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

---

1.2 Характеристика Бородинского угольного разреза

На юге Центральной Сибири расположен один из десяти крупнейших угольных бассейнов России – Канско-Ачинский. Поскольку пласты угля в месторождении сплошные, мощные и расположены близко к поверхности, большая часть (89%) разработок ведется открытым способом [7, 9]. В экономическом отношении это наиболее дешевый способ добычи угля. Но, в то же время, проведение открытых горных работ сопровождается полным уничтожением почвенного, растительного покровов и созданием отвалов из хаотичной смеси вскрышных и вмещающих пород [10, 11, 12, 13]. Технология вскрыши угольных разрезов предусматривает снятие аккумулятивной (до 50 см) части почвенного покрова и складирование в бурты, образуя хранилище полезного слоя почвы (ПСП) [14, 15].

Согласно систематике ТПО такие почвенные хранилища относятся к группе натурфабрикатов и подгруппе органостратов [14]. В буртах плодородный слой почв должен храниться менее 3-5 лет и по мере подготовки отвалов использоваться для создания техногенных почв [16].

В структуре почвенного покрова земель, изымаемых под разработку угольных разрезов Канско-Ачинского бассейна преобладают плодородные агропочвы с мощным гумусово-аккумулятивным горизонтом (черноземы, серые лесные и т.д.) [17]. Технология вскрыши на таких участках предусматривает снятие и складирование в бурты плодородного слоя почв (ПСП). Складированный субстрат ПСП в дальнейшем используется при создании на полях рекультивации искусственных почвоподобных тел или техногенных поверхностных образований (ТПО) (по [16]).

Исследования проводятся на пробных площадях экспериментального полигона (55°52´с.ш., 94°54´ в.д.), заложенного на территории угольного разреза «Бородинский». Разрез относится к Канско-Рыбинской котловине, расположенной на северной окраине лесостепной зоны и представляющей собой крупную тектоническую депрессию, ограниченную с юга северными отрогами Восточного Саяна, а с севера и северо-запада – южной оконечностью Енисейского кряжа. Рельеф местности – равнинный, холмисто-увалистый с широкими долинами рек, плоско-выпуклыми междуречьями, слабо-покатыми склонами [18, 19, 20].

---

Согласно физико-географического районированию Сергеева [20], территория Бородинского разреза находится в пределах Восточного средневысотного подрайона, Ирбейско-Уярского района в подзоне типичной лесостепи Присаянской провинции Средне-Сибирской страны ИрбейскоУярского района и представляет южную часть лесостепного округа.

По термическим условиям (Σ (t>10°) = 1600) – это умеренно прохладный агроклиматический район, расположенный в умеренном климатическом поясе [21]. По данным ближайшей метеостанции (г. Уяр), среднегодовая температура в пределах территории не превышает -0,6°С, минимальная в январе равна 23,5°С, максимальная в июле +24,4°С [17]. Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом составляет 150, безморозного – 105, вегетационного (с t > 5°) – 150 дней [22]. За год в среднем выпадает 375-400 мм осадков, за период с температурой выше 10°С – 200 мм. ГТК =1.2, что характеризует район как умеренно влажный [17].

Почвенный покров территории экспериментального полигона приходится на Красноярско-Канскую подпровинцию выщелочных и обыкновенных черноземов, лугово-черноземных и серых лесных длительно сезонномерзлотных почв, в пределах Западноприсаянской провинции островных лесостепей с преобладанием высокогумусированных маломощных сезонномерзлотноглеевых черноземов и серых лесных почв [20]. Большая часть плодородных почв (черноземы, серые лесные почвы) на территории угольного разреза распахана и использовалась в сельскохозяйственном производстве [23].

С 1949 по 2014 г. угольным разрезом «Бородинский» проведены значительные по площади (приблизительно 30 км²) техногенные преобразования земной поверхности. В результате обработки угольных пластов создано выработанное пространство глубиной до 100 м. Последнее частично заполнено внутренними отвалами вскрышных пород. Дневная поверхность внутреннего отвала (500 га) в меньшей степени рекультивирована для сельскохозяйственного использования, на остальной - (700 га) посажены деревья хвойных пород (сосна, ель).

Требованиями к рекультивированным землям в долгосрочном периоде (15-20 лет) оговаривается наличие следующих показателей: в случае сдачи земель под пашню – высокие уровни агрохимических показателей (содержание гумуса, питательных веществ, макроэлементов и т.п.), а также жесткие геометрические параметры рельефа поверхности сдаваемых земель; в случае сдачи земель под пастбище или сенокос – те же показатели, что и под пашню, а также создание соответствующего растительного покрова из технических культур (люцерна, донник и т.п.) [24].

---

---

1.3 Роль микроорганизмов в процессах почвообразования. Их влияние на

рекультивацию почвы

Почва является главным резервуаром и естественной средой обитания микроорганизмов, которые принимают активное участие в процессах формирования и самоочищения почвы, а также являются необходимым звеном в круговороте всех биогенных элементов (углерода, азота, серы, фосфора, железа и др.)

Все почвенные бактерии являются компонентами различных биотических веществ, складывающихся в почве в процессе их взаимоотношений с растениями, беспозвоночными животными, простейшими, грибами. Они способны осуществлять уникальные функции и участвовать в деструкции растительных остатков в ассоциациях с другими представителями почвенной биоты. Микробная система почв включает следующие функциональные группы микроорганизмов:

• 
  участвующие в превращениях соединений азота (аммонификаторы, нитрификаторы, денитрификаторы, азотфиксаторы);
  
• 
  осуществляющие различные этапы трансформации соединений углерода (аэробные и анаэробные гидролитики, расщепляющие полимеры; бактерии, вызывающие различные виды брожений и др.);
  
• 
  принимающие участие в циклах серы, фосфора, железа и другие [25].
  

Функционирование микробной системы почв происходит на основании взаимодействия различных эколого-трофических групп почвенных микроорганизмов. Взаимосвязь между ними осуществляется путем последовательного потребления пищевых ресурсов и протекания процессов разложения органических веществ. В результате микроорганизмы оказываются способными утилизировать множество различных соединений – природных и созданных человеком. С.Н. Виноградский (1952) предложил разделить почвенные микроорганизмы на две эколого-трофические группы, резко отличающиеся по своим функциональным свойствам:

• 
  зимогенную, использующую растительные остатки, поступающие в почву;
  
• 
  автохтонную, использующие гумусовые соединения.
  

Он считал, что только автохтонная группа является постоянно действующей и истинно почвенной [26].

В дальнейшем к автохтонной группе стали относить медленно и плохо растущие на общепринятых средах микроорганизмы. Одновременно появились новые пары терминов, которые

---