Анотація до роботи:

Панасенко Є.В. Вплив агромеліоративних заходів на відновлення властивостей та родючості нафтозабрудненого чорнозему. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.03 – агроґрунтознавство і агрофізика. Національний науковий центр “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського”, Харків, 2007.

Дисертаційну роботу присвячено дослідженню особливостей міграції, трансформації, акумуляції та біодеградації нафти в ґрунті, а також пошуку шляхів відновлення властивостей та родючості нафтозабрудненого чорнозему за допомогою агромеліоративних заходів. Встановлено закономірності фізичного випаровування вуглеводнів нафти залежно від температури, гранулометричного складу ґрунту та рівня забруднення. Доведено, що кількість адсорбованої нафти зростає при збільшенні щільності будови ґрунту, проте при підвищенні вологості, збільшується глибина її проникнення і ґрунт забруднюється на більшу глибину. Встановлено динаміку змін вмісту рухомого фосфору, калію, нітратного та амонійного азоту при забрудненні ґрунту нафтою та нафтопродуктами (бензин, гас, дизельне пальне, мазут). На основі вивчення ефективності окремих меліорантів та встановлення оптимального їх співвідношення була розроблена система агромеліоративних заходів, яка складається із внесення мінеральних добрив, соломи, цеоліту в вигляді клиноптилоліту та рихлення ґрунту, що дозволяє значно прискорити процес відновлення родючості забрудненого ґрунту.

У дисертаційній роботі теоретично обґрунтовано доцільність використання розробленої системи агромеліоративних заходів щодо відновлення родючості нафтозабрудненого чорнозему. Встановлено перспективність застосування запропонованої системи заходів за різних рівнів забруднення ґрунту, що виявляється у значному прискоренні процесів відновлення його властивостей та родючості і підвищенні врожайності культур агроценозу.

1. Фізичні показники ґрунту виступають домінуючим чинником у регулюванні кількості нафти в ґрунті. Розподіл вуглеводнів у ґрунті відбувається за принципом дії хроматографічної колонки: у верхній частині затримуються її важкі фракції, а більш легкі мігрують у нижні горизонти. Встановлено, що із збільшенням щільності будови ґрунту, кількість адсорбованої нафти зростає. Вологість ґрунту також істотно впливає на накопичення у ньому темнозабарвлених вуглеводнів: з її зростанням спостерігається зменшення умісту нафти, але збільшується глибина її вертикальної міграції. На процеси випаровування нафти першочергове значення має вплив температури, а також рівень забруднення та гранулометричний склад ґрунту. З підвищенням забруднення і вмісту піску в субстраті частка випаруваної нафти знижується.

2. Встановлено суттєвий вплив високомінералізованих пластових вод на рівень засолення ґрунту. Було встановлено, що за 20%-вого рівня забруднення ґрунту сирою (неочищеною) нафтою уміст іонів натрію у чорноземі опідзоленому переважав контрольний варіант у 270 разів, а хлору – у 122 рази. Крім цього, наявність стійкої гідрофобної плівки на поверхні ґрунтових часток перешкоджає обмінним процесам.

3. Виявлено особливості змін агрохімічних показників ґрунту при забрудненні нафтою. Вміст рухомого фосфору при забрудненні нафтою у кількості від 1 до 20% від ваги ґрунту повільно зменшується і, починаючи з 6%-вого рівня, зупиняється на 52-56% від контролю. Зазнає змін уміст нітратного азоту: за дози забруднення 2% від ваги ґрунту його вміст становить 40% від контролю, а з підвищенням рівня забруднення до 5-20% різко зменшується й становить 3-7% від контролю.

4. Встановлено динаміку змін умісту рухомого Р₂О₅, обмінного К₂О, нітратного та амонійного азоту під впливом забруднення нафтопродуктами (бензин, гас, дизельне пальне, мазут). Протягом першого року вміст рухомого фосфору зменшується до 40% при забрудненні бензином і до 15% мазутом, в результаті дії гасу та дизпалива змін не відбувається. Проте, в кінці року на всіх забруднювачах зменшення становить до 20%. На другий і третій роки вміст Р₂О₅ стабілізується на початковому рівні, збільшуючись у наступні роки на 10-20%. Уміст рухомого К₂О в перший рік забруднення підвищується, у наступні роки стабілізується практично на початковому рівні. Кількість амонійного азоту в перший рік різко підвищується на всіх фонах забруднення, а з другого року наступає стабілізація. Уміст нітратного азоту найпомітніше зменшується на фоні забруднення гасом, дизельним паливом та мазутом (на 60-100 %) і в меншій мірі на фоні бензину (25-50%) та поступово зростає на п’ятий рік, не досягаючи при цьому початкового рівня.

5. Потрапляння до ґрунту вуглеводнів нафти зумовлює суттєві зміни співвідношення С:N, що призводить до зміни кругообігу вуглецю й азоту. Нітрифікаційна здатність ґрунту в початковий період навіть за незначного забруднення дуже сильно пригнічується. Спостерігається значна перебудова мікробних ценозів. На початковому етапі через наявність легких вуглеводнів (нафтових парів) спостерігається загальне пригнічення ґрунтової біоти, далі в процесі їх видалення і розвитку специфічних вуглеводеньокислюючих мікроорганізмів відбувається бурхливий розвиток процесів біологічної деградації, що видно з інтенсивності дихання ґрунту. Таке явище спостерігається через рік-два після забруднення і поступово згасає.

6. Найбільший ефект серед випробуваних меліорантів на фоні забруднення у 6 л/м² забезпечило застосування мінеральних добрив N₃₀₀P₆₀K₆₀, клиноптилоліту і соломи, що зумовило суттєві прирости врожаю тест-культур: на другий рік 95%, на третій – 110% і на четвертий – 158% від фонового.

7. Встановлено позитивний вплив агромеліорації за різних рівнів нафтового забруднення, яка складалась із внесення N₃₀₀P₆₀K₆₀, 1 т/га соломи і 2 т/га вапна через місяць після забруднення ґрунту. Ефективність проведеної меліорації була найвищою за низьких рівнів забруднення (2,5-5 л/м² нафти) та зменшувалася з підвищенням інтенсивності забруднення (10-20 л/м² нафти), але при цьому збільшувався термін позитивного впливу на врожай тест-культури. Цей склад меліорантів можна вважати прийнятним, але не оптимальним.

8. Лімітуючим чинником, який істотно впливає на врожай протягом перших трьох років, виступає азот і лише в перший рік поряд з ним суттєвий вплив мали фосфорно-калійні добрива. Використані меліоранти - солома та цеоліт - значних приростів урожаю тест-культури не забезпечували, але вони необхідні для застосування в комплексі з мінеральними добривами.

9. Оптимальною дозою меліорантів, згідно проведених досліджень, є: мінеральні добрива N₁₀₀₀P₃₆₀K₃₆₀, солома 2 т/га, цеоліт 5 т/га, при застосуванні яких отримано найбільше зростання урожайності тест-культури. Причому, у перший рік, після забруднення оптимальною дозою азотних добрив можна вважати 600 кг д.р./га, за якої одержано максимальну врожайність. Решту азотних добрив (400 кг д.р./га) необхідно внести на наступний рік.

Публікації автора:

1. Мірошниченко М.М., Фатєєв А.І., Панасенко Є.В., Якушко В.І. Зміни родючості ґрунту при вуглеводневому забрудненні // Вісник аграрної науки. – 2002. № 10. – С. 52-54 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, математичне оброблення).

2. Фатеев А.И., Мирошниченко Н.Н., Панасенко Е.В. Христенко С.И. Изменение агрохимических и микробиологических свойств нефтезагрязненного чернозема в рекультивационный период // Агрохимия. – 2004. - №10. – С. 53-60. (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, вступ, математичне оброблення, висновок).

3. Мірошниченко М.М., Панасенко Є.В., Мірошниченко Л.М., Якушко В.І. Стійкість ґрунту проти забруднення нафтою: параметри оцінки і механізм формування// Агрохімія і ґрунтознавство. – 2001. – Вип. 61. – С. 176-185 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, аналітичні роботи з визначення інтенсивності дихання разом з Якушко В.І).

4. Панасенко Є.В. Біодеградація нафти у забрудненому ґрунті і шляхи її прискорення // Вісник ХДАУ. – 2001. – Вип. № 3. – С.204-206.

5. Панасенко Є.В. Агромеліоративний напрям у вирішенні проблеми рекультивації нафтозабруднених ґрунтів // Вісник ХДАУ. – 2004. – Вип. № 6. – С.154-159.

6. Мірошниченко М.М., Фатєєв А.І., Панасенко Є.В., Христенко С.І., Павленко О.Ф. Фактори деконтамінації ґрунтів, що зазнали вуглеводневого забруднення та нормування допустимих навантажень // Ґрунтознавство. - 2002. – Том 3. - № 3-4. –С. 75-79 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, побудова графіків, підготовка до друку).

7. Фатєєв А.І., Мірошниченко М.М., Панасенко Є.В., Якушко В.І. Відновлення родючості нафтозабрудненого ґрунту засобами агромеліорації // Вісник аграрної науки південного регіону. Сільськогосподарські та біологічні науки. Вип. 1. –Одеса: СМИЛ, 2000. – С. 234-240 (проведення польових досліджень, підготовка зразків до аналізу, отримання експериментальних даних, математичне оброблення).

8. Фатєєв А.І., Мірошниченко М.М., Пащенко Я.В., Самохвалова В.Л. Панасенко Є.В. Раціональне використання й охорона земельних ресурсів, безпека агроландшафту і салітебних територій. Охорона довкілля. / Наукові основи агропромислового виробництва в зоні Степу України – К.: Аграрна наука, 2004. – С. 112-117 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, участь в узагальненні результатів та формуванні висновків).

9. Фатєєв А.І., Мірошниченко М.М., Панасенко Є.В., Павленко О.Ф., Якушко В.І., Мірошниченко Л.М. Стан родючості ґрунтів після забруднення нафтою та нафтопродуктами // Агрохімія і ґрунтознавство. – Спец. вип. – Харків. - 2002. –Книга третя.–С. 150-152 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, математичне оброблення).

10. Фатєєв А.І., Білоненко Г.М., Мірошниченко М.М., Панасенко Є.В. Технологія рекультивації забруднених нафтою ґрунтів // Аграрна наука – виробництву. Інф. бюл.- 2001. № 1 (15). -С. 6 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, підготовка до друку).

11. Панасенко Е.В. Устойчивость почвы к загрязнению нефтью // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям: Тез. док. Всерос. конф., г. Москва, 24-25 апреля 2002 г. –М.: Почв. ин-т. им. В.В. Докучаева. 2002. –С.186-187.

12. Фатеев А.И., Мирошниченко Н.Н., Пащенко Я.В., Самохвалова В.Л., Панасенко Е.В. Регламентация химического загрязнения почв и использование техногенно загрязненных земель / Труды междунар. Симпозиума: “Межрегиональные проблемы экологической безопасности (МПЭБ-2003)“. 17-20 сентября 2003г., г. Сумы / Под ред. А.М. Царенко, Л.Г. Сумы, «Довкілля», 2003. – С. 120-126 (проведення польових досліджень та отримання експериментальних даних при забрудненні ґрунту нафтою та нафтопродуктами, їх аналіз, математичне оброблення).

13. Фатєєв А.І., Мірошниченко М.М., Пащенко Я.В., Панасенко Є.В., Самохвалова В.Л. Актуальні проблеми моніторингу техногенно забруднених ґрунтів // Матеріали міжнар. наук.-пр. конф. “40 років: від агрохімічної служби до служби охорони ґрунтів”. – Вип. 1. (Охорона родючості ґрунтів). – Київ: Аграрна наука. – 2004. – С. 149-158 (проведення аналітичного огляду та його аналіз, підготовка до друку).

14. Мірошниченко М.М., Фатєєв А.І., Самохвалова В.Л., Панасенко Є.В., Якушко В.І. Фосфор у землеробстві на техногенно забруднених ґрунтах // Матеріали міжнар. наук.-пр. конф. “Фосфор і калій у землеробстві. Проблеми мікробіологічної мобілізації” Чернігів. 12-14 липня 2004р. – С. 86-94 (проведення польових досліджень, отримання експериментальних даних, їх математичне оброблення, побудова графіків, участь в формулюванні висновків).