Сравнительная оценка перспектив использования гуминовых веществ, полученных из бурого угля, в целях рекультивации техногенных ландшафтов

Фути Седрик Фиша; Екатерина Валерьевна Будина; Сергей Игоревич Жеребцов; Наталья Васильевна Малышенко; Игорь Николаевич Госсен; Сергей Юрьевич Клековкин; Денис Александрович Соколов

doi:10.31251/pos.v4i1.135

Авторы

Фути Седрик Фиша ФБГОУ Новосибирский государственный аграрный университет, улица Добролюбова, 160, г Новосибирск, 630039, Россия https://orcid.org/0000-0003-2544-8322
Екатерина Валерьевна Будина ФБГОУ Новосибирский государственный аграрный университет, улица Добролюбова, 160, г. Новосибирск, 630039, Россия
Сергей Игоревич Жеребцов ФГБНУ Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Советский проспект, 18, г. Кемерово, 650000, Россия https://orcid.org/0000-0001-9332-1353
Наталья Васильевна Малышенко ФГБНУ Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Советский проспект, 18, г. Кемерово, 650000, Россия https://orcid.org/0000-0003-2716-995X
Игорь Николаевич Госсен ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия https://orcid.org/0000-0002-7324-8061
Сергей Юрьевич Клековкин ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия
Денис Александрович Соколов ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия https://orcid.org/0000-0002-7859-7244

DOI:

https://doi.org/10.31251/pos.v4i1.135

Ключевые слова:

гуминовые препараты, биологическая активность, техногенные ландшафты, рекультивация, структурно-групповой состав органических соединений, метод главных компонент, Technosol

Аннотация

Цель исследования. Выявление перспектив использования гуминовых препаратов для восстановления нарушенных угледобычей территорий посредством оценки связи их биологической активности и структурно-группового состава.

Место и время проведения. Исследования проводили в 2020 году в Новокузнецком районе Кемеровской области (54.14^o c.ш. и 87.10^o в.д.).

Методология. Исследование структурно-группового состава гуминовых препаратов выполняли методом ¹³С ЯМР-спектроскопии. Оценка эффективности воздействия гуминовых препаратов проведена в серии деляночных опытов, заложенных в пределах рекультивированных и нерекультивированных участков отвала каменноугольного разреза. Свойства субстратов техногенных ландшафтов определяли традиционными почвенными методами. Влияние препаратов выявляли по увеличению урожайности фитомассы и стручков Vícia villósa, а также травяной смеси Avéna satíva+Vícia villósa. Статистическая обработка результатов исследований проведена методом главных компонент.

Основные результаты. Сравнительная оценка гуминовых препаратов, полученных из бурых углей Тисульского (Канско-Ачинского бассейна) и Тюльганского месторождений (Южно-Уральского бассейна), показала, что в целом все препараты оказывают положительное воздействие. Однако в различных условиях техногенных ландшафтов и по отношению к различным видам растений эффект может проявиться разнонаправлено.

Устойчивый положительный эффект от предпосевной обработки семян был достигнут только на субстратах, обедненных природными гуминовыми веществами (гумусом и торфом), и при оптимальном увлажнении. В таких условиях наибольшее влияние оказывали препараты, полученные из бурых углей Тисульского месторождения Канско-Ачинского бассейна, и их естественно-окисленные формы, для которых характерна высокая доля кислородсодержащих алифатических (С_O-Alk-O) и ароматических (С_Ar) групп. В условиях дефицита влаги отмеченные показатели отрицательно влияли на урожайность. На каменистых участках техногенных ландшафтов положительный эффект проявился у препаратов с максимальной долей ароматических гидроксидсодержащих групп (С_Ar-ОН).

Обогащение гуминовых препаратов микроэлементами Zn и Сu не повлекло за собой ни положительных, ни отрицательных последствий.

Заключение. Использование гуминовых препаратов, полученных из бурых углей, в целях восстановления техногенных ландшафтов обоснованно только на участках, сложенных суглинистыми породами с низким содержанием гуминовых веществ гумуса и торфа. Разнонаправленность действия гуматов, проявляющаяся в зависимости от их структурно-группового состава, свойств субстратов и видов растений, используемых на биологическом этапе, свидетельствует о нецелесообразности использования унифицированных препаратов для рекультивации различных техногенных объектов.