основы из минерального сырья (добывавшегося полезного ископаемого, в данном случае мергеля с огромнейшим избытком магния), не являющегося почвой, а скорее балластом. Это требует очень длительного времени на восстановление плодородия, Цель изобретения — повышение эффективности рекультивации за счет увеличения мощности корнеобитаемого слоя и пролонгированного его плодородия, а также повышение эрозиеустойчивости, На чертеже представлено предлагаемое устройство, Для осуществления предлагаемого способа рекультивации земель имеются следующие объекты

В основном цельном грунте 1 в понижении водной долины размещено русло реки 3

10 (озеро, пруд, лиман и т,п.) с большим запасом высокоплодородных осадков 2 (озерного сапропеля и др.). В водоеме 3 (естественном или искусственно возведенном) смонтирован и действует земснаряд 4.

15 Для забора иловодяной пульпы земснаряд 4 оснащен специальным агрегатом 5, Между земснарядом 4 и заполняемым чеком 7 проложен пульпопровод 6. На участке рекультивации выполнены чеки 7. При рекуль20 тивации по днищу 22 карьера после выработки слоя полезного ископаемого 20 может быть дренажный слой пустой породы

19, При необходимости сверху слоя 19 может быть выполнен слой глиняной пульпы

25 21 как гидрозамок для исключения подъема вредных фильтраций в вышележащую почву (16, 17, 18), Поверх слоев 19 и 21 лежат слой палеопочвы 18 и пахотный слой .17. В слой

17 поля включается субстрат с компостом

30 (из объектов: животноводческая ферма 12, навозный двор 13, блок дозаторов дополнительных компонентов 14), образуя временный слой 11 в чеке 7, Сюда же может быть подана иловая пульпа из насосов 2, Сверху

35 уложена дернина 16. Чеки 7 могут быть размещены ниспадающим к водоему 3 каскадом. Один каскад чеков 7 от другого отделен защитным валом 9.

Боковины вала 9 выполнены из почвы

40 слоя 1 при планировке чеков 7, при необходимости покрываются слоем дернины 16 при величине наклона боковин, соответствующей углу естественного откоса почвы 1 с одернением, Плоская горизонтальная по45 верхность вала 9 занята лесополосой 15 с многолетними травами (или обсаженной с обеих сторон полевой дорогой). Для выпуска избыточной воды после выпадения ила

2 из пульпы на валу 9 чека 7 выполнено

50 регулируемое перепускное устройство 10, Способ рекультивации земель (в том числе и при возврате в землепользование выработанного карьера) осуществляется следующим образом.

55 Поставленная цель достигается тем, что

s ряде слоев с разными материалами вводится специально приготовленный на базе компоста органо-минеральный субстрат, . производимый на компостной площадке. животноводческой фермы по известному

1782383

10

20

30 нижнему чеку 7

45

«55 способу (см, чертеж, поз, 13), с введением в увлажненный субстрат до компостирования цеолитов в таком количестве, чтобы ионным обменом были связаны ионы тяжелых металлов и радиоактивных веществ (Ph241, Am241 и др.), вещества "Биомос" для дезактивации почвы и воды (в том числе — связывания радиоактивного стронция) (13; 14; 15)— аммонийно-железистого гексацианофосфата (17), — введение в компост азотофиксирующих бактерий (ризотофрин, ризобин, азотобактер и др. суперфосфата (20...30 кг/т), предотвращающего излишние потери азота (16), — введение в компост гумусообразующих грибковых культур (образующих также сложные органические азотоудерживающие и фосфороудерживающие соединения (до 20 кг/т) (18)), — введение растительных экстрактов планируемых к возделыванию культур (при выемке компоста) и в первую очередь "пионерных" окультуривающих— люпина, рапса (индикатор плодородия (20)), гречихи, донника белого, люцерны, сераделлы, горчицы, масличной редьки и др.), С фермы 12 жиженавозная масса подается в навозохранилище 13. Перед этим траншея заполняется минеральным комплексом 1. После полной пропитки жиженавозной массой субстрата s него добавляют комплекс компонентов и компостируют (1).

В готовый компост при выгрузке из блока дозаторов 14 вводятся культуры дождевых червей, азото- и фосфорофиксирующих бактерий и грибков, растительных экстрактов планируемых к возделыванию культур (при рекультивации бесплодных участков — в первую очередь "пионерных" культур), Подлежащее рекультивации поле разбивается на горизонтальные чеки 7, по периферии защищенные валами 9. Чеки 7 располагаются ниспадающим каскадом в сторону долины водоема 3 (реки, ручья, озера, лимана, пруда и т.п,), При наличии в данной зоне горнорудного предприятия, ведущего вскрытые карьерные разработки, на месте которого понадобится рекультивация (после завершения добычи полезного ископаемого) для введения этих площадей в сельскохозяйственный оборот сперва (до начала добычи полезного ископаемого) снимают дерновой (или верх пахотного слоя) слой 16 и складируют отдельно в бурт 16 с соответствующей маркировкой. Затем снимается основной пахотный слой 17, также складируемый в отдельные, соответственно маркированные, бурты 17. Затем ведется выемка цельного грунта 19 (обладающего определенным плодородием). Из него тщательно выбирается палеопочва 18, залегающая пластами или линзами, и укладывается в отдельные бурты 18, В отдельные отвалы складируется пустая порода (неплодородная или с очень низким плодородием).

После завершения разработки полезного ископаемого (слой 20) начинается рекультивация, Днище карьера 22 покрывается рыхлой пустой породой 19, при необходимости (опасности подъема вредных растворов в плодородные слои) подается глиняная пульпа для гидрозамка 21, Поверх слоя 21 укладывается палеопочва 18, затем пахотный слой 17. В пахотный слой 17 вводится компост с минеральным субстратом (1) и добавками 14. Последним сверху укладывается дерновой слой (самый богатый гумусом) 16.

При наличии в зоне водоема 3 запасов иловых осадков (в озересапропеля) ведется их добыча земснарядом 4, При помощи рабочего органа (роторно-шнековый агрегат 5) земснаряда 4 и с водой перемешаются и по пульпопроводу 6 подаются в огражденный валом 9 чек 7 на пахотный слой 17, Избыток воды (после осаждения из пульпы ила) стекает в соседний ниже по каскаду чек 7 через регулируемое водовыпускное отверстие (устройство 10). Перенос пульпопровода 6 осуществляется последовательно от верхнего к

Вал 9 чека 7 широкий, достаточный для высадки на нем полосы зеленых насаждений 15. Они задерживают 60...90% питательных веществ, которые водной эрозией могли бы быть унесены с поля. При необхо.димости на валу 9 может прокладываться полевая дорога, обсаженная с обеих сторон деревьями и зеленым газоном. Вал 9 с зелеными насаждениями 15 служит рекреационной зоной, гнеэдилищем полезных птиц и насекомых, защищающих урожай, опыляющих растения.

Выемка плодородного ила 2 s долине водоисточников 3 ведется не до основного цельного грунта 1, если он не является плодородной почвой, а с оставлением биологически необходимого слоя. В случае, если цельный. грунт 1 является плодородным (многовековые накопления смывов с полей — палеопочва 13), он может выниматься и подаваться на поле по технологии, подобной рекультивации выработанного карьера.

При значительной крутизне склона рекультивируемых участков передний откос вала 9 чека 7 может эабутовывагься каменной стенкой 23. Это позволит увеличить крутизну ската вала, уменьшить его ширину, увеличив возделываемую зону чека 7 (или террасы).

1782383

Составитель E,Ìîðãóí

Техред М,Моргентал КоРРекто Р М,Максимишинец

Редактор М.Кузнецова

Заказ 4460 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС(Р

113035. Москва, Ж-35. Рэушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Способ рекультивации земель с примененйем компоста с минеральным многокомпонентнйм комплексом длительного плодородия (И КС) с включением в пахотный слой речного ила (или озерного сапропеля), почвенных насосов с долин водоемов, палеопочв из карьерной вскрыши позволяет создавать глубокий плодородный слой с быстрым окультйвированием, введение дезактивирующих, микробиологических, грибковых добавок позволяет получать биологически чистую продукцию, более эффективно использовать ИРКИ другие макро-и микропитательные вещества. Защита участков полы — чеков — валами с лесопосадками-служит рекреационными зонами, значительно снижающими смыв питательных веществ, а выбор пород(облепиха, орех, черешня, вишня, алыча, слива и т.п.) позволяет увеличить сбор ценных продуктов питания и помогает биоэащите урожая, Пролонгированное действие комплекса ИКС в компосте и сапропеле позволяет в 3...7 раэ реже производить удобрение полей.

Формула изобретения

1. Способ рекультивации земель, включающий последовательную укладку снизу вверх дренажного слоя. из материала с высоким коэффициентом фильтрации, водо-. упорного слоя из глин, потенциально-плодородной и дерновой почвы сверху, о т л и5 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности рекультивации эа счет увеличения мощности корнеобитаемого слоя и пролонгированного его плодородия, э также,повышения эрозиоустойчивости, в каче10 стве материала с высоким коэффициентом фильтрации укладывают пустую породу, а в качестве потенциально-плодородной почвы на водоупорный слой последовательно укладывают пэлеопочву, почву пахотного го15 ризонта и затем перед дерновым словм-пульпу из осадочных приречных почв. ила, сапропеля и компост с минеральными добавками, 2. Способ по и, 1, о т л и ч à ю шийся

20 тем, что в компост с минеральными добавками добавляют гумусообразующие бэктериальные и грибковые культуры. фиксирующие фосфор и азот. экстракты культур. планируемых к возделыванию. и ве25 щества, переводящие соединения радиоактивных элементов в биологически неусвояемую форму.