Охраны и рационального использования торфяных болот россии


Использование торфа для производства торфяной продукции



бет4/11
Дата21.06.2016
өлшемі1.04 Mb.
#152338
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

4.1. Использование торфа для производства торфяной продукции


В перспективе разработка и использование богатейших ресурсов торфяных болот России является социально-экономической и экологической неизбежностью и в этой связи освоение ресурсов торфяных болот приобретает и стратегический смысл. В период развития торфяной промышленности (1980-е годы) государственным проектным институтом по комплексному использованию торфа в народном хозяйстве (Гипроторф) была составлена “Схема развития и размещения предприятий отрасли “торфяная промышленность” на период до 2005 года”. Согласно этой схеме, добыча и переработка торфа должна проводиться на уровне организационной формы промышленного предприятия.

В этом случае предприятие занимается не только собственно добычей торфа, но и связанными с ней осушительными и болотно-подготовительными работами, а также транспортировкой торфа и другими затратами торфопредприятий (на ремонтное и складское хозяйство, энергоснабжение, связь, жилищно-коммунальное хозяйство и др.). С повышением доли добычи торфа, поступающего на переработку (в том числе глубокая переработка по новейшим технологиям), связаны темпы роста производительности труда, выпуска товарной продукции нового качества и ассортимента, а также рентабельность торфяного производства.




Рис.12. Рациональное использование торфяных ресурсов.


В настоящее время во многих регионах России идёт поиск перспективных направлений подъема торфяной отрасли, который справедливо связывают с переводом её из торфодобывающей в торфоперерабатывающую.

Этот процесс начался ещё в советский период, а в настоящее время является определяющим для развития торфяного дела. Отличительной особенностью этого процесса является переориентация с мощных торфоперерабатывающих комбинатов со значительными капиталовложениями и большим сроком окупаемости(3-5 лет) на более перспективные небольшие предприятия с гибкой системой переналадки оборудования и быстрым сроком окупаемости (до одного года).

На сохранившихся после перестройки торфодобывающих производствах необходимо осуществить комплексное перевооружение. Реализация этих предложений потребует реконсервации неиспользуемых производственных площадей при условии государственной поддержки инвестициями на возвратной основе.

С целью обоснования и конкретизации задач по выводу торфяной отрасли из кризиса необходимо разработать и законодательно утвердить Федеральную Целевую Программу по торфу. Такая программа позволит реально оценить значение торфяной отрасли для конкретных регионов страны с учётом существующих рыночных отношений.



Добыча торфа. Еще совсем недавно общая добыча торфа в стране составляла 160 – 180 млн. т/год, в том числе для промышленных торфопредприятий 67 – 80 млн. т/год, силами сельскохозяйственных и мелиоративных организаций – 93 – 1100 млн. т/год.

Перспективным способом добычи торфа является фрезерный, для коммунально-бытового топлива – кусковой. Последовательно сменявшие друг друга способы добычи торфа характеризовались приведенными затратами ( %): элеваторный - 100, гидравлический – 93, багерно-элеваторный – 87, экскаваторный – 79, фрезерный – 40.

В настоящее время наибольшее распространение имеет фрезерный способ добычи торфа с использованием поверхностно-послойной системы разработки торфяной залежи и включающей технологические операции фрезерования, сушки, валкования, уборки и штабелирования торфа (полевые склады). Технологический процесс промышленного производства фрезерного торфа в зависимости от вида получаемой продукции и применяемого оборудования осуществляется по схемам:

1) с применением скреперно-бункерных уборочных машин (торф сельскохозяйственного назначения, для брикетного производства, топливный торф, сырье для химической переработки);

2) с применением пневматических торфоуборочных машин (топливный торф, брикеты, полубрикеты, подстилочный торф);

3) с применением перевалочных уборочных машин (торфяных), рекомендуется для крупномасштабного производства (топливный торф и торф сельскохозяйственного назначения);

4) схема с раздельной уборкой из наращиваемых за 3-5 циклов валков. Это усовершенствованная разновидность третьей схемы

5)новая технологическая схема, в которой реализован способ сушки фрезерного торфа в тонких слоях (h=15…30мм) на аэрированном подстилающем толстом (80…120мм). Фрезерование торфяной залежи осуществляется на глубину (25…30мм), позволяющую получить расстил фрезерной крошки H0=80…100мм (низинный тип залежи) и 100…120мм (верховой тип). Цикл добычи завершается после многократной уборки (3-5 раз) торфа с регулируемой подвеской сопл пневматических уборочных машин. Оставшийся слой подсохшего торфа (Hост=20…30мм) фрезеруется с торфяной залежью. Создается вновь толстый слой фрезерного торфа с остатками подсушенного (H0=80…120мм) с меньшей влагой, чем в первом случае на ∆ω=3…6%. Технико-экономические расчеты Гипроторфа (1982г.) показали целесообразность использования этой схемы добычи в промышленности.

Уровень механизации фрезерного способа добычи торфа составляет 100%. Этот способ широко используется в Ирландии, Финляндии, Канаде, Швеции, Эстонии и др. странах.

Кусковой формованный торф в настоящее время преимущественно используется в качестве топлива коммунально-бытовыми предприятиями и населением и добывается экскаваторным и фрезформовочным способами. Главной особенностью технологического процесса является переработка торфяной массы и ее формование.

Готовая продукция хранится на полевых складах (штабелях), которые при определенных условиях могут саморазогреваться и возгораться (фрезерный торф). Их изолируют от атмосферного воздуха слоем сырого торфа (слоем сырой травы – при хранении сена), накрывают полимерной пленкой или пленкообразующим жидким материалом (щелочно-битумная эмульсия), обрабатывают выхлопными газами перед штабелированием или закладывают в середину штабеля низкотемпературные материалы (например, лед, сухой лед) и др. способы.

В настоящее время продолжается поиск эффективных технологий производства фрезерного торфа.

4.1.2. В промышленности и медицине

Энергетика. Резкое увеличение стоимости традиционных видов топлива (угля, мазута, солярки), выравнивание их отпускной цены с мировыми стандартами, постепенное повышение цены на природный газ, стоимость которого в ближайшие годы также будет доведена до мировых цен, заставляет регионы всё больше обращаться к местному топливу, одним из которых является торф.

Несмотря на постоянное снижение удельного веса торфа в топливно-энергетическом комплексе, надо полагать, что в будущем он не будет полностью вытеснен другими видами топлива. С использованием торфяного топлива решается ряд проблем – социальных, экологических, экономических. Использование торфяного топлива создаёт дополнительные рабочие места, что особенно важно для небольших городов, посёлков, деревень, где в настоящее время имеется избыток рабочей силы. Торф наиболее чистое по экологическим показателям топливо и уступает в этом отношении только газу. Кроме того, торф позволяет окусковывать отходы лесодобывающей и лесоперерабатывающей промышленности, угольную пыль и штыба, бытовые органические отходы.

Наибольшее развитие должны получить минибрикетные заводы производительностью до 10 тыс. тонн в год, установки для получения полубрикетов, модернизированные модульные котлоагрегаты, приспособленные для сжигания торфа, газогенераторные установки. При добыче торфа следует широко применять получение гранулированного торфа, уборку из укрупнённых валков, сушку торфа на суходолах, а там, где позволяют условия, использовать для сушки тока, старые фермы, кирпичные заводы. Для крупных котельных необходимо внедрять факельное каталитическое сжигание, которое позволяет понизить температуру и избежать появления жидких шлаков. Все вышеперечисленные направления должны способствовать выполнению Федеральной целевой программы ”Энергоэффективная экономика на 2002-2005 и на перспективу до 2010 г.”.

Химическая и термическая переработка торфа. Даже в период бурного развития торфяной промышленности в России для химической переработки торфа использовалось менее 1% добываемого, несмотря на то, что из единицы торфа при химической переработке можно получить в 23 раза больше продукции в денежном выражении, чем при топливном использовании. Торф – молодое горючее ископаемое и в него входят такие группы органических веществ, как углеводный комплекс, битумы, гуминовые вещества, которые относительно легко могут быть выделены из торфа, а получаемая на их основе продукция находит широкое применение в сельском хозяйстве и промышленности. Химико-технологическую переработку торфа проводят в режиме гидролиза, пиролиза, экстракции и химической модификации. Широкое распространение получают установки по получению различных гуминовых удобрений. При этом, продукция таких производств используется не только в сельском хозяйстве, но и в строительной промышленности (для производства цемента и др.), нефтяной (для бурения скважин и т. д.).

Большое значение имеет получение из торфа активных углей типа СКТ, АРТ (всего 16 марок). Эти угли не уступают по сорбционной способности лучшим зарубежным маркам сорбентов, получаемых из скорлупы кокосовых орехов, и являются рентабельными. Срок окупаемости оборудования около года. Дефицит активных углей у нас и за рубежом делает это производство привлекательным для инвестиций.

Создание торфохимических комбинатов с широким спектром продукции и комплексным использованием торфяного сырья должно базироваться на производстве активных углей с дальнейшим введением мощностей по производству кипованной продукции, мелассы, кормовых дрожжей, воска, торфо-щелочного реагента, красителей и т.д.

На основе термической переработки торфа, помимо производства активных углей и газогенераторов с последующим получением тепла и электроэнергии для отдалённых посёлков и селений, перспективным является получение торфяного бертината – активного сорбента для поглощения разливов нефти и нефтепродуктов, а также металлургического топлива.



Строительные и теплоизоляционные материалы. Большие проблемы перед строителями ставит введение новых строительных норм и правил (СНиП), предъявляющих повышенные требования к тепло- и звукоизоляционным свойствам строительных материалов. Часть этих проблем можно разрешить путём использования теплоизоляционных материалов на основе торфа, позволяющих получать следующие виды изделий:

1. тепло- и звукоизоляционные торфоплиты,

2. засыпной в виде гранул теплоизоляционный материал,

3. фасонную в виде ”скорлупы” теплоизоляцию для трубопроводов и других инженерных коммуникаций,

4. стеновые панели для жилищного строительства с заполнителем на основе торфа.

Первым опытом по производству торфоблоков в промышленных масштабах стала механизированная линия в г. Бежецк Тверской области, производство этих линий налажено было и в Тюмени.



Медицина и бальнеология. Антисептические и лечебные свойства ряда торфов известны давно. Многолетнее лечебное использование торфа и препаратов из него в виде наружных и внутренних средств основано на содержании в нём различных физиологически активных веществ.

Этанольный экстракт смолы торфяного воска обогащён биологически активными веществами и проявляет высокий терапевтический эффект при лечении кожных, стоматологических и гинекологических заболеваний. Исследование биологического действия СО2-экстрактов торфа показало, что они обладают повышенным антимикробным действием, способствующим получению стерильных экстрактов для лечения. Испытания лекарственного средства ”Торфэнал” позволили использовать его для лечения больных экземой, псориазом, атипическим дерматитом, красным плоским лишаём и др.

Экстракты торфа можно вводить в различные типы мазей, лосьонов, шампуней в качестве совмещения лечебно-профилактического действия с косметико-гигиенической функцией. Экспериментально доказано, что фенольные комплексы из торфа являются эффективным противоязвенным средством. Препараты из торфа можно использовать для лечения рака, мумификации злокачественных опухолей.

Природоохранное направление. Торф в подавляющем большинстве экологически чистый материал вследствие своих высоких адсорбционных свойств: наличие активных функциональных групп является основой для получения целой группы продукции природоохранного назначения, спрос на которую постоянно расширяется. Подготовлены к производству и выпускаются мелкими партиями следующие виды продукции на основе торфа: мелкозернистый сорбент, торфяные маты, волокнистый высокопористый фильтрующий материал, торфодерновые ковры и т.д.

Эти материалы применяются в системах доочистки сточных и ливневых вод от нефтепродуктов, взвешенных веществ, ионов железа и других тяжелых металлов. Они используются в локальных очистных сооружениях, гидротехнических сооружениях, для изготовления бонов сорбционного типа и биофильтров для очистки газовых выбросов в атмосферу, для локализации аварийных разливов нефтепродуктов на водной поверхности и на почве, для предотвращения загрязнений пляжей и береговых линий.

Важное значение имеет торф как основа композиций при утилизации органических отходов животноводства и птицеводства, растительных отходов (опад листьев, ботва свёклы, моркови, листья капусты, очистки картофеля, стебли и колосья зерновых культур и т.д.).
4.1.2. В сельском хозяйстве

До 70% добываемого в мире торфа продаётся для неэнергетических целей. В конце 1990-х годов в нашей стране 80-90 % торфа использовалось в сельском хозяйстве для получения компостов (утилизация отходов животноводства и птицеводства), разнообразных органических и органо-минеральных удобрений, подстилки для скота. Использование торфа в составе органических удобрений и в целом в сельском хозяйстве в настоящее время в связи с экономическим кризисом резко уменьшилось (более чем в сто раз). Вместе с тем использование торфа весьма эффективно в разных отраслях сельскохозяйственного производства.



В земледелии:

  • мелиоранты (известкующие, улучшители водно-физических свойств легких почв, адсорбенты тяжелых металлов),

  • поликомпонентные органические и органоминеральные удобрения целевого назначения с заданными свойствами (торфяная биотехнология). Это могут быть:

  • а) органические удобрения, насыщенные подвижными NPK и микроэлементами, непосредственно направленные на получение сельскохозяйственной продукции;

  • б) органические удобрения с содержанием трудногидролизуемых форм, определяющие активизацию процесса гумификации и изменение потенциального плодородия почв. Качественный состав гумуса в торфе близок к почвенному гумусу. Функционирование же почв в экосистемах – результат сложнейшего комплекса биохимических и биофизических механизмов, обуславливающих образование гумуса. За счет торфяных удобрений есть возможность сохранить и улучшить баланс гумуса в почвах. Возможно моделирование удобрений разного состава за счет биотехнологических добавок.


В растениеводстве:

  • биостимуляторы и ростовые вещества,

  • бактериальные препараты и ингибиторы,

  • продукция для тепличных хозяйств (полые торфяные горшочки, прессованные таблетки и брикеты для рассады; удобрительные смеси, питательные грунты, торфяные субстраты),

  • средства защиты растений.

В животноводстве:

  • кормовые дрожжи, меласса, углеводные кормовые добавки, стимуляторы, антиоксиданты, подстилка для скота.

В ветеринарии:

  • лечебные препараты из торфа.

Перечень торфяной продукции для хозяйств сельскохозяйственного профиля (питательные брикеты, горшочки, грунты, парники, стимуляторы и т.д.) постоянно растёт, так как требует незначительных капитальных вложений, которые быстро окупаются и на которые имеется значительный спрос. Необходимо дальнейшее увеличение ассортимента продукции с учётом потребностей отдельных групп растений и видов почв. Очень большое значение имеет культура использования торфяной продукции, её обязательная сертификация, наличие квалифицированных инструкций по её использованию.

Экология землепользования России и организация адаптивно-ландшафтного земледелия требуют принципиально новых решений как в области фундаментальных и прикладных исследований, так и в плане практических решений сложных задач всестороннего и устойчивого развития сельского хозяйства. В качестве такого нового решения предлагается использование в сельском хозяйстве торфяных ресурсов и других болотных образований. Едва ли можно назвать другой вид природных агрохимических ресурсов, который может найти такое широкое применение в сельском хозяйстве как торф.

Из факторов устойчивого развития земледелия, предлагаемых учеными, два могут быть решены с помощью рационального использования торфяных болот России. Это поддержание и прогрессивное повышение плодородия почв, а также защита растений, что составляет главное направление использования торфяных болот.

Использование торфяных ресурсов и сопутствующих образований (сапропель, вивианиты, гажа, мергель) в сельском хозяйстве обладает большими преимуществами:



  • большие запасы торфяных ресурсов в стране (1 место в мире);

  • повсеместная распространенность, что позволяет их использование в пределах каждого региона России;

  • широкие возможности торфа как технологического сырья для получения высокоэффективных продуктов и материалов для нужд сельского хозяйства вследствие разнообразия их химических и физических свойств;

  • состав органического вещества торфов и других болотных образований биосферно совместим с составом органического вещества почв, их внесение стабилизирует плодородие;

  • торф, как основной компонент современных перерабатывающих технологий;

  • глубокая переработка сырья (микробиологическая, термическая др.) позволяет значительно расширить ассортимент торфяной продукции;

  • при рациональном использовании торфяных ресурсов и других болотных образований это практически неисчерпаемый и воспроизводимый ресурс;

  • торфяная продукция востребуема в странах ближнего и дальнего зарубежья, что предопределяет возможность создания широкой индустрии производства органических удобрений на торфяной основе, в том числе гранулированных.

Использование торфа в прежние времена без всякого учета его свойств привело к отрицательным результатам и последующей потере интереса к этому сырью. Вместе с тем научный подход в использовании торфяных ресурсов, как сырья для применения в сельском хозяйстве, позволит вывести отрасль на качественно новый уровень.
4.2. Комплексное использование торфа при производстве торфяной

продукции

Существующая номенклатура торфопродуктов промышленного и сельскохозяйственного назначения позволяет говорить о комплексном использовании торфяных ресурсов на основе создания комплексных торфоперерабатывающих производств с безотходной технологией (рис. 13). Структура таких производств может быть различной в зависимости от номенклатуры конечной продукции.

В настоящее время в мире особое внимание уделяется решению задач по экономичному расходованию природного минерального сырья, созданию новых перерабатывающих производств, обеспечивающих их эффективное комплексное использование. Сущность комплексного использования сырья заключается в том, что отходы одного производства являются сырьем для другого и так далее.

Среди большого многообразия природных ресурсов, требующих комплексного и экологически сбалансированного подхода к освоению и переработке, торф занимает особое место по сложности состава и свойств, наличию различных органических веществ, представляющих большое значение для различных направлений хозяйственной деятельности человека: топливно-энергетической и агропромышленный комплексы, металлургия, медицина, бальнеология, производство строительных материалов, сорбционных составов для охраны окружающей среды, химической промышленности и т. п..

Идея комплексного освоения торфяных болот не нова. Еще в предвоенные годы были построены Бокситогорский завод искусственного обезвоживания торфа, Редкинский и Нижнетагильский торфохимические заводы, но они не вписались в задачи торфяной промышленности того периода – обеспечение топливом электростанций.

Торфяная промышленность до настоящего времени не имеет крупных предприятий по комплексной переработке торфа химического и биохимического направлений. Главной причиной этому является активное развитие топливно-энергетического направления использования торфяных ресурсов болот. Однако успешная работа опытно-промышленных цехов и установок (Дукора, Оршинское-1, Бокситогорский завод) и технико-экономические расчеты (Гипроторф, 1979), согласно которым из 1 т торфа можно получить в денежном выражении в 23 раза больше продукции, чем при топливном использовании. Эти расчеты показывают перспективность комплексного химического и биохимического направления переработки торфа.

Экономические преимущества комплексной переработки торфа, как и любого природного сырья, основаны в конечном счете на том, что перерабатывающие производства позволяют повысить степень извлечения полезных компонентов из первичного сырья, особенно при переходе от простых механических способов переработки к переработке комплексной, основанной на химической и биохимической малоотходных технологиях.

Рассматриваемые выше предприятия при получении конечной продукции переработки торфа (воск сырой, активные угли, меласса, комплексные гранулированные удобрения) имели годовой экономический эффект до 60 млн. руб. и экономическую эффективность капитальных вложений – 0,18 при сроке окупаемости 5,6 года. Повышение эффективности таких комплексных производств достигается за счет совершенствования технологий и оборудования. Вместе с тем следует учитывать, что фондоемкость продукции комплексной переработки торфа высокая, разовые инвестиционные вложения значительные и отдельные производства таких производств следует вводить постепенно.



Рис. 13. Схема комплексного использования торфа.


На таком предприятии легче решаются социальные и экологические проблемы производства. Производство временно занимает под добычу торфа площади, которые в естественном состоянии не могут использоваться ни в сельском, ни в лесном хозяйстве. В результате работы торфопредприятия образуются выработанные площади со спланированной поверхностью, придонным защитным слоем торфяной залежи, дорогами и гидрографической сетью, которые могут использоваться как сельскохозяйственные или лесные угодья.

4.3. Использование торфяных болот под сельскохозяйственные угодья

Как выше уже отмечалось (раздел 2.3.), к объектам земельного фонда сельскохозяйственного назначения принадлежат преимущественно низинные болота с разной мощностью торфа. Торфяные почвы привлекают внимание накоплением колоссальных масс органического вещества. В естественном состоянии эти угодья практически не дают какой-либо сельскохозяйственной продукции (в лучшем случае до 8-10 ц/га сена низкого качества) и проявляют высокое плодородие только после регулирования водного и агрохимического режимов.

В результате проведения мелиоративных мероприятий плодородие торфяных почв возрастает в 5-6 раз и при высоком уровне мелиорации они дают устойчиво высокие урожаи всех сельскохозяйственных культур. Возможны при этом отрицательные последствия. Это, прежде всего, усиление интенсивности минерализации органического вещества вследствие изменения водно-воздушного режима в торфяных почвах. При проведении мелиорации важно учитывать ботанический состав торфов, слагающих профиль торфяных почв. Управление минерализацией органического вещества является важной проблемой для торфяных почв. С другой стороны, торфяные почвы – это уникальные по своим биосферным функциям образования. Суть биосферно-совместимого использования торфяных почв заключается в разработке приёмов оптимизации мелиоративного режима торфяных почв и на этой основе – параметров совершенных мелиоративных систем, позволяющих получить экологически оправданные урожаи при условии сохранения торфяных почв как биоресурса.

Вышеизложенное достаточно четко показывает, что в систему комплексной мелиорации на современном этапе должно входить управление круговоротом воды и веществ на основе познания не только свойств как итоговых результатов различных сочетаний режимов почв, но и самых почвенных режимов, каждого в отдельности и во взаимодействии. Решение мелиоративных задач должно опираться также на глубокие знания свойств и процессов, протекающих в мелиорируемых торфяных почвах с учетом разнообразия природных условий. Такой подход обеспечивает равновесие в торфяной агроэкосистеме (ТАЭС), являющейся важным компонентом биосферы. Оптимизация почвенных режимов на основе мелиоративного воздействия позволит обеспечить получение экологически устойчивых урожаев адаптированных культур и сохранит торфяные почвы как биологический и экологический ресурс биосферы.

Поставленная цель требует решения следующих задач для территорий с различной степенью заболоченности:


  • разработать показатели состояния мелиоративного режима торфяных почв и параметры мелиоративных систем с учетом сохранения экологического равновесия в агроэкосистемах;

  • разработать рациональные способы ускоренного освоения и сельскохозяйственного использования торфяных почв;

  • разработать модели окультуренной высокоплодородной торфяной почвы для разных климато-антропогенных условий ;

  • обосновать и рекомендовать систему мониторинга на осушаемых торфяных почвах.

Использование торфяных почв под сельскохозяйственные угодья должно быть направлено на формирование устойчивых и высокопродуктивных ландшафтов. Мелиоративные системы должны отвечать следующим условиям:

  • комплексности (для каждого участка и поля подбираются в полном комплексе мелиоративные мероприятия);

  • ландшафтности (соблюдение экологического равновесия между отдельными типами ландшафтов с учётом целостности ландшафтов);

  • экологичности (охрана природы в целом, биоразнообразие, биосферность мелиоративных мероприятий);

  • ресурсосбережения (снижение энерго- и материалоёмкости, трудовых затрат и пр.).

На первом этапе, до 2008 – 2010гг., государственная мелиоративная политика должна быть направлена на сохранение действующих мелиоративных систем, поддержание их в технически исправном состоянии, реконструкцию наиболее перспективных с экономических и экологических позиций осушительных систем, повышение эффективности использования осушаемых земель, доведения их площади до уровня 1990г., постепенного освоения в хозяйствах адаптивных ландшафтно-мелиоративных систем земледелия на основе комплексной мелиорации агроландшафтных выделов. В более отдаленной перспективе площадь осушаемых торфяных болот необходимо расширять по мере роста сельскохозяйственного производства.

Требования к конструкции осушительных и осушительно-увлажнительных систем. Когда стояла задача получения высоких урожаев любыми способами, появилось достаточно много типов и видов мелиоративных систем, в том числе и достаточно дорогих. Поэтому мелиоративные системы прежде всего должны быть приспособлены к конкретным условиям и быть экологически и экономически оправданными. Обозначим требования к разработкам гидромелиоративных систем на торфяных почвах.

Применение систем двустороннего действия (осушительно-увлажнительных) на осушаемых торфяниках, где среднемноголетняя прибавка урожая от орошения составляет всего 10-30%, становится в современных условиях проблематичным, особенно в части использования дождевальной техники. Поэтому необходимо совершенствование на современной технической базе давних приёмов увлажнения почвы: строго нормированное осушение с максимальным использованием местного стока, исключающее переосушение, применение лиманов и затопления почвы для увлажнения, предупредительное шлюзование каналов и дренажа, устройство простых водооборотных систем. Нуждается в научном обосновании вопрос о строительстве шлюзов, их количестве и размещении на каналах. Необходима разработка более тонкой технологии управления водою на системах.

Основой осушительной мелиорации торфяных болот должны стать осушительно-увлажнительные системы, позволяющие оперативно управлять отводом и подачей воды для обеспечения оптимальной влажности почвы. Эти системы должны характеризоваться быстродействием регулирования уровней грунтовых вод, для чего должны быть разработаны математические модели для разных почвенно-гидрологических условий и расчётных периодов.

Научно-технический прогресс должен быть направлен также на сокращение строительства систем с насосными станциями (польдерного типа), более широкое применение агромелиоративных мероприятий и водооборотных осушительно-увлажнительных систем. Внедрение экологически безопасных систем: осушительно-аэрационных, осушительно-вентиляционных устройств по доочистке сбросных и дренажных вод с применением биофильтров, рассеивающих воронок, приёмов фитомелиорации и биологической системы земледелия. При всех видах мелиорации должны предусматриваться мероприятия по сохранению и обогащению ландшафтов, повышению его социальной и рекреационной значимости.



Другими словами, на каждой построенной гидромелиоративной системе важно найти способ эффективного и экономичного использования основных ее сооружений, устройств и земли.

При строительстве на торфяных почвах новых адаптивных мелиоративных систем необходимо придерживаться следующих рекомендаций:



  • подбор торфяного болота для проведения мелиорации должен быть чётко обоснован природными, социально-хозяйственными и экологическими условиями;

  • для регулирования водного режима необходимо использовать воды деятельного слоя торфяной залежи, местный сток, не затрагивая ”вековые” запасы болотных вод;

  • экономично использовать водные ресурсы (поверхностные и подземные воды) территории, не допуская их истощение и загрязнение;

  • . элементами системы должны быть лесные полосы на земляных насыпях; пруды накопители местного стока; осушительные и увлажнительные каналы и дренажи; элементы, обеспечивающие водорегулирующие функции;

  • приспосабливать адаптивные мелиоративные системы к ландшафту территории;

  • иметь чёткое обоснование применения агромелиоративных приёмов, способствующих повышению экологической и экономической эффективности;

  • для гидроморфной зоны с широким распространением торфяных почв должен быть создан мелиорируемый агроландшафт, сочетающий поля, луга и пастбища с околками леса и кустарника, озёрами, зоной рекреации с сохранением памятников природы и истории, обеспечивающий экологическую безопасность и устойчивость торфяной агроэкосистемы;

  • для территорий с широким распространением антропогенных и пирогенных торфяных почв целесообразно разработать и реализовать водно-земельное обустройство с целью создания культурного ландшафта, с превращением его в высокопродуктивную зону для сельского, лесного, рыбного, рекреационного использования;

  • предусматривать мероприятия, сооружения по профилактике возникновения пожаров на болоте, их оперативному тушению.

Эффективность использования осушаемых торфяных почв. Для разработки мероприятий по эффективному использованию осушаемых земель необходимо провести их качественную инвентаризацию, в том числе инженерно-технического состояния осушительных земель. Оценочная инвентаризация мелиорированных земель позволит определить конкретные инженерные и агромелиоративные мероприятия по повышению их продуктивности. Приведем их наиболее важные особенности.

Прежде всего, необходимо восстановление эффективного действия всей дренажной и осушительной сети для удаления избыточных вод. Затем на осушаемых землях устраняется древесно-кустарничковая растительность бульдозером зимой, при глубине промерзания верхнего слоя почв не менее 15 см и при высоте снежного покрова не более 50 см. Весной проводится сплошное фрезерование верхнего слоя на глубину не менее 30 см, после чего торфяная почва уплотняется водоналивными катками. Важно максимально ограничить использование на торфяных почвах тяжелой техники.

На низинных торфяниках, слабо закочкаренных и с редким кустарником, можно сразу проводить основную обработку однокорпусным кустарниково-болотным плугом на глубину 30-35 см с полным оборотом пласта и заделкой мелкого кустарника, кочек и травянистой растительности. При этом полезно извлечь на поверхность слой торфа с более высокой степенью разложения, что позволяет использовать такие почвы под ускоренное залужение.

Обработку осушаемых торфяных почв в системе севооборота дифференцируют с учетом засоренности и микрорельефа поля, интенсивности проявления криогенных процессов, степени осушенности почв и разложения торфа корнеообитаемого слоя, а также с учетом предшествующей и намечаемой для выращивания культуры. К примеру, на сильно засоренных осушаемых торфяных почвах хорошие результаты обеспечивает вспашка с предплужниками.

После основной обработки осушаемых торфяных почв должна выполняться эксплуатационная планировка поверхности. Для поддержания выпуклого профиля поля, с уклоном поверхности для обеспечения стока поверхностных вод в осушительную сеть, применяется чередование продольных и поперечных обработок поля с помощью планировщиков. Для устранения небольших микропонижений применяется планировка с помощью рельсовых волокуш – двух рельсов длиной до 5 м, соединенных тягами. За ровную принимается такая поверхность поля, когда на отрезке протяженностью в 5 м микроповышения и микропонижения не превышают 5 см. Необходимость проведения планировки поля в последующем определяется неравномерностью усадки торфяной залежи, технологическим микрорельефом, мерзлотным вспучиванием и просадками. Особое внимание при эксплуатационной планировке поля на осушаемых торфяных почвах следует обращать на выровненность земли около каналов с тем, чтобы сброс поверхностных вод в осушительную сеть происходил беспрепятственно. При сильно выраженных замкнутых понижениях на осушаемых торфяных почвах, не устраняемых при поверхностной планировке, после зяблевой вспашки проводят выборочное бороздование навесным бороздоделом или, при его отсутствии, окучником. Борозды глубиной 25-30 см прокладывают от канала-осушителя к замкнутым понижениям.

На торфяных почвах со слабой или средней степенью разложения торфа, осушаемых открытыми каналами, дополнительно нарезают кротовины или щели для улучшения внутрипочвенной фильтрации вод и увеличения водовместимости подпахотных слоев. Кротование проводят совместно со вспашкой специальными кротователями. Заложение кротовин производят на глубине 0.4-0.6 м, с расстоянием между ними от 3 до 5 м. Нарезка щелей проводится дисковой щелерезной машиной.

Для экологически безопасного сельскохозяйственного использования осушаемых торфяных почв следует учитывать ботанический состав, степень разложения и зольность торфа корнеобитаемого слоя и всей торфяной залежи, ее мощность и степень осушения. Первостепенное значение при агрономической оценке торфяных почв как сельхозугодий имеет оценка состава органического вещества. Известно, что торф лесных, лесотопяных и топяных (травяных) групп низинного типа наиболее хорошо гумифицирован. Содержание гумусовых веществ достигает 40-50 %, с преобладанием гуминовых кислот, с увеличением относительного содержания в них фульвокислот (особенно в моховых торфах). В других группах торфов содержание гумифицированных веществ снижается до 10-20 % .

На основе этих данных выбираются соответствующие технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Наиболее перспективны с точки зрения сельскохозяйственного использования и наименее подвержены деградации торфяные почвы с древесным и древесно-разнотравным видами торфа. Почвы с гипновым, осоково-гипновым и другими видами торфа с большим содержанием мхов требуют других подходов при освоении и использовании, например, большее насыщение севооборотов травами (до 80 %) или полное залужение.

В ближайшие годы сельскохозяйственное использование осушаемых земель, вероятнее всего, будет связано с развитием кормопроизводства и приданием ему «биологизированного» характера с целью повышения качества кормов, их энергетической и протеиновой полноценности. Для повышения последней необходимы посевы зернобобовых культур (горох, вика, люпин), а также полевых капустовых культур (яровые рапс и сурепица), жмыха и шротов.

На осушаемых торфяных почвах большими потенциальными возможностями обладают многолетние травы, как наиболее адаптированные к особенностям условий на торфяных почвах, а также за счет сдерживания в корнеобитаемой зоне процесса минерализации органического вещества торфа.

Агроэкономически выгодно вводить на осушаемых землях кормовые травопольные севообороты с двумя звеньями – полевым и луговым. Севообороты на осушаемых землях разрабатываются, исходя из структуры посевных площадей кормовых культур, определяемой потребностью животноводства в кормах, а также от конкретных почвенно-климатических особенностей. Выбор же возделываемых на осушаемых землях видов трав и состава травосмесей определяется водным режимом почв и планируемым сроком пользования. При мелком осушении (понижение уровня грунтовых вод до 50-60 см) наиболее высока продуктивность тимофеевки луговой и лисохвоста лугового, а при более глубоком осушении (при глубине грунтовых вод 70-120 см) — костра безостого. На участках, подвергающихся длительному переувлажнению, рекомендуется высевать только очень влаголюбивые злаки – канареечник тростниковидный или бекманию обыкновенную. При длительных сроках пользования кормовыми угодьями на осушаемых торфяных почвах в травосмеси наряду с многолетними травами включают однолетние виды. Для борьбы с сорняками травы первого года рекомендуется скашивать и затем использовать на сенаж или зеленый корм.

На осушаемых торфяных почвах кормовые культуры в севооборотах должны занимать более 70 %, с доведением доли многолетних трав до 50-65 %. Значительные площади (20-25 %) рекомендуется отводить под силосные культуры: подсолнечник, рапс и их смеси с другими культурами. Зернофуражным культурам – овсу, озимой ржи, ячменю – отводится 10-20 % площади. Однако, в хозяйствах животноводческого направления площади под зернофуражные культуры могут быть расширены в целях удовлетворения потребности хозяйств в концентрированных кормах.

На осушаемых торфяных почвах с высокой степенью разложения торфа (40-50 %) возможно введение севооборотов, более насыщенных однолетними культурами: многолетние травы 1-4-го года, овес, подсолнечник, ячмень на зерно. Могут быть и другие схемы севооборота. На длительно затопляемых поймах, освобождающихся от воды в конце мая - начале июня, целесообразен луговой севооборот без зернофуражных культур с одним полем однолетних трав (для перезалужения): вика и овес, горох и овес на сено (1 год), многолетние травы на сено (2-7 лет).

Для повышения урожайности культур, возделываемых на осушаемых торфяных почвах, необходимо внесение минеральных удобрений, макро- (Ca, Si) и микро- (Cu, Zn, B, Mo) элементов.

Положительное действие землевания (глинование и пескование) осушаемых торфяных почв на урожайность культур объясняется улучшением теплового и водно-воздушного режимов почв. Этот прием обеспечивает также лучшую проходимость техники, снижает опасность возникновения пожаров торфяной залежи, ослабляет ее подверженность ветровой и водной эрозии, стимулирует в корнеобитаемом слое микробиологические процессы, ускоряет сроки наступления физической спелости почв. В целом активизируется процесс разложения растительных остатков, например однолетних и многолетних трав — в 1.3-1.6 раза, и ускоряются сроки отрастания трав (на 1.5-2 недели) за счет лучшего прогревания корнеобитаемого слоя.

При глиновании - песковании осушаемых торфяных почв улучшается минеральное питание возделываемых культур - за счет внесения в почвы зольных элементов, в том числе и кремния, содержащихся в минеральных грунтах. В результате агрессивного действия гумусовых кислот (в первую очередь подвижных фракций фульвокислот) происходит постепенное разрушение внесенных в почвы минеральных грунтов и высвобождение зольных элементов — их переход в доступные для растений формы. Следовательно, минеральные добавки в осушаемые торфяные почвы следует рассматривать (при соответствущем экономическом обосновании) также как существенный дополнительный источник элементов минерального питания для возделываемых культур.




Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет