Soil-Ecological Properties of Post-Technogenic Landscapes Formed on Sugar Industry Waste in Kursk Oblast

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article considers the soil-ecological properties of post-technogenic landscapes of treatment facilities—filtration fields of a sugar factory, the chemical composition of technogenic sugar wastewater and the features of accumulation of chemical elements in post-technogenic soils; agroecological indicators of the soils that are significant for their potential use in agriculture and their differences from background Chernozems of the forest-steppe territory are analyzed. Particular attention is paid to the soils formed in the bottoms of the settling ponds (checks) abandoned and drained from 1 year to 45 years ago, and on the surrounding them earth walls. Depending on the duration of abandonment of the checks and the degree of hydromorphism, organic-humic and dark humus stratified soils and dark humus zooturbated soils are distinguished; on the earth walls on the mixed material of Chernozems and loess-like loams dark humus soils are developed. It was revealed that the main agroecological indicators of newly formed soils of post-technogenic landscapes of the filtration fields are close to those of background soils, while their increase or decrease is associated with the duration of period of abandonments. The physical parameters of studied soils are similar to those of background Chernozems and do not limit their possible use in agriculture. In terms of organic matter content, the properties of soils of long-abandoned locations are within the range of parameters characteristic of background soils; in waterlogged positions of checks recently taken out of operation, enrichment of the organic soil matter with nitrogen is noted. Limiting factors for use for certain crops may be the alkalinity of post-technogenic soils and excess content of mobile phosphorus and exchangeable potassium in them, caused by the input of wastewater substances. From the point of view of environmental safety, the content of all the studied microelements in the soils of post-technogenic landscapes does not exceed the approximately permissible concentrations.

About the authors

I. V Zamotaev

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Email: zamotaev@igras.ru
Moscow, Russia

O. V Kaidanova

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

S. B Suslova

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

R. G Gracheva

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

D. N Kotyun

Russian State Agrarian University — Moscow Timiryazev Agricultural Academy

Moscow, Russia

E. A Belonovskaya

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

M. I Popchenko

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

A. V Pochikalov

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

References

  1. Абакумов Е.В., Гагарина Э.И. Почвообразование в посттехногенных экосистемах карьеров на Северо-Западе Русской равнины. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2006. 208 с.
  2. Акулов П.Г. Воспроизводство плодородия и продуктивность черноземов. М.: Колос, 1992. 223 с.
  3. Арепьева Л.А. Синантропная растительность города Курска // Курск: Курск. гос. ун-т, 2015. 203 с.
  4. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
  5. Воробьева Л.А. Химический анализ почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 272 с.
  6. Голеусов П.В., Лисецкий Ф.Н. Воспроизводство почв в антропогенных ландшафтах лесостепи. Белгород: Изд-во Белгород. гос. ун-та, 2005. 232 с.
  7. Горячкин С.В. География экстремальных почв и почвоподобных систем // Вестн. РАН. 2022. Т. 92. № 6. С. 564–571. https://doi.org/10.31857/S0869587322060056
  8. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
  9. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 224 с.
  10. Костенков Н.М., Пуртова Л.Н. Посттехногенное почвообразование на отвальных породах как фактор восстановления природных ландшафтов // Изв. Самарск. научн. центра РАН. 2010. Т. 12. № 1 (4). С. 1032–1038.
  11. Кудеяров В.Н. Эмиссионный фактор закиси азота при применении азотных удобрений в земледелии России // Агрохимия. 2021. № 11. С. 3–15. https://doi.org/10.31857/S0002188121110089
  12. Куприянов А.Н., Манаков Ю.А., Баранник Л.П. Восстановление экосистем на отвалах горнодобывающей промышленности Кузбасса. Новосибирск: Гео, 2010. 160 с.
  13. Мамонтов В.Г., Артемьева З.С., Лазарев В.И., Родионова Л.П., Крылов В.А., Ахмедзянова Р.Р. Сравнительная характеристика свойств целинного, пахотного и залежного чернозема типичного Курской области // Бюл. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. 2020. Вып. 101. С. 182–201. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2020-101-182-201
  14. Медведев В.В. Мониторинг почв Украины. Концепция, предварительные результаты, задачи. Харьков: ПФ “Антиква”, 2002. 428 с.
  15. Михальчук Н.В., Дашкевич М.М., Михальчук С.Н., Галуц О.А. Особенности качественного состава многотоннажных отходов сахарного производства в контексте перспектив их оптимального использования // Актуальные научно-техн. и эколог. проблемы сохранения среды обитания: сб. ст. Международ. науч.-практич. конф. 23–25 апреля 2014 г. Ч. 3. С. 196–203.
  16. Мониторинг природных экосистем Центрально-черноземного заповедника // Тр. Центрально-Черноземного гос. заповедника. 2021. Вып. 20. 411 с.
  17. Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв: учеб. М.: Академический Проект; Гаудеамус, 2007. 237 с.
  18. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы 2.1.7.2511–09. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 10 с.
  19. Полевой определитель почв России. М., 2008. 182 с.
  20. Почвообразование, биота и эмиссия парниковых газов в техногенных ландшафтах: поля фильтрации сахарной промышленности в Центральном Черноземье / отв. ред. И.В. Замотаев, Р.Г. Грачева, С.В. Горячкин. М.: ГЕОС, 2024. 187 с.
  21. Природно-антропогенные геосистемы центральной лесостепи Русской равнины / отв. ред. А.М. Грин, Л.И. Мухина. М.: Наука, 1989. 276 с.
  22. Пузанова Л.Н. Агроэкологическая оценка и сельскохозяйственное использование субстрата очистных сооружений свеклосахарных заводов: на примере ОАО «Сахарный комбинат “Льговский”». Автореф. дис. … канд. с-х. наук. Курск, 2009. 19 с.
  23. Пузанова Л.Н., Сысоева Т.И. Поля фильтрации — потенциальные земли сельскохозяйственного назначения // Агроэкологические проблемы почвоведения и земледелия: сб. докл. Международ. науч.-практич. конф. Курского отд. МОО “Общество почвоведов им. В.В. Докучаева”. Курск: Курский ФАНЦ, 2019. С. 319–321.
  24. Рахлеева А.А., Михеев П.В., Замотаев И.В., Грачева Р.Г., Конопляникова Ю.В., Белоновская Е.А., Карелин Д.В. Сообщества беспозвоночных и микроорганизмов в почвах полей фильтрации Льговского сахарного завода (Курская область) // Бюл. Почвенного ин-та имени В.В. Докучаева. 2024. Вып. 121. С. 152–199.
  25. Руководство по охране окружающей среды, здоровья и труда для сахарной промышленности, 2007. https://www.ifc.org/content/dam/ifc/doc/2000/2007–sugar–manufacturing–ehs–guidelines–ru.pdf (дата обращения 26.03.2025).
  26. Свеклосахарное производство. Краткое пособие для работников сахарных заводов. Курск: РНИИСП, 2003. 59 с.
  27. Спичак В.В., Базлов В.Н., Ананьева П.А., Поливанова Т.В. Водное хозяйство сахарных заводов. Курск: ГНУ РНИИСП Россельхозакадемии, 2005. 167 с.
  28. Тютюнник Ю.Г. Виробничий ландшафт і його демутація. К.: ІЕЕ НАН України, 2021. 142 с.
  29. Чекмарев П.А., Лукин С.В. Мониторинг плодородия пахотных почв Центрально-Черноземных областей России // Агрохимия. 2013. № 4. С. 11–22.
  30. Goryachkin S.V., Mergelov N.S., Targulian V.O. Extreme pedology: elements of theory and methodological approaches // Eurasian Soil Sci. 2019. Vol. 52. № 1. P. 1–13. https://doi.org/10.1134/S1064229319010046
  31. Gracheva R.G., Zamotaev I.V., Belonovskaya E.A., Konoplianikova Yu.V., Dobryanskiy A.S. Newly formed soils of the sugar industry treatment facilities and invasion of Acer Negundo (Chernozem zone of Russia) // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2021. Vol. 817. Art. 012037. https://doi.org/10.1088/1755–1315/817/1/012037
  32. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 4th ed. International Union of Soil Sciences (IUSS), Vienna, Austria, 2022. https://www.isric.org/sites/default/files/WRB_fourth_edition_2022–12–18.pdf (дата обращения 27.01.2025).
  33. Kalinina O., Krause S.E., Giani L., Goryachkin S.V., Karavaeva N.A., Lyuri D.I. Self-Restoration of Post-Agrogenic Chernozems of Russia: Soil Development, Carbon Stocks, And Dynamics of Carbon Pools // Geoderma. 2011. Vol. 162. № 1–2. P. 196–206. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2011.02.005
  34. Karelin D.V., Sukhoveeva O.E., Glagolev M.V., Dobryanskiy A.S., Sabrekov A.F., Zamotaev I.V. Annual carbon budget of biogenic greenhouse gases under mixed land use: Lgov district as a model object of the Central Chernozem Zone of Russia // Eurasian Soil Sci. 2023. Vol. 56. № 8. P. 1043–1054. https://doi.org/10.1134/S1064229323600872
  35. McMahen K., Anglin L., Lavkulich L.M., Grayston S.J., Suzanne W. Simard S.W. Small-volume additions of forest topsoil improve root symbiont colonization and seedling growth in mine reclamation // Appl. Soil Ecology. 2022. Vol. 180. Art. 104622. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2022.104622
  36. Mikheev P., Zamotaev I., Telnova N. Microbial features of newly–formed soils of disposal fields from sugar refineries // E3S Web Conf. Actual Problems of Ecology and Environmental Management (APEEM). 2021. Vol. 265. Art. 03009. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126503009
  37. Tordoff G.M., Baker A.J.M., Willis A.J. Current approaches to the revegetation and reclamation of metalliferous mine wastes // Chemosphere. 2000. Vol. 41. P. 219–228. https://doi.org/10.1016/S0045–6535(99)00414–2
  38. Zamotaev I.V., Gracheva R.G., Konoplianikova Y.V., Dolgikh A.V., Karelin D.V., Belonovskaya E.A., Dobryansky A.S., Mikheev P.V. Soil formation on sugar industry waste in the Central Chernozemic Zone // Eurasian Soil Sci. 2023. Vol. 56. № 11. P. 1784–1802. https://doi.org/10.1134/S1064229323601890
  39. Zamotaev I.V., Gracheva R.G., Mikheev P.V., Konoplianikova Yu.V. Formation and transformation of soils in the areas of sugar industry waste disposal: a review // Eurasian Soil Sci. 2022. Vol. 55. № 8. P. 1005–1015. https://doi.org/10.1134/S1064229322080154

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).