Взаимосвязи между гранулометрическим составом, объе мнои массои и влажностью почвы в процессе постгорнодобычного восстановления почв в полузасушливых условиях

Постгорнодобывающие фосфоритовые ландшафты в полузасушливых регионах часто сохраняют физические ограничения, которые затрудняют закрепление растительности и замедляют восстановление почв. Нами проведена оценка физического восстановления почв на фосфоритовом месторождении Жанатас (Южныи Казахстан) в сравнении трех типов участков: (i) рекультивированныи отвал (техническая рекультивация в 2012 г., биологическая - 2013 г.; площадь ~2 га; слои суглинистого субстрата ~50 см), (ii) отвал на естественном самовосстановлении после закрытия в 1984 г. с низким растительным покровом (~9,5–10%), и (iii) ненарушенныи контрольныи участок. В мае–сентябре 2025 г. на каждом участке было заложено по три почвенных разреза и выполнен отбор проб по генетическим горизонтам. На всех участках преобладали песчаные фракции, однако доля тонкои фракции (<0,01 мм) существенно различалась. На рекультивированном участке гранулометрическии состав верхнеи толщи был стабильным (<0,01 мм=31,97–34,93% на 0–40 см) и сопоставим с верхними горизонтами участка самовосстановления (28,60–30,34% на 0–70 см). Напротив, глубокии слои самовосстанавливающегося отвала (70–110 см) был краи не грубозе мистым (песок - 89,89%; <0,01 мм - 8,87%), что указывает на устои чивую текстурную неоднородность. В ненарушеннои почве доля тонкои фракции была максимальнои (<0,01 мм=34,57–45,05%). Влажность варьировала от 2,09% (рекультивация 0–10 см) до 11,69% (отвал 70–110 см). Анализ PCA разделил типы участков и показал наибольшую неоднородность на отвале, находящегося на естественном самовосстановлении. Рекультивация улучшает физическое состояние верхнего слоя, однако полное сближение с фоновыми почвами ограничивается выраженными текстурными контрастами в профиле.

1. Bradshaw A.D. Restoration of mined lands using natural processes // Ecological Engineering. – 1997. – Vol. 8, № 4. – P. 255–269. – DOI: 10.1016/S0925-8574(97)00022-0.

2. Wong M.H. Ecological restoration of mine degraded soils, with emphasis on metal contaminated soils // Chemosphere. – 2003. – Vol. 50, № 6. – P. 775–780. – DOI: 10.1016/S0045-6535(02)00232-1.

3. Sheoran V., Sheoran A.S., Poonia P. Soil Reclamation of Abandoned Mine Land by Revegetation: A Review // International Journal of Soil, Sediment and Water. – 2010. – Vol. 3, № 2. – P. 13.

4. 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, № 1–2. – P. 219–228. – DOI: 10.1016/S0045-6535(99)00414-2.

5. Feng Y., Wang J., Bai Z., Reading L. Effects of surface coal mining and land reclamation on soil properties: A review // Earth-Science Reviews. – 2019. – Vol. 191. – P. 12–25. – DOI: 10.1016/j.earscirev.2019.02.015.

6. Mendez M.O., Maier R.M. Phytostabilization of mine tailings in arid and semiarid environments—an emerging remediation technology // Environmental Health Perspectives. – 2008. – Vol. 116, № 3. – P. 278–283. – DOI: 10.1289/ehp.10608.

7. Hu X., Gao Z., et al. Early-stage reclamation of open-pit mines in arid and semiarid regions: A tri-tiered evaluation of soil bacterial communities, functional genes, and physicochemical properties // Applied Soil Ecology. – 2025. – Vol. 216. – Art. 106503. – DOI: 10.1016/j.apsoil.2025.106503.

8. Saxton K.E., Rawls W.J. Soil water characteristic estimates by texture and organic matter for hydrologic solutions // Soil Science Society of America Journal. – 2006. – Vol. 70, № 5. – P. 1569–1578. – DOI: 10.2136/sssaj2005.0117.

9. Shukla M.K., Lal R., Ebinger M.H. Physical and chemical properties of a minespoil eight years after reclamation in northeastern Ohio // Soil Science Society of America Journal. – 2005. – Vol. 69, № 4. – P. 1288–1297. – DOI: 10.2136/sssaj2004.0221.

10. Shrestha R.K., Lal R. Changes in physical and chemical properties of soil after surface mining and reclamation // Geoderma. – 2011. – Vol. 161, № 3–4. – P. 168–176. – DOI: 10.1016/j.geoderma.2010.12.015.

11. Shrestha R.K., Lal R. Land use impacts on physical properties of 28-year-old reclaimed mine soils in Ohio // Plant and Soil. – 2008. – Vol. 306. – P. 249–260. – DOI: 10.1007/s11104-008-9578-4.

12. Nawaz M.F., Bourrie G., Trolard F. Soil compaction impact and modelling: A review // Agronomy for Sustainable Development. – 2013. – Vol. 33. – P. 291–309. – DOI: 10.1007/s13593-011-0071-8.

13. Ahirwal J., Maiti S.K. Assessment of soil properties of different land uses generated due to surface coal mining activities in tropical forest, India // Catena. – 2016. – Vol. 140. – P. 155–163. – DOI: 10.1016/j.catena.2016.01.028.

14. Kołodziej B., Bryk M., et al. Soil physical properties of agriculturally reclaimed area after lignite mine: a case study from Central Poland // Soil & Tillage Research. – 2016. – Vol. 163. – P. 54–63. – DOI: 10.1016/j.still.2016.05.001.

15. Toktar M., Lo Papa G., Kozybayeva F.E., Dazzi C. Ecological restoration in contaminated soils of Kokdzhon phosphate mining area (Zhambyl region, Kazakhstan) // Ecological Engineering. – 2016. – Vol. 86. – P. 1–4. – DOI: 10.1016/j.ecoleng.2015.09.080.

16. Toktar M., Lo Papa G., Kozybayeva F.E., Dazzi C. Soils and plants in an anthropogenic dump of the Kokdzhon phosphorite mine (Kazakhstan) // EQA – International Journal of Environmental Quality. – 2017. – № 26. – P. 13–22. – DOI: 10.6092/issn.2281-4485/7285.

17. Konysbayeva A., Yessimsiitova Z., Toktar M., et al. Result of reclamation of manmade dumps from phosphorite deposits in the semi-desert zone of Kazakhstan // PLOS ONE. – 2025. – Vol. 20, № 2. – Art. e0317500. – DOI: 10.1371/journal.pone.0317500.

18. Stutler K., Pen a-Yewtukhiw E., Skousen J. Mine soil health on surface-mined lands reclaimed to grassland // Geoderma. – 2022. – Vol. 413. – Art. 115764. – DOI: 10.1016/j.geoderma.2022.115764.

19. Mukhopadhyay S., Maiti S.K., Masto R.E. Development of mine soil quality index (MSQI) for evaluation of reclamation success: A chronosequence study // Ecological Engineering. – 2014. – Vol. 71. – P. 10–20. – DOI: 10.1016/j.ecoleng.2014.07.001.

20. Betancur-Corredor B., et al. Changes of Technosol properties and vegetation structure along a chronosequence of dredged sediment deposition in areas with alluvial gold mining in Colombia // Journal of Soils and Sediments. – 2020. – Vol. 20. – P. 2377–2394. – DOI: 10.1007/s11368-019-02551-9.

21. Kachinsky, N.A. Mechanical and microaggregate composition of soils and methods for its investigation. – М.: USSR Academy of Sciences, 1958. – 192 p.

22. Zamulina I., Burachevskaya M., Mandzhieva S., Bauer T. Metodological aspects in the studying of soil particle size distribution under contamination and after reclamation // E3S Web of Conferences. – 2020. – Vol. 169. – Art. 01025. – DOI: 10.1051/e3sconf/202016901025.

23. ISO 11272:2017. Soil quality - Determination of dry bulk density. – Geneva: International Organization for Standardization, 2017. – 14 p.

24. FAO. Soil water content: gravimetric method 1 (Physical Properties – Exercise P06b): methodological guidance. – Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.