Мульчування як екологічний метод відновлення рослинного покриву на золошлаковідвалах Бурштинської ТЕС
Анотація
Дослідження ефекту мульчування для встановлення рослинного покриву на промислових майданчиках є перспективним та актуальним з погляду екологічного відновлення та зменшення зниження екологічних ризиків в зоні впливу промислових об’єктів. Метою дослідження є вивчення та оцінка ефективності мульчування та висівання насіннєвих сумішей як способу встановлення рослинного покриву на золошлаковідвалах теплових електростанцій. Для проведення дослідження попередньо здійснено оцінку ґрунтового покриву золошлаковідвалів та закладено експериментальні ділянки, на яких здійснювалося мульчування та посів насіннєвих сумішей. Під час проведення дослідження було виявлено, що екотопи золошлаковідвалів характеризуються підвищеною концентрацією полютантів, а саме важких металів, що ускладнює появу тут рослинного покриву. У ході вивчення екологічних особливостей едафотопів та фіторізноманіття території запропоновано перелік видів аборигенної флори для насіннєвих сумішей. Здійснено мульчування на експериментальних ділянках та висівання насіннєвих сумішей. Мульчування зарекомендувало себе як ефективний метод для прискорення процесів природного відновлення рослинності територій що зазнали антропотехногенного впливу. Результати дослідження можуть бути використані на практиці екологами, екологічними організаціями та широким колом спеціалістів з метою розробки та впровадження заходів що сприяють відновленню екологічного балансу деградованих та техногенно трансформованих екосистем
Ключові слова
забруднення; деградація; тверді відходи; рекультивація; мульчування; насіннєві суміші
[1] Anca, P., Mâşu, S., Lixandr, B., Morariu, F., Dragomir, N., Laffont-Schwob, I., & Popescu, D. (2011). Strategies for covering fly ash dumps with plant species suitable for phytostabilization. Scientific Papers: Animal Science and Biotechnologies, 44(2), 229-234.
[2] Bidolakh, D. (2023). Assessment of ecosystem functions of green spaces as an important component of their inventory in the context of sustainable development of urban landscapes. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 14(1), 8-26. doi: 10.31548/forest/1.2023.08.
[3] Bozhenko, A.O. (2020). Study of the impact of enterprises on the ecological state of the Podilski Tovtry National Nature Park. Kyiv: National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”.
[4] DSTU 4770.1:2007. (2009). “Soil quality. Determination of the content of mobile manganese compounds in soil in a buffered ammonium acetate extract with a pH of 4.8 by atomic absorption spectrophotometry”. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=58849.
[5] DSTU ISO 10381-2:2004. (2006) “Soil quality. Sampling. Part 2. Guidelines for sampling methods”. Retrieved from https://www.ksv.biz.ua/GOST/DSTY_ALL/DSTY1/dsty_iso_10381-2-2004.pdf.
[6] Duanyuan, H., Zhou, T., He, Z., Peng, Y., Lei, J., Dong, J., Wu, X., Wang, J., & Yan, W. (2023). Effects of straw mulching on soil properties and enzyme activities of camellia oleifera-cassia intercropping agroforestry systems. Plants, 12(17), article number 3046. doi: 10.3390/plants12173046.
[7] Fedoniuk, T., Fedoniuk, R., Klymenko, T., Polishchuk, O., & Pitsil, A. (2021). Bioindication of aerotechnogenic pollution of agricultural landscapes caused by the activities of industrial hubs. Ekologia Bratislava, 40(2), 115123. doi: 10.2478/eko-2021-0013.
[8] Gajic, G., Djurdjević, L., Kostic, O., Jarić, S., Mitrović, M., & Pavlović, P. (2018). Ecological potential of plants for phytoremediation and ecorestoration of fly ash deposits and mine wastes. Frontiers in Environmental Science, 6, article number 124. doi: 10.3389/fenvs.2018.00124.
[9] Gaskevych, V.G., Lemega, N.M., & Vitvitsky, J. (2023). Erosion degradation of soils in the western region of Ukraine. In Theory and practice of genetic soil science (pp. 114-129). Lviv: Ivan Franko National University of Lviv.
[10] Gneushev, V.O. (2013). Formation and development of technogenic deposits. Rivne: Volynski Oberehy.
[11] Grime, J.P. (1974). Vegetation classification by reference to strategies. Nature, 250, 26-31. doi: 10.1038/250026a0.
[12] Guo, G., Xiao, L., Jie, K., Zhang, X., Peng, X., Xu, Y., Zeng, G., Liu, J., Zhang, C., & Lin, J. (2024). Estimation of annual soil CO2 efflux under the erosion and deposition conditions by measuring and modeling its respiration rate in southern China. Journal of Environmental Management, 351, article number 119686. doi: 10.1016/j. jenvman.2023.119686.
[13] Kavian, A., Kalehhouei, M., Gholami, L., Jafarian, Z., Mohammadi, M., & Rodrigo-Comino, J. (2020). The use of straw mulches to mitigate soil erosion under different antecedent soil moistures. Water, 12(9), article number 2518. doi: 10.3390/w12092518.
[14] Kiehl, K., Kirmer, A., Donath, T.W., Rasran, L., & Hölzel N. (2010). Species introduction in restoration projects – Evaluation of different techniques for the establishment of semi-natural grasslands in Central and Northwestern Europe. Basic and Applied Ecology, 11(4), 285-299. doi: 10.1016/j.baae.2009.12.004.
[15] Kirmer, A., Baasch, A., & Tischew, S. (2011). Sowing of low and high diversity seed mixtures in ecological restoration. Applied Vegetation Science, 15(2), 198-207. doi: 10.1111/j.1654-109X.2011.01156.x.
[16] Kovaliv, L.M. (2013). Environmental problems of thermal power plants. Scientific Bulletin of the National Technical University of Ukraine, 23(18), 57-61.
[17] Kumar, P., & Usadadiya, V.P. (2023). Mulching: An efficient technology for sustainable agriculture production. International Journal of Plant and Soil Science, 35(20), 887-896. doi: 10.9734/IJPSS/2023/v35i203880.
[18] Law of Ukraine No. 962-IV “On Land Protection”. (2003). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/962-15#Text.
[19] Lemega, N.M. (2020). Genetic and geographical features of soil degradation in the Lviv region. Lviv: Ivan Franko National University of Lviv.
[20] Levchenko, A.E., Ignatenko, M.I., & Khobotova, E.B. (2013). The heavy metal pollution of soil near thermal power plants. Energy. Ecology. People, 6, 462-468.
[21] Levchenko, V.A., Vakaliuk, I.P., Karabanovych, M.M., Svystun, I.I., Ovchar, A.I., & Krul, M.Z. (2016). Analysis of the radiation situation in the area of anthropogenic impact Burshtyn TPP. Ukrainian Journal of Radiology, 24(2), 27-29.
[22] Li, R., Li, Q., & Pan, L. (2021). Review of organic mulching effects on soil and water loss. Archives of Agronomy and Soil Science, 67(1), 136-151. doi: 10.1080/03650340.2020.1718111.
[23] Liu, J., Liu, Q., Li, J., Zhang, L., Cao, X., Li, J., Cao, R., Lv, H., Wang, Z., & Dong, Z. (2023a). Response of soil moisture and water use efficiency to straw mulching amount and mulching period in black soil zone of northeast China. Canadian Journal of Soil Science, 103(4), 634-641. doi: 10.1139/cjss-2023-0018.
[24] Liu, S., Wang, L., Chang, L., Khan, I., Nadeem, F., Rehman, A., & Suo, R. (2023b). Evaluating the influence of straw mulching and intercropping on nitrogen uptake, crop growth, and yield performance in maize and soybean. Frontiers in Plant Science, 14, article number 1280382. doi: 10.3389/fpls.2023.1280382.
[25] Malyuk, T.V. (2023). Soil mulching as an agronomic measure in the cultivation of sweet cherries in the South of Ukraine. In Proceedings of the all-Ukrainian scientific and practical conference “actual issues of crop production and horticulture” (pp. 46-48). Zaporizhzhia: Dmytro Motornyi Tavria State Agrotechnological University.
[26] Penderetskyi, O.V. (2005). The evaluation of ecological situation in the affected zone of Burshtyn power station. Ivano-Frankivsk: Ivano-Frankivsk National University of Oil and Gas.
[27] Pichura, V., Potravka, L., Domaratskiy, Ye., & Petrovas, S. (2023). Spatiotemporal patterns and vegetation forecasting of sunflower hybrids in soil and climatic conditions of the Ukrainian Steppe zone. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 27(3), 31-45. doi: 10.56407/bs.agrarian/3.2023.31.
[28] Prysiazhniuk, O., Storozhyk, L., Humentyk, M., Sviridov, A., & Svyrydova, L. (2022). Optimal time of plant growth regulator application to Sorghum canopy according to BBCH and Kuperman crop growth scales. Plant and Soil Science, 13(4), 46-56. doi: 10.31548/agr.13(4).2022.46-56.
[29] Řehounkova, K., Řehounek, J., & Prach, K. (2011). Near-natural restoration vs. technical reclamation of mining sites in the Czech Republic. Ceske Budejovice: University of South Bohemia in Česke Budějovice.
[30] Robins, J.G., & Bushman, B.S. (2020). Turfgrass performance of perennial wheatgrass species when grown as monocultures and mixtures. Agronomy Journal, 112(5), 3567-3578. doi: 10.1002/agj2.20346.
[31] Semak, U., Mylen’ka, M., & Fischer, L.K. (2023). Vegetation description and functional traits of technogenic ecotopes at a thermal power plant in Western Ukraine. Urban Naturalist, 10(68), 1-18.
[32] Singh, T., Barkha, Kumari, G., & Bokado, K. (2024). Response of spring maize to irrigation scheduling and mulching in Punjab. Journal of Environmental Biology, 45(1), 117-123. doi: 10.22438/jeb/45/1/MRN-5159.
[33] Skousen, J.G., & Zipper, C.E. (2018). Revegetation species and practices. Retrieved from https://vtechworks.lib. vt.edu/server/api/core/bitstreams/88b13a86-fc1f-4225-93a5-8fa5d35c1a64/content
[34] Stefanidis, S., Mallinis, G., & Alexandridis, V. (2023). Multi-decadal monitoring of soil erosion rates in South Europe. Environmental Sciences Proceedings, 26(1), article number 138. doi: 10.3390/environsciproc2023026138.
[35] Sun, W., Liu, X., Li, X., Wang, S., Li, Q., & Sun, Z. (2022). A method for the treatment of black tea waste: Converting it into liquid mulching film and solid mulching film. Journal of Applied Polymer Science, 140(7), article number e53481. doi: 10.1002/app.53481.
[36] Svitlychnyi, O.O., & Piatkova, A.V. (2021). Water soil erosion in right-bank Ukrainian forest-steppe zone. Bulletin of I.I. Mechnikov Odesa National University, 2(39), 51-63. doi: 10.18524/2303-9914.2021.2(39).246191.
[37] Tokhetova, L.A., Umirzakov, S.I., Nurymova, R.D., Baizhanova, B.K., & Akhmedova, G.B. (2020). Analysis of economic-biological traits of hull-less barley and creation of source material for resistance to environmental stress factors. International Journal of Agronomy, 2020, article number 8847753. doi: 10.1155/2020/8847753.
[38] Wagner, M., Hulmes, S., Hulmes, L., Redhead, J.W., Nowakowski, M., & Pywell, R.F. (2020). Green hay transfer for grassland restoration: Species capture and establishment. Restoration Ecology, 29(1), article number e13259. doi: 10.1111/rec.13259.
[39] Wu, G.L., Li, M., Leite, P.A.M., Dang, Z., & Zhao, J. (2023). Restoration approach for alpine extremely degraded landscapes: Testing direct seeding and mulching with grass clippings. Restoration Ecology, 32(3), article number e14074. doi: 10.1111/rec.14074.
[40] Yang, Y., Liu, H., Wu, J., Gao, C., Zhang, S., & Tang, D.W.S. (2023). Long-term combined subsoiling and straw mulching conserves water and improves agricultural soil properties. Land Degradation & Development, 35(3), 1050-1060. doi: 10.1002/ldr.4969.
[41] Zhao, Y., Mao, X., Li, S., Huang, X., Che, J., & Ma, C. (2023). A review of plastic film mulching on water, heat, nitrogen balance, and crop growth in farmland in China. Agronomy, 13(10), article number 2515. doi: 10.3390/ agronomy13102515.
[42] Zhumadilova, A., & Zhigitova, S. (2023). Features of modern areas of solid waste disposal. Evergreen, 10(2), 640648. doi: 10.5109/6792809.