La recuperación de tierras es un complejo de medidas de ingeniería, recuperación, agrotécnicas y otras destinadas a restaurar la productividad biológica, el valor económico de las tierras alteradas y mejorar las condiciones ambientales.
Tierras perturbadas
Las tierras perturbadas son tierras que han perdido su valor económico original o han comenzado a representar una amenaza para el medio ambiente a través de cambios en la cubierta del suelo, el régimen hidrológico y la formación de un paisaje creado por el hombre como resultado de las actividades de producción humana.
El 61% de la perturbación de la tierra ocurre en el territorio del desarrollo de yacimientos minerales, su procesamiento y exploración geológica, el 27% — en la extracción de turba. En 1997, el área de tierras perturbadas por minería y exploración era de aproximadamente 700 mil hectáreas, extracción de turba: más de 300 mil hectáreas.
Según el Instituto Estatal de Investigación de Recursos de la Tierra, dependiendo de las condiciones mineras y geológicas de los depósitos minerales, se alteran de 2,6 a 43 hectáreas de tierra por 1 millón de toneladas de minería de carbón a cielo abierto, de 14 a 640 hectáreas de mineral de hierro, y mineral de manganeso — de 76 a 600 ha, fosforitas — de 22 a 77 ha. La perturbación de la tierra con degradación ambiental también puede ocurrir durante la minería subterránea debido a la deformación de la superficie, por ejemplo, fallas del suelo, almacenamiento de desechos de roca, contaminación por emisiones industriales, productos derivados del petróleo, aguas residuales, fluidos de perforación y recortes durante la perforación y operación de pozos.
La perturbación de la tierra se produce durante el tendido de tuberías principales, la construcción de carreteras y canales. Al mismo tiempo, los paisajes y las estructuras de uso de la tierra se deterioran, los procesos de erosión se intensifican, el equilibrio de las aguas subterráneas y superficiales se altera, las tierras cercanas se inundan o se secan y su productividad disminuye.
La perturbación del suelo se expresa predominantemente en áreas con alta densidad de población e industria desarrollada, en las que las reservas para introducir nuevas tierras de uso agrícola están casi agotadas. Por ello, cobra relevancia el tema de la inclusión de tierras perturbadas sujetas a recuperación en el balance general de tierras agrícolas.
Según los datos del registro estatal de tierras, al 1 de enero de 1999, el área de tierras perturbadas en Rusia ascendía a 1,19 millones de hectáreas. La mayor parte de las tierras perturbadas se concentran en áreas de agricultura intensiva con alta densidad de población.
En Rusia, existe una tendencia a aumentar la tasa de perturbación de la tierra en Siberia occidental y oriental, el Lejano Oriente en un 15-20% por año, en la zona central de la Tierra Negra, especialmente en las regiones de Kursk y Belgorod. Más de 30.000 hectáreas de valiosos suelos de chernozem y bosques grises se han retirado del uso de la tierra de estas zonas para la industria del mineral de hierro.
Recuperación de tierras
La recuperación hace posible devolver tierras perturbadas a tierras agrícolas, utilizarlas para bosques, embalses, áreas de recreación, viviendas y construcción industrial. Las canteras, la extracción de turba, los vertederos de rocas de minas y canteras, los sitios de perforación, etc. pueden estar sujetos a recuperación.
El problema de la recuperación en las condiciones de un área en constante aumento de tierras perturbadas es de gran importancia socioeconómica y ambiental. El tema de la recuperación debe incluirse en los proyectos de construcción y reconstrucción de empresas, en los esquemas de gestión de tierras para complejos productivos territoriales.
Sujeto a tecnologías basadas en la ciencia para la recuperación de tierras perturbadas, es posible convertirlas en tierras altamente productivas dentro de 3 a 5 años. En Rusia se han recuperado más de 2.200.000 ha de tierras perturbadas.
Algunas rocas se caracterizan por una fertilidad efectiva. Los logros de la agricultura moderna, las tecnologías desarrolladas para crear suelos antropogénicos, los métodos de desarrollo biológico de áreas recultivadas y la gestión del proceso de formación de suelos en paisajes tecnogénicos hacen posible el uso de estas rocas para crear tierras agrícolas productivas, así como para mejorar el medio ambiente. condiciones en relación con una determinada zona natural o territorio.
Dependiendo de los requisitos de las plantas para las condiciones de crecimiento, se identificaron varios grupos ecológicos y tróficos de plantas:
- megátrofos;
- mesótrofos;
- oligotrofos;
- euritrofos.
Los megátrofos son cultivos agrícolas que exigen mucho del entorno del suelo (edáfico): centeno, trigo, avena, cebada, maíz, sorgo, mijo, trigo sarraceno, girasol, ricino, sandía, pasto de trigo, grupa.
Mesótrofos: cultivos menos exigentes con el entorno del suelo: guisantes, rangos y otras leguminosas.
Los oligotróficos son cultivos que pueden crecer en condiciones específicas, por ejemplo, con alta acidez y salinidad de los suelos, regímenes desfavorables de aire o agua de los suelos. Se dividen en halófitas, argilófitas, acidófitas, psammófitas, metófitas y otras.
Eurytrophs — cultivos con la capacidad de fijación simbiótica de nitrógeno , permiten garantizar la productividad al nivel de los viejos suelos cultivables no perturbados. Estos incluyen: alfalfa, esparceta, olmo, trébol dulce, pie de pájaro, astrágalo y otras legumbres.
El espesor de la capa de suelo regenerado se determina en función de las características biológicas de los cultivos, la composición de las rocas y la capa a granel. Para suelos de chernozem, por ejemplo, varía de 1-1.5 a 2-2.5 m, lo que permite crear condiciones para el desarrollo del sistema de raíces y plantas que están cerca de lo normal.
Las rocas con propiedades fitotóxicas, es decir, que contienen un exceso de sales solubles, pirita, formas móviles de hierro y aluminio, rocas de edades geológicas tempranas, por ejemplo, Mesozoico Cretácico y Jurásico, Paleozoico Carbonífero y Devónico con propiedades agrofísicas y agroquímicas desfavorables , son el más problemático para la recuperación bajo tierras de cultivo.
Para las condiciones específicas y difíciles de la cuenca de carbón de la región de Moscú, donde las rocas fitotóxicas en la sobrecarga alcanzan hasta un 40-60%, se han desarrollado tecnologías que permiten crear parcelas agrícolas con un rendimiento al nivel de los indicadores zonales en el sitio de perturbado tierras Por ejemplo, en el distrito de Novomoskovsky de la región de Tula, se obtienen hasta 4-4,5 t/ha de grano en tierras recuperadas.
En las canteras de la región de Moscú, la tierra cultivable se crea aplicando una capa de arena de glauconita a la superficie de los vertederos. La introducción de fertilizantes nitrogenados puede aumentar el rendimiento de estas tierras en un 30-50%, en comparación con los suelos convencionales.
Las tierras baldías se pueden utilizar para crear grandes empresas agrícolas especializadas.
El depósito de fosforita de Yegorievsk es un buen ejemplo de recuperación de tierras exitosa. En las condiciones de la anomalía magnética de Kursk, se obtuvieron resultados positivos de la formación de suelos artificiales en las rocas de los vertederos y tierras adyacentes poco productivas, que se llevó a cabo mediante la aplicación de una capa de chernozem y el cultivo de rocas potencialmente fértiles.
Las rocas sobrecargadas en la zona de la anomalía magnética de Kursk se dividen en:
- Razas de alta calidad, aptas para el cultivo de leguminosas y gramíneas leguminosas, algunos cultivos extensivos. Estos incluyen margas similares al loess, loesses, mezclas de suelo, margas con otras rocas.
- Rocas de calidad media aptas para forestación y herbaje: arenas, mezclas de suelos de limo con yeso, margas, arcillas colloway.
- Rocas de baja calidad aptas para forestación y pastos después de una mejora preliminar: depósitos devónicos, creta.
- Rocas con contenido de pirita, muy ácidas, no aptas para el desarrollo biológico.
Etapas de recuperación de tierras
La recuperación de tierras se lleva a cabo en dos etapas.
- La recuperación técnica consiste en la preparación de la tierra para su posterior uso específico en la agricultura: restauración de la capa fértil, nivelación de la superficie, eliminación o neutralización de sustancias tóxicas para las plantas, construcción de recuperación y otras estructuras.
- Recuperación biológica: medidas destinadas a restaurar la fertilidad del suelo, incluidos los métodos agrotécnicos y fitomejoradores destinados a recrear la flora y la fauna.
La recuperación biológica puede ser agrícola y forestal.
La recuperación agrícola prevé la creación de campos de heno, pastos, tierras de cultivo, plantaciones de frutas y bayas perennes en las tierras restauradas.
La recuperación de bosques implica la plantación de cultivos arbóreos en tierras perturbadas para crear bosques para diversos propósitos y valores.
Las formas y métodos de recuperación de tierras están determinados por las características físico-geográficas, económicas y económicas del área, las tecnologías de desarrollo, las propiedades de los minerales, las propiedades físicas y químicas de la sobrecarga y otras condiciones. De acuerdo con los requisitos de la legislación, todas las organizaciones industriales están obligadas a eliminar la capa de humus fértil de la tierra asignada para el desarrollo y utilizarla para la recuperación. Para uso agrícola, la capa fértil superior se elimina con un contenido de humus de al menos 1-2%, para chernozems 2-2.5%. La capa de humus del suelo se almacena en montones o montones de hasta 10-15 m de altura.Para proteger los montones de los procesos de erosión, se planifican y se siembran con pastos.
Al volver a cultivar tierras para uso agrícola, se presta especial atención a la creación de una capa fértil de cultivo, la optimización del cultivo del suelo y la selección de plantas cultivadas.
Los principales objetos de recuperación son las turberas agotadas. Sobre ellos se restablece preliminarmente la red de drenaje, teniendo en cuenta su posterior uso agrícola. Luego se lleva a cabo un complejo de obras culturales y técnicas. Las turberas desarrolladas se pueden utilizar con éxito para cultivos y campos de heno.
En la actualidad, para todas las zonas económicas del país, se han desarrollado métodos de recuperación de tierras intervenidas, que permiten resolver una amplia gama de cuestiones sobre la transformación cultural de los paisajes tecnogénicos. Sin embargo, no todos los sectores de la economía prestan atención suficiente y oportuna a la recuperación de tierras, y la capa de suelo fértil eliminada no se utiliza por completo, y el volumen de su almacenamiento está aumentando. Los volúmenes de restauración de tierras perturbadas en Rusia son insignificantes. Por ejemplo, en 1996 se recuperaron 160,1 mil hectáreas de tierras perturbadas.
Métodos y tecnologías para la recuperación de tierras alteradas
Para realizar la recuperación biológica de tierras alteradas, es importante tener en cuenta las propiedades agroquímicas y físicas del agua del destape. Esto permite reducir el coste de ejecución de un conjunto de obras de saneamiento: aplanamiento de vertederos, corte de terrazas, creación de caminos de acceso, determinación de la pendiente de taludes, etc.
Modernas tecnologías de recuperación desarrolladas para diversas zonas naturales del país, teniendo en cuenta las características biológicas de los cultivos, la composición de la sobrecarga y las condiciones del suelo y del clima, establecen el grosor y el diseño óptimos de las capas recultivadas, la gama de cultivos y determinan las rotaciones de cultivos de recuperación, cultivos tecnologías de cultivo y el cultivo de plantaciones forestales productivas. Por ejemplo, para la subzona de chernozems del sur, el espesor de la capa recultivada es de 1 a 1,5 m, para los chernozems ordinarios, de 1,5 a 2 m, y para los chernozems típicos, de 2,5 m.
Aplicación de una capa de humus
La recuperación de tierras perturbadas para tierras de cultivo comienza después de la estabilización de las rocas planificadas, después de lo cual se aplica una capa de humus con un espesor de 40-50 cm En algunos casos, el espesor de la capa de humus puede variar dependiendo de las rocas subyacentes y el tipo de uso económico previsto. Por ejemplo, cuando se utilizan tecnozems para leguminosas perennes, plantaciones perennes y cultivos de leguminosas, puede reducirse o sustituirse por una aplicación local de una capa de humus. Para las rotaciones de cultivos de hortalizas, por el contrario, aumentar.
El poder del horizonte de humus creado afecta en gran medida el rendimiento de los cultivos. Por ejemplo, en las condiciones de la anomalía magnética de Kursk, el rendimiento máximo de los cultivos se obtuvo cuando se aplicó una capa de humus con un espesor de 60 y 80 cm a las rocas, y el aumento máximo por cada 20 cm adicionales cae en un espesor de 40 cm.
Tabla. Rendimiento de los cultivos en función del espesor de la capa de chernozem aplicada y de la roca madre (según A.M. Burykin, media de 4 años, 1986), t/ha
Con el mismo espesor del chernozem aplicado, el rendimiento de grano de la marga es significativamente mayor que el de la tiza. Más sensibles a un aumento en el espesor de la capa aplicada son la alfalfa, la cebada y el mijo, menos sensibles, el centeno de invierno y la esparceta.
Según los datos del Instituto Agrícola de Dnepropetrovsk, el rendimiento de los cereales en parcelas recuperadas con una capa de chernozem de 30-50 cm está cerca del rendimiento de las antiguas tierras de cultivo. Un aumento en el espesor de la capa aplicada a 80-90 cm aumenta el rendimiento del trigo de invierno en 2 veces, mientras que a 10-20 cm el rendimiento cae al 10-30% del rendimiento obtenido en antiguas tierras de cultivo.
Uno de los métodos importantes de recuperación es el uso de rotaciones de cultivos mejoradas, en las que una gran proporción recae en cultivos que mejoran el suelo, como lupino , trébol de olor , alfalfa, esparceta. Por ejemplo, en las condiciones de la anomalía magnética de Kursk, la rotación de cultivos se usa para el desarrollo de la tierra cultivable: 1-3 años — alfalfa con arado, 4º — invierno, 5º — cultivado, 6º — cereales con siembra de pastos perennes . Con el desarrollo y cultivo de las tierras restauradas, se introducen cultivos de tipo intensivo en la rotación de cultivos.
Para aumentar la fertilidad de las tierras recuperadas, se utilizan fertilizantes verdes en combinación con mayores dosis de fertilizantes minerales y orgánicos, herramientas de labranza rotatoria, como arados rotativos, cortadoras, agregados combinados, que permiten crear una capa de suelo profunda y homogénea. Por ejemplo, en la cuenca de mineral de manganeso de Nikopol, el uso de N90P90 con un espesor de capa de chernozem a granel de 30-40 cm hizo posible obtener una cosecha de trigo de invierno, así como en antiguas tierras de cultivo.
En la Asociación de Producción de Fosfatos de la Región de Moscú, en tierras cultivables creadas mediante la aplicación de una capa de arena de glauconita a la superficie de los vertederos, la aplicación de fertilizantes nitrogenados permitió obtener un rendimiento 30-50% superior al de los suelos zonales.
Método de cultivo directo
El método de cultivo directo es un método basado en la aplicación de fertilizantes minerales, el uso de abonos verdes y la siembra de gramíneas perennes .
El uso de fertilizante mineral completo N60P60K60 en los tecnozemas de la anomalía magnética de Kursk permitió aumentar el rendimiento de cebada en 1,3 t/ha, o 186%, la aplicación de N90P90K90 bajo mijo — en 1,2 t/ha, o 276%.
Tabla. Rendimiento de trigo de primavera en varias razas según el método de cultivo (según A.M. Burykin, en promedio durante 2 años, 1986), t/ha
Según los resultados de los experimentos de campo, los fertilizantes bacterianos muestran una alta eficiencia. Por ejemplo, la inoculación de semillas de leguminosas con rizotorfina aumentó el rendimiento de heno de trébol en 0,63 t/ha, esparceta en 2,43 t/ha, alfalfa en 2,48 t/ha. El contenido de proteína del alimento aumentó en un 0,5-1,3%, y la recolección de proteína de 1 ha fue de 1000, 1901 y 1526 kg, respectivamente (Stifeev A.I.).
Hay experiencia en recuperación de tierras para crear pastizales de regadío. Para estos fines, se utilizan mezclas de césped de alfalfa azul, dactilo y bluegrass. El rendimiento de masa verde para dos esquejes del primer año de uso es de 18,0 t/ha. En la zona de suficiente humedad, el rendimiento de la masa seca de la mezcla de pastos de prut y pasto de trigo fue de 1,48 t/ha, superior al de los pastos naturales no perturbados.
La mejora en la labranza, el mulching con paja, ceniza y riego es beneficioso para el proceso de regeneración del suelo.
A medida que se restaura la fertilidad del suelo, los rendimientos de los cultivos alcanzan niveles normales. Los cultivos de cereales valiosos se introducen en la rotación de cultivos, por regla general, después de 3-4 años de recuperación biológica.
Se pueden crear campos de heno y pastos en vertederos sin aplicar una capa de humus. Según los resultados de la investigación de A.I. Stifeev, en las rocas sobrecargadas de la anomalía magnética de Kursk en los primeros 3 a 5 años es posible cultivar leguminosas perennes , que muestran una alta productividad con buenas cualidades forrajeras. Es más racional usar vertederos inmediatamente después de que se vierten y nivelan para pastos forrajeros, ya que todavía hay poca vegetación de malezas y el estado suelto de las rocas contribuye a la germinación de semillas y al crecimiento de pastos.
Cuando se utilizan mezclas tecnológicas y litozemas de loess para campos de heno y pastos, se utilizan los siguientes esquemas de rotación de cultivos:
- 1-3 años — pastos perennes (con arado), 4to año — centeno de invierno , 5to — mijo con resiembra de pastos perennes, 6-8vo — pastos perennes;
- años 1-2: trébol dulce con arado de masa verde, 3 ° — centeno de invierno, 4 ° — mijo con resiembra de pastos perennes, 5-7 ° — pastos perennes.
El cultivo del suelo bajo pastos en sobrecarga en los primeros años de desarrollo incluye rastra, cultivo, molienda, que brindan altos rendimientos a un costo de 15-20% menos que el arado.
Según A.I. Stifeev, la siembra de litozems de loess e hidroposts produce unas 16 t/ha de masa verde de trébol y más de 20 t/ha de alfalfa.
En vertederos de roca de recuperación y vertederos hidráulicos de la región de Magadan en condiciones de permafrost, se obtienen 15 t/ha de masa verde de avena y guisantes, que es 10-20 veces más que el rendimiento de pastos silvestres en tierras de forraje natural. Al mismo tiempo, se proporcionan regímenes térmicos y de agua favorables en las tierras recuperadas, se elimina la congelación del suelo. La recuperación de tierras bajo estas condiciones puede ser más rentable que el desarrollo de nuevas tierras.
Método de puesta a tierra
El método de puesta a tierra es el recubrimiento de tierras improductivas con una capa de humus fértil de suelo de diferente espesor, lo que permite obtener rendimientos de cultivos 2,5-3 veces mayores.
Por ejemplo, en vertederos de cenizas de esquisto formados a partir de material a granel, se crean campos de heno cultivados. Las propiedades de los vertederos de cenizas dependen de la «edad», la densidad y la composición química de las cenizas.
La reacción de los vertederos de cenizas suele ser fuertemente alcalina, y la alcalinidad aumenta con la profundidad. Entonces, el pH de la capa de 0-5 cm es — 7.9-9.7, a una profundidad de 30 cm — 12.3-12.6. La composición química de la ceniza de esquisto bituminoso contiene 32-35% de óxido de calcio y 24-30% de óxido de silicio, azufre, magnesio, hierro y compuestos de carbono. La composición granulométrica de la ceniza de esquisto bituminoso es similar a la fracción de arena y polvo grueso, con una densidad de 0,9-1,28 g/cm3.
El contenido de nutrientes de la ceniza es insuficiente y la relación es desfavorable para el crecimiento de las plantas. Prácticamente no hay compuestos de nitrógeno, hay muy pocas formas móviles de fósforo: 0,2-0,4 mg/100 g, pero mucho potasio intercambiable: 135-760 mg/100 g de suelo.
Por lo tanto, para crear un prado de cultivo en los vertederos de ceniza, se utiliza turba o tierra, que se aplica con una capa de al menos 10 cm de espesor Con una capa de este tipo, es posible realizar rastras con gradas ligeras y trabajar para cuidar para la hierba. Si el vertedero de ceniza solo necesita ser estañado, es suficiente para crear una capa de humus de 3-5 cm.
Para colocar un prado cultivado en vertederos de cenizas, se utilizan mezclas de festuca roja, bromo sin aristas, erizo de equipo, trébol rojo y trébol rastrero. El sistema de raíces de los pastos de cereales se encuentra en las capas superiores del suelo, las leguminosas penetran más profundamente. Las leguminosas, al fijar el nitrógeno atmosférico, se abastecen a sí mismas ya las gramíneas de cereales.
Para la recuperación biológica de tierras alteradas, se utilizan plantaciones de árboles y arbustos de desmonte, incluidos árboles y arbustos económicamente valiosos (bayas, nueces, medicinales de entre las especies locales e introducidas).
La forestación en vertederos mejora el estado ecológico del territorio, reduce la manifestación de procesos erosivos, acelera el proceso de formación de suelos y la formación de biocenosis.
Literatura
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