Файл: Реферат Выпускная магистерская диссертация по теме Формирование микробных сообществ под культурами сосны обыкновенной ( Pinus silvestris L.) в почвогрунтах Бородинского угольного разреза и их участие в процессе почвообразования.doc

Реферат

Выпускная магистерская диссертация по теме «Формирование микробных сообществ под культурами сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) в почвогрунтах Бородинского угольного разреза и их участие в процессе почвообразования» содержит 63 страницы текстового документа, 77 использованных источников, в том числе и иностранных, 18 иллюстраций, 3 таблицы, приложения.

В работе была проведена оценка микробиологической и биохимической активности в почвогрунтах (литостратах), оценено влияние микроорганизмов на скорость почвообразовательных процессов под посадками сосны обыкновенной в зоне ризосферы и под травянистой растительностью на

Бородинском угольном разрезе в течение двух вегетационных сезонов (2014-

2015 гг.).

По данной теме были написаны следующие публикации:

Чмуж О.А. Микробиологическая активность почвогрунтов Бородинского угольного разреза под культурами сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) // Материалы науч. конф., посвященной 70-летию Великой Победы (15–25 апреля

2015 г.) [Электронный ресурс] / отв. ред. Е. И. Костоглодова. — Электрон. дан.

— Красноярск.: Сиб. федер. ун-т, 2015;

Чмуж О.А. Микробиологическая активность в почвогрунтах под культурами сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) и серой лесной почве березового леса на территории Бородинского угольного разреза // Материалы науч. конф., (15– 25 апреля 2016 г.) [Электронный ресурс] / отв. ред. Е. И. Костоглодова. — Электрон. дан. — Красноярск.: Сиб. федер. ун-т, 2016.

Ключевые слова: БОРОДИНСКИЙ УГОЛЬНЫЙ РАЗРЕЗ, ТЕХНОГЕННЫЕ ЛАНДШАФТЫ, УГОЛЬНЫЕ ОТВАЛЫ, МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ

ОЦЕНКА ЛИТОСТРАТОВ ЗЕМЕЛЬ.

Содержание

---

3.4 Дыхательная активность почвогрунтов и фоновой почвы в 2015 г……….42

3.5 Ферментативная активность почвогрунтов и фоновой почвы……………45

3.6 Интенсивность разложения различных субстратов микроорганизмами

литострата №16…………………………………………………………………….46

Заключение………………………………………………………………………….54

Список использованных источников…………………………………………….56

Введение

Добыча полезных ископаемых, в том числе каменного угля, вызывает нарушение земной поверхности, трансформацию и перераспределение земельных угодий и усугубляет экологическую ситуацию в регионе. На смену естественным приходят неустойчивые техногенные ландшафты, представленные отвалами вскрышных пород, которые постепенно осваиваются различными организмами, при совместном воздействии которых меняются агроэкологические свойства верхних слоев отвалов.

Почвообразовательный процесс на отвалах, обусловленный взаимодействием естественных факторов, в той или иной мере преобразуется посредством техногенеза [1]. Рекультивация техногенных земель ускоряет процесс формирования почв [2, 3]. Важнейшую роль в процессе регенерации биогеоценозов техногенного ландшафта играет микробная колонизация, так как непосредственно участвует в процессах минерализации и гумификации растительных остатков, воздействуя на них экзоферментами, минеральными и органическими кислотами и другими метаболитами [4].

На антропогенное влияние микробные реакции проявляются быстро, вполне отчетливо, что может позволить в кратчайшие сроки выявить наиболее ранимые экологические зоны, спрогнозировать их состояние при сохранении или устранении антропогенной нагрузки [5].

На юге Центральной Сибири располагается один из крупнейших угольных бассейнов России – Канско-Ачинский, где добыча ведется открытым способом. Из экономических соображений, это наиболее дешевый способ добычи, но при таком проведении работ, происходит полное уничтожение почвенного, растительного покровов, и создаются отвалы из хаотичной смеси вмещающих и вскрышных пород [6].

---

Цель работы: оценка микробиологической и биохимической активности в почвогрунтах (литостратах), влияние микроорганизмов на скорость почвообразовательных процессов под посадками сосны обыкновенной в зоне ризосферы и под травянистой растительностью на Бородинском угольном разрезе.

Задачи:

• 
  Определить численность эколого-трофических групп микроорганизмов на литостратах (№16, №19) и в контроле (№11) в течение двух вегетационных сезонов (2014-2015 гг.);
  
• 
  Сравнить численность эколого-трофических групп микроорганизмов в вегетационный периоды 2014 и 2015 гг.;
  
• 
  Определить скорость минерализационных процессов в почве и почвогрунтах по коэффициентам микробной минерализации (Кмин) и олиготрофности (Колиг);
  
• 
  Определить ферментативную активность фоновой почвы и почвогрунтов №16 и №19;
  
• 
  Сравнить значения микробной биомассы и базального дыхания фоновой почвы и почвогрунтов;
  
• 
  Определить состояние микробных сообществ контрольной почвы и почвогрунтов по коэффициенту удельного дыхания микроорганизмов (qCO₂);
  
• 
  Найти корреляционные зависимости между численностью основных эколого-трофических групп микроорганизмов (гидролитиков и олиготрофов), МБ и БД с pH и влажностью в почве и почвогрунтах.
  

Предметом исследования были образцы техногенных почвогрунтов

Бородинского угольного разреза и фоновой лесной серой почвы (контроль).

---

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Рекультивация нарушенных земель

Разработка каменноугольных месторождений открытым способом не только уничтожает и отчуждает почвы непосредственно под разрез и отвалы, но и оказывает воздействие на весь природный комплекс прилегающей территории. Это выражено в следующих формах:

1. 
   сведение и уничтожение растительного покрова;
   
2. 
   изменение форм рельефа;
   
3. 
   создание новых форм рельефа (возникает техногенный нооландшафт);
   
4. 
   загрязнение почв, атмосферы и природных вод пылью, химическими элементами-загрязнителями и даже токсикантами, высвобождающимися при выветривании вскрышных пород [7].
   

Поэтому, проведение восстановительных работ способствует более быстрой интеграции нарушенных земель в природную среду.

Процесс восстановления нарушенных земель называется рекультивацией. Рекультивацию земель, нарушенных горными разработками, проводят в три этапа.

Первый этап – подготовительный. В этот этап обследуют земли, требующие рекультивации, устанавливают направление рекультивации, составляют технико-экономическое обоснование и проект рекультивации.

Второй этап – горнотехническая рекультивация, которая в зависимости от условий района может дополняться химической мелиорацией (рис. 1).

Горнотехническую рекультивацию проводят предприятия, разрабатывающие полезные ископаемые. Горнотехническая рекультивация включает три стадии работ по формированию рельефа местности. Первая стадия - селективная выемка и складирование верхнего гумусированного слоя почвы и нетоксичных пород с последующим их использованием для рекультивации. Вторая стадия – формирование и планирование поверхности отвалов. Под них, в первую очередь, надо отводить выработанное пространство карьеров, овраги и балки. Участки для отвалов располагаются в местах, которые не будут использоваться для горных работ, и на других площадях, выведенных из сельскохозяйственного оборота. Это земли с низким плодородием. При содержании в грунтах более 20% токсичных пород в случае лесохозяйственного использования достаточно формирования отвалов и их разравнивания (позволяющего механизировано проводить посадки лесокультур и уход за ними). При сельскохозяйственном использовании отвалы разравнивают и выполаживают.

---

Третья стадия – формирование плодородного слоя путем возврата гумусированного слоя. Если породы токсичны и соленосны, то их укладывают в основании отвалов, перекрывают экраном (слоем нетоксичных пород, проводят планировку и покрывают гумусированным слоем). При токсичности грунта более 40% проводят полную химическую мелиорацию путем внесения извести.

Третий этап восстановления нарушенных территорий – биологическая рекультивация. Нарушенные территории по физико-химическим свойствам и пригодности к биологическому освоению разделяют на три группы:

1. 
   группа – потенциально плодородные грунты, пригодные для
   

произрастания растений;

2. 
   группа – грунты, малопригодные для растительности (следует использовать для облесения);
   
3. 
   группа – фитотоксичные грунты, не пригодные для освоения без проведения химической мелиорации.
   

Методы биологической рекультивации различны в зависимости от зональных и хозяйственно-экономических условий. Известны два вида биологической рекультивации – лесная и сельскохозяйственная. Наиболее экономным видом освоения рекультивируемых земель считается их облесение.

Поэтому в большинстве стран предпочтение отдается лесной рекультивации.

Для облесения пригодны почти все вскрышные породы. Перед облесением для накопления в верхнем слое органических веществ высевают люпин, донник, люцерну. Под многолетними травами в грунтах значительно активизируются биологические процессы. Посадку древесных пород производят двухлетними сеянцами для хвойных и однолетними - для лиственных. Используют местные породы деревьев.

На нетоксичных вскрышных породах в густонаселенных районах проводят сельскохозяйственную рекультивацию. Сельскохозяйственное направление рекультивации является преобладающим для ландшафтов, нарушенных разработками глинистого сырья. Подготовка нарушенных территорий после горнотехнической рекультивации включает несколько стадий: известкование, рыхление на глубину до 60 см, внесение повышенных доз удобрений, посев злаково-бобовой травосмеси. Например, на черноземах Европы и России, можно выращивать любые культуры на отвалах, если слой плодородной почвы составляет 40-60 см.

Карьеры нерудных ископаемых при благоприятных гидрогеологических условиях заполняют водой и создают водохранилища. Здесь можно создавать зоны отдыха для жителей городов [8].

---