2.3.2. Почвенный покров высокогорных долин Анд
В литературных источниках имеются сведения о составе и свойствах почв Анд, их классификация, использование, проблемы, [1,4,5,6,8,10а,12,14,15,16,17,18,19] лимитирующие плодородие почв. Взаимодействие составляющих ландшафта: материнской породы, климата, геоморфологии, гидрологии и растительности – формирует почвенный покров.
Большое разнообразие материнских пород вместе с климатическими особенностями зоны Кордильер обусловливают формирование различных типов почв. Почвенный покров высокогорных долин Анд охарактеризован в результате исследований отдельных агроэкологических зон. В северной части Перу – в районе Сан-Маркос, который включает в себя часть западной окраины водораздела р. Шнамалка (Кахамарка, 5500 га), расположен на высотах от 2700 до 4000 м над у.м. В центральной части Перу – в районе Куилкас (Quilcas) и Уанкайо (4500 га) в долине Мантаро р. Суитоканша, на высотах от 3300 до 4600 м над у. м. Оба района расположены в горной местности с преобладанием очень крутых склонов, с существенными климатическими различиями внутри каждой области исследований. По сочетанию особенностей климата, растительности и землепользования в этих районах выделены четыре высотные зоны: 2500–3000 м (низкая) 3000–3500 м. (средняя), 3500–4000 м (переходная). 4000–4500 м (высокая) и более 4500 м (очень высокая). Это подразделение достаточно условно вследствие отсутствия резких границ при постепенных изменениях компонентов ландшафта. Район Сан Маркос типичен для южной части горных массивов Перу, район Кахамарка и область Куилкас – для восточной горной страны долины Мантаро[13,17].
Для высокогорных зон характерны тёмные почвы с высоким содержанием органического вещества, изначально покрытые травянистой растительностью. На крутых склонах относительно низких уровней почвы отличаются коричневым или красноватым оттенком. При небольших уклонах и на плоских участках с избыточным увлажнением или с влиянием грунтовых вод, находящихся на небольшой глубине, почвы имеют тёмно-серый цвет. Эти общие закономерности могут изменяться в зависимости от почвообразующих пород, степени эродированности и дренированности, истории землепользования и других факторов. В окультуренных почвах изменения происходят с большей скоростью под воздействием антропогенных факторов.
Почвы северной части долин Сьерры (Сан-Маркос).
В районе Сан-Маркос почвообразующими породами являются известняки, аргиллит и песчаник. На территории Уанкайо это метаморфические и осадочные породы, сланцы, песчаники. Область к востоку от реки Suitocancha состоит в основном из известняка. В районе Сан-Маркос были выделены девять типов почв, в районе Куилкас – восемь типов почв [21,22,27].
Вблизи Penipampa и Pomabamba почвы тёмно-коричневые, аллювиально-коллювиального происхождения (allu-colhivial), супесчаные, занимают наиболее низкие уровни поверхности с волнистым рельефом (4 % площади). Почвы отличаются очень низким содержанием органических веществ и высокой кислотностью. По классификации ФАО-Юнеско (1988)[4] они могут быть отнесены к флювисолям (Dystric Fluvisol). Почвы интенсивно используются в орошаемом земледелии. Лёгкий гранулометрический состав и низкое содержание органического вещества требуют внесения органических и неорганических удобрений для поддержания и увеличения плодородия этих почв и их влагоёмкости.
Tauripampa – почвы типа дерновых, коричневые, супесчаные, имеют умеренно глубокий профиль. Распространены в почвенном покрове на низких уровнях к востоку от Pomabamba (1 % площади). В почвах очень мало органического вещества и элементов питания для растений. Ровные поверхности в Tauripampa способствуют интенсивному использованию почв для орошаемого земледелия. Состав и свойства почв определяют их низкое плодородие, для повышения которого требуется внесение удобрений. Почвы, развитые на песчанике, представлены маломощным профилем, супесью от жёлто-коричневого до красноватого цвета. Они занимают крутые склоны на низких уровнях долины, что является основным лимитирующим фактором для их сельскохозяйственного использования даже в качестве лугов для пастбищ (6 % площади).
Huayanay тип дерновых почв (Rendzic Leptosol или Сalcaric Cambisol – по ФАО) имеют профиль от маломощного до умеренно глубокого, от светло-желтовато-коричневой до серой окраски, глинистого состава, развитый на известняке. Преобладают на склонах в зонах низких и средних высот (30 % площади). Почвы содержат мало органики и питательных веществ для растений, в особенности, азота и фосфора. Почвы очень чувствительны к эрозии. Несмотря на низкую продуктивность, они используются в сельском хозяйстве. Рекомендуется эти почвы оставлять под естественными пастбищами. При обработках почв под культуры необходимы меры для предотвращения эрозии, внесение органических и минеральных удобрений.
Тип почвы Poro Poro (Dystric Cambisol) сформированы на аргиллите, имеют мощный профиль тёмно-желтовато-коричневого цвета, суглинистого состава. Занимают сильно волнистые участки поверхностей, расположенные на 35 % площади области, которые располагаются в трёх высотных поясах (до высоких). Реакция почвенных растворов слабокислая, содержание гумуса низкое. Естественное плодородие – от низкого до среднего. Почвы интенсивно обрабатываются, особенно на участках с небольшими уклонами. Почвы умеренно пригодны для сельского хозяйства, требуется внесение удобрений и защита от эрозии при распашке. Оптимально использовать эти почвы для пастбищ и лесного хозяйства.
Тип почв San Nicolas (Calcaric Phaeozem) развит на коллювии известняка, имеет глубокий профиль, суглинистый состав, тёмносерую, коричневую окраску. Эти почвы занимают склоны в промежуточной зоне (13 % площади). Реакция почв нейтральная из-за высокого содержания карбоната кальция. Содержание органического вещества довольно низкое. Естественное плодородие почв умеренное, доступного азота мало. По составу и свойствам почвы подходят для многих культур, но крутые склоны и низкие температуры ограничивают использование почв.
Ullilin почвы типа дерновых (Gleyic Phaeozem) имеют малосреднемощный профиль, чёрного – тёмно-серого цвета, суглинистый, пёстрый, с пятнами окисного и закисного железа, образовавшимися из-за периодического избыточного увлажнения нижней части профиля в течение большей части года. Почвы распространены на волнистых поверхностях нижнего высотного уровня с грунтовыми водами вблизи поверхности почв (1 % площади). Реакция почв нейтральная, содержание органического вещества относительно является высокое. При осушении эти почвы подходят для многих культур. В настоящее время они используются в основном для высокопродуктивных пастбищ.
El Cruce типа дерновые (Cambic Arenosol) имеют глубокий профиль тёмно-коричневого цвета, супесчаный, развит на песчанике. Почвы распространены на волнистых поверхностях в высокой зоне в районе Алимарка (2 % от общей площади). Почва очень кислые, с низким содержанием органических веществ, что не характерно для этой зоны. Несмотря низкое естественное плодородие, эти почвы используются для выращивания культур из-за пологого рельефа.
Тип почвы Alimarca (Humic Alisol) чёрного цвета с поверхности с отчётливым желтовато-коричневым цветом в нижней части, глинистые. Почвы занимают крутые склоны на большой высоте в районе Алимарка (5 % площади). Реакция почв сильнокислая, содержание органического вещества – высокое. Естественное плодородие почв среднее, почвы подходят для пастбищ. Распахивать их сложно из-за больших уклонов и высоты местности.
По результатам обследования территорий с научной точки зрения выявлено, что почвы в районе Сан-Маркос могут быть использованы под пашню на 10 % площади, для пастбищ подходит – 9 %, для лесных угодий – 54 %. Эти рекомендации существенно отличаются от фактического использования почв в настоящее время, когда земледелие и пастбища доминируют, а лесное хозяйство и охраняемые земли занимают незначительные площади. Основания для ограничений эксплуатации почв в сельскохозяйственном производстве базируются на оценке климата (засуха или низкие температуры), большая крутизна склонов с высокой степенью риска эрозии почв и плодородие почв (низкое содержание питательных веществ, необходимых для растений). В большинстве случаев почвы изученных территорий имеют два или все три ограничения для использования.
Почвы центральной части долин Сьерры. В долине Мантаро средне- и маломощные кислые почвы преобладают в почвенном покрове на восточном склоне, щелочные – на западном[23]. На склонах и холмах окружающих Колпар (Colpar) распространены (не выше 3800 м над уровнем моря) тёмно-коричневые песчаные суглинки, красновато-бурые суглинки и глины. Мощные аллювиальные почвы были зарегистрированы в областях, расположенных в долине рядом с Уанкайо (3200 м. над у.м.). Для них характерна нейтральная реакция почвенных растворов, бедность органическими веществами, умеренно высокое содержание общего азота и доступного калия и среднее содержание фосфора[24,27].
Некоторые почвы были изучены на репрезентативных участках в районах Colpar и Quilcas на склонах гор и на аллювиальных террасах. Почвы были классифицированы в соответствии с эталонной базой для почвенных ресурсов и системой классификации Министерства сельского хозяйства США[24,25,27].
Серия Colpar была отнесена к Haplic Cambisol. Серия Aramachay была определена на верхней террасе с умеренно глубоким почвенным профилем, сформированным на древних коллювиально-аллювиальных отложениях, классифицированных как Silti-Novic Regosol. Большинство почв на горных склонах были умеренно кислыми, с малым содержанием органического углерода и высокой насыщенностью основаниями. Аллювиальные почвы содержали включения гравия и булыжника, классифицированы как Haplic Fluvisols.
В западной части долины Мантаро фермерами используются такие критерии классификации: цвет (5 классов), текстура (4 класса), глубина дернового горизонта (2 класса) и крутизна склона (5 классов). Большинством фермеров предпочитают использовать термины, которые непосредственно связаны с производительностью почв: высокая, умеренная и низкая. Также используются некоторые термины, связанные со свойствами почв, с рельефом или способом землепользования. В районе Aramachay и Sincos фермеры называли почвы также по цвету: красные, коричневые, белые и жёлтые. Красные почвы расположены на крутых склонах, коричневые на равнинах, белые – на сильно известковых отложениях, жёлтые почвы на аллювиальных равнинах[6,22].
Почвы различаются по распределению частиц, большинство из них – сильнокислые. Примерно 75 % почв показали значениях рН ниже 5,5. Кислые почвы были особенно частыми в районах Aramachay, Colpar и Quero. Это может быть связано с выщелачиванием обменных оснований и с накоплением органического вещества из-за низкой температуры. Почвы, расположенные на аллювииальных террасах в долинах Quilcas и Sincos имеют более высокие значения рН и насыщенность обменными основаниями, что отражает влияние почвообразующего материала.
Содержание органического углерода в почвах от 7 до 35 г на 100 г почвы. Накопление органических веществ обусловлено холодным климатом и кислыми почвенными растворами, замедляющими скоростью минерализации органики. В нейтральных или щелочных почвах аллювиальных террас минерализация идёт быстрее и содержания органического углерода снижается. Количество общего азота в почвах также широко варьирует в диапазоне от 0,7 до 3,4 г кг-1 и коррелирует с содержанием органического углерода в почве и относительной высотой зон. Содержание фосфора сильно колеблется как между районами, так и внутри них в пределах от 2,1 до 70,2 мг кг-1. Самые высокие значения могут быть результатом применения больших количеств золы древесины, которая иногда используется в качестве удобрения в Colpar и Quilcas.
Почвы в долинах горных районов имеют широкую вариабельность характеристик. Все почвы могут быть разделены на две основные группы: почвы на горных склонах (Colpar, Aramachay, Quero) – умеренно плодородные, кислые, с повышенным содержанием органического вещества и почвы долин – грубо текстурированные, плодородные, с низким содержанием органики, от нейтральных до щелочных.
Плодородие почв может быть увеличено за счёт применения органического вещества и рационального использования минеральных удобрений. Недостаток фосфора и калия не критичен и не сильно ограничивает производство сельскохозяйственных культур в долине Мантаро. Несмотря на доминирование здесь сильно кислых почв, известкование не практикуется, но может быть применено для того, чтобы включить эти почвы в использование.
Почвы района Куилкас (Quikas)[27]
Тип почвы Quilcas (Eutric Fluvisol – по ФАО) распространён на почти плоских речных террасах вокруг с. Куилкас (5 % площади). Профиль почв слоистый с различной текстурой осадочных отложений р. Аня. Под слом суглинка мощностью 50-100 см залегает крупный гравий. Рельеф благоприятен для земледелия, почвы имеют плодородие от среднего до низкого. Длительная антропогенная нагрузка с возделыванием различных культур требует внесения органических и минеральных удобрений в почвы для поддержания и увеличения их плодородия. Почвы имеют неблагоприятные для растений физические свойства они очень плотные при высыхании. Поэтому остатки растений после уборки должны обязательно быть возвращены в почвы для снижения их плотности. Длительная обработка почв вызывает формирование плотного подпахотного горизонта – «плужной подошвы». Его разрушение возможно механическим способом с помощью глубокой вспашки или биологическим путем при выращивании культур с мощной корневой системой (например, люцерны), которые можно использовать также для увеличения запасов органики и улучшения структуры почв[22].
Почвы типа Colpar (Dystric Cambisol) образуют покров вблизи с. Колпар (6 % площади). Они имеют мощный профиль, равномерно окрашенный в коричневый цвет, суглинистые. Почвы имеют благоприятные физические свойства для корневой системы растений. Плодородие почвы низкое из-за их высокой кислотности и низкого содержания питательных веществ.
Тип Andamarcn почвы (Dystric Cambisol). Распространены на сильно покатых низких и средних поверхностях района около с. Куилкас (13 % площади). Профиль почв мощный, красновато-коричневого цвета суглинок. Почвы очень кислые с низким содержанием органического вещества и питательных элементов. Значительная часть почвенного покрова смыта до выветрелых пород.
Тип почвы Sbuhuanca (Dystric Cambisol) преобладают в почвенном покрове на крутых склонах средних по высоте уровнях, до границы с высокой зоной (16 % площади). Почвы темнокоричневые, супесчаные, очень кислые, с низким содержанием органических и питательных веществ Почвы умеренно подходят для пастбищ и для лесного хозяйства.
Тип почвы Calaloma (Dystric Cambisol) занимают очень крутые склоны на больших площадях в основном в промежуточной по высоте зоне (25 % площади). Профиль средне-маломощный, суглинистый, тёмно-серого цвета, с относительно высоким содержанием органического вещества в естественных условиях, очень кислые, с низким содержанием элементов питания растений. В почвах районов, где выращиваются культуры, количество органики снизилось. Почвы Calaloma умеренно подходят для пастбищ и не подходят для пахотных земель и лесного хозяйства.
Тип почвы Rangra (Dystric Cambisol) распространён на крутых склонах высотной зоны недалеко от деревни Rangra (2 % от общей площади). Профиль средне-маломощный, суглинистый, желтовато-коричневого цвета. Почвы отличаются необычно низким содержанием органических веществ, они очень кислые и очень бедны питательными веществами. Почвы умеренно подходят для пастбищ и не подходят для пахотных земель и лесного хозяйства.
Тип почвы Rachacpata занимает наклонные сильно покатые поверхности высотных естественных пастбищ (20 % площади), к востоку от р. Сьютоканха (Suitocancha). Профиль почв мощный, тёмно-коричневый с почти чёрным верхним слоем, суглинистый, содержание глины отчётливо возрастает с глубиной. Органического вещества много, почвы очень кислые, с очень низким содержанием питательных веществ для растений. Почва подходит для естественных пастбищ, ограниченно пригодна для пахотных земель, и не подходит для лесного хозяйства.
Тип почвы Nahuinpuquio (Dystric Cambisol) распространены на крутых поверхностях на большой высоте (13 % площади), к востоку от р. Сьютоканха (Suitocancha). Профиль почв маломощный, коричневого цвета, суглинистый. Органического вещества мало, почвы очень кислые, с крайне низким содержанием питательных веществ. Почва умеренно подходит для естественных пастбищ, не подходит для пахотных земель и лесного хозяйства.
Фермерами в области Куилкас почвы классифицируются на основании взаимосвязанных критериев: цвета, текстуры, расположение по высоте, пригодности под культуры[12]. Классификации почв учёными и фермерами различаются, поскольку применяются разные подходы к выделению почвенных разностей. Фермеры подразделяют почвы по признакам, а при научном подходе применяется принцип диагностики состава и свойств почв.
В результате обследования и классификации почв установлено[21], что в области Куилкас нет почв, полностью пригодных для выращивания культурных растений. Всего 10 % площади может быть использовано в качестве пахотных земель и при этом они относятся к категории почв с низким или средним плодородием; 14 % изученной территории могут быть использованы под пастбища, которые обладают средне-низкой продуктивностью; 24 % – пригодны для лесных угодий. Большая часть – 52 % почв территории – не должна использоваться в сельском хозяйстве. Такие рекомендации, ограничивающие сельскохозяйственное производство, определяются климатическими факторами (засуха или низкие температуры), плодородием почв и рельефом (крутые склоны, опасность эрозии почв или её развитие). Большинство выделенных типов почв имеет два или все три ограничения по этим параметрам. Некоторые из них быть сняты с помощью мелиоративных мероприятий (орошения, борьбы с эрозией) или агрохимических (внесение удобрений).
Почвенный покров формируют многочисленные типы почв, которые различаются как учёными, так и фермерами. Однако знания фермеров о почвах касаются только тех свойств, которые определяют плодородие. Основными факторами, ограничивающими производство сельскохозяйственной продукции, является засуха в период вегетации растений в сочетании с низким естественным плодородием почв. Росту продуктивности почв препятствует невозможность использования органических удобрений (навоза) из-за их отсутствия и высокая рыночная стоимость минеральных удобрений. Дополняет все негативные условия деградация почв в результате водной эрозии.
Улучшение условий производства растениеводческой продукции возможно при повышении плодородия почв с использованием комплексного подхода к эксплуатации экосистем. Сюда входят мероприятия по сохранению и накоплению органического вещества в почвах, улучшение водного режима, применение удобрений. Для достижения этих целей важны исследования для более эффективного использования существующих ирригационных систем в районе Сан-Маркос. Для района Куилкас целесообразно строительство оросительного канала. Необходимо привлечение фермеров для использования местных доступных видов органических удобрений. Высокогорную зону более уместно использовать как природные пастбища, а распахивание площадей для выращивания картофеля более выгодно сократить, чтобы предотвратить дальнейшую деградацию земель вследствие водной эрозии и истощения почв. Для сохранения почв необходимо проведение противоэрозионных мероприятий[21,22,25].
Недостаток влаги от зоны низкогорий и до высоких уровней в сухой сезон обусловлен значительными колебаниями годовых сумм осадков, времени начала выпадения осадков и их распределение в течение сезона дождей. Дефицит влаги для растений усиливается на песчаных и маломощных почвах с низкой влагоёмкостью. Запас влаги в почве может быть увеличен, при прочих равных условиях, применением мульчи и увеличения мощности дернового горизонта.
Особенно важен запас влаги для глинистых почв к началу полевых работ (в районе Quilcas), чтобы можно было проводить обработку почв. Наличие влаги в почве даёт возможность проводить посев (посадку) до начала дождей. Орошение может облегчить засуху, которая часто наблюдается в начале сезона дождей с сентября по ноябрь-декабрь. При орошении можно получить ВТОрой урожай во время сухого сезона с мая по август. Без достаточного количества воды невозможно вырастить влагоёмкие культуры, такие, например, как люцерна – ценная кормовая культура, которая увеличивает запас органики в почвах.
Плодородие почв. Низкое плодородие почв горных территорий отмечается в качестве основного фактора, лимитирующего производительность аграрного сектора. Количественные показатели урожайности культур можно получить только приблизительно, поскольку фермеры используют единицу веса арроба «Arroba» (1 арроба составляет около 11,5 кг) и сумка (sacos). Например, при посадке картофеля в количестве 1 арроба урожай составляет 18 арроба. Средняя урожайность картофеля – от 9 до 11 тонн с гектара.
Для повышения плодородия почв в районе Куилкас (область Conal) во всех высотных поясах применяется навоз (guano). Однако его не хватает, особенно на низких высотах, где расположены основные площади полей и спрос на удобрение высокий, а скота мало. Применяются коммерческие виды минеральных удобрений (фосфат аммония, мочевина и др.), но в ограниченных количествах, поскольку для фермеров это дорого. В высоких зонах, где преобладают пастбища, больше поголовье крупного рогатого скота и навоза больше. В районе Сан-Маркос коммерческие удобрения применяются на наиболее интенсивно используемых орошаемых землях[1].
Применяется несколько типов севооборотов на низких высотах. С некоторыми вариациями последовательность культур следующая: 1-й год – картофель, второй – бобы, третий – Андские клубни (olluco и mashua), четвёртый – зерновые (ячмень). На более высоких уровнях выращиваются только корнеплоды в первый, а иногда и во второй год. Затем поля оставляют под паром на срок от 2 до 10 лет. Продолжительность парового периода зависит от высоты местности и плодородия почвы.
Механизированная обработка почв применяется только на малой высоте. Вспашка с использованием животных распространена на крутых склонах. В высоких зонах вспашка проводится фут-плугом (chaquaaccla, laclta). В районе Куилкас на почвах с маломощным профилем, ограничивающим развитие корневой системы растений, строят широкие гребни, перпендикулярные склону[15].
Наибольшие площади в изученных районах могут использоваться как природные пастбища и в лесном хозяйстве. На склонах, распаханных фермерами, требуется применение противоэрозионных мероприятий. В районе Сан-Маркос водная эрозия эрозии является одной из основных проблем, особенно на участках с маломощными почвами на известняках (например, тип почв Huayanay). Для защиты от эрозии на крутых склонах рекомендуется строительство стен из камня или, если не хватает камней, – валы из земли, усиленные деревьями и кустарниками. В районе Куилкас водная эрозия также является серьёзной проблемой. Некоторые участки выведены из сельскохозяйственного производства, на других пахотных территориях эрозия менее заметна. Вокруг деревни Quilcas расположены эродированные голые холмы, где ранее были красноцветные почвы с профилем глубиной 2–3 метра[22].
Почвы используются на значительно больших площадях, чем рекомендовано с научной точки зрения после обследования районов. Население вынуждено распахивать даже мало пригодные участки для возделывания культур в связи с необходимостью получить продукты питания. В результате почвы деградируют и особенно сильно и за короткий срок – при развитии водной эрозии.
Ограничения для использования почв в сельскохозяйственном производстве обусловлены нехваткой влаги в почвах в период вегетации растений, чаще – в низкой и в промежуточной зонах. Снижение плодородия почв происходит из-за истощения почв изначально имеющих низкое плодородие; из-за сокращения периода нахождения почв под паром, что необходимо для восстановления плодородия почв; из-за недостатка внесения органических (навоза) и минеральных удобрений.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.