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Tagungsbeitrag zu: Jahrestagung derDBG, Kom. VTitel der Tagung: Böden - eine endlicheRessourceVeranstalter: DBG, September 2009. BonnBerichte der DBG (nicht begutachteteonline Publikation)http://www.dbges.de

Mollic Vertisols und Luvic Phaeozemsin Entre Ríos und Santa Fé, ArgentinienSiegfried Stephan und Antonio A. DePetre1

Keywords: Vertisol, Phaeozem, Argentinien,hydrologischer Zyklus

Wir danken der DFG für die Förderung vonzwei Projekten, dem Landwirtschaftsminis-terium der Provinz Santa Fé, INTA-Statio-nen in Argentinien, den Landw. Fakultätenin Bonn und Paraná sowie dem DAAD.

1 Substrate

Die dominanten Substrate der untersuch-ten, in ihren Regionen ebenfalls dominan-ten Böden, die klimatischen und die geo-morphologischen Bedingungen der Boden-bildung in Zentral-Argentinien sind derPlattentektonik zu danken. Im Mesozoikumhaben sich über mehrere Gebiete desGondwana-Landes Trappdecken ergos-sen. Soweit sie nicht von jüngeren Sedi-menten bedeckt sind, lieferten ihre Verwit-terungsprodukte smectitreiche Mergel, z.B.in Entre Ríos. Tektonisch wichtiger wurdeder am Mittelatlantischen Rücken aufstei-gende Basalt, der Südamerika und Afrikaauseinander schob. Auf der WestseiteSüdamerikas wurde pazifischer Meeresbo-den subduziert, die Anden schoben sichdabei auf, es kam und kommt zu intensi-vem Magmatismus, wobei saure Tephraweit ausgeweht werden, und hinter denAnden bildete sich eine Depression, dievon Sedimenten verfüllt wurde und imQuartär eine Lössdecke bekam.

Die beiden wichtigsten Substrate werdenfolgendermaßen durch beispielhafte Datenaus zwei Bodenprofilen gekennzeichnet:

Smectitreicher Mergel, ausgespültesVerwitterungsmaterial der Trapp-Decke:

pH 7,2, CaCO3 1,4 %, Ton 48 %, davon___________________________UNI Bonn und UNER Paraná; stephan-rheinbach@t-online.de

Smectit 62 %, Illit 37 % und Kaolinit 1,1 %,CEC des Bodens 45 meq/100g, COLE0,16 (Daten Profil Yerua II, 150 cm, Cc).

Glasreicher Loess, quartäre Einwehung mitrhyolitischer Vulkanasche:

stark lehmiger Schluff, pH 6,8, Ton 15 %,davon Smectit

2180 a. In beiden Fällen sind die beglei-tenden staunassen Böden im Unterbodenhumos, oben nassgebleicht.

2.2 Mollic Vertisol (Beispiel-Profil Yerua II)

Die Vertisols haben sich in Entre Ríos aussmectitreichem Hernandarias-Mergel ineinem Hügelland mit ziemlich dichtemGewässernetz unter parkartiger Vegetationentwickelt. Das Feuchteregime ist relativausgeglichen mit langen Trockenphasen.Wir betrachten die Verhältnisse unter derverbreiteten und angemessenen Nutzungals Rinderweide mit Wald/Gebüsch-Inseln.Unter diesen Bedingungen finden sich i.a.die eigentlichen Vertisol-Profile zwischenwenige dm hohen, ca. 6 m entfernten,schwach vom Solum bedeckte Mergel-Wällen in einem linearen Gilgai-Relief(Abb.1). Der Oberboden ist ein Mollic Epi-pedon, denn ein Wurzelfilz verhindert Zer-teilung in feine Splitter, Aufreißen bis obenund tiefreichende Vermengung. Man findetjedoch im oberen Unterboden geneigtePolygone mit rautenförmigem Querschnitt)und Slickensides (Glanzflächen, mikrosko-pisch Stresskutane). Im trockenen Zustandsind senkrechte Risse im oberen Bodenteilpräsent, erreichen aber die Zone der Slik-kensides nur in besonders trockenenJahren.

In der Trockenphase sind die Gilgai-Käm-me im Bereich der Yerua-Profile als helle

Tab.1: Daten zum Profil YERUA II

SttraSiPeFehe

Abb.1: Lineares Gilgai-Relief

Der lineare Ausdehnungs-KoeffizientCOLE beträgt hier 0,15, doch da dasMaterial seitlich nicht ausweichen kann,muss auch die Ausdehnung in den beidenseitlichen Dimensionen nach oben wirken.Die Profilerhöhung reduziert sich um diesich schließenden Trockenrisse. Mit einerSolum-Erhöhung um den Faktor 0,3 beiBefeuchtung wird man diesen Verhältnis-sen wohl etwa gerecht. Bei im Trocknen0,3 m Höhenunterschied, Solum-Mächtig-keit 1,4 m zwischen den Kämmen und 0,2m auf den Gilgai-Kämmen ergibt sich fürdie Feuchtphase zwischen den Kämmen0,42 m und auf den Gilgai-Kämmen 0,36m. In diesem Falle liegen die Kämme 6 cmunter der sonstigen Fläche und Abfluss(und Erosion) erfolgen längs der Gilgai-Kämme. Beim Austrocknen sinkt dasSolum zwischen den Kämmen wiederzurück, die Kämme trocknen schnell aus,und hier gibt es keine nennenswerte Bodenbildung, während auf den feuchten

Tiefe Horizont pH CaCO3 Corg Mikroskopie (vgl. Abb.2)cm % % locker Sress- Ton- Fe-Mn-

/dicht kutane beläge Konzentr.

0-13 Ah 6,1 0 2,7 ll 0 1 213-40 BvAh1 6,3 0 2,4 ld 2 1 240-80 BvAh2 6,5 0,5 2,4 ld 2 1 280-100 AhBvc1 7,2 5,8 1,3 d 1 1 3100-140 AhBvc2 7,2 5,7 0,8 d 3 1 2140-150 mCc 7,2 1,4 0,3 dd 3 2 2

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von 0 = Spuren bis 3 = viel

riche auf dem Luftbild sichtbar, denn siegen eine spärliche Trockenvegetation.

e sind zu den Gerinnen gerichtet (Detre und Stephan 1998). Während deruchtphase konnten wir sie weder bege-n noch beproben.

Flächen zwischen den Kämmen die Bo-denbildung noch eine Zeit lang möglich ist.Dieser Unterschied der Bodenbildung giltnatürlich erst recht, wenn die Gilgai-Käm-me ständig höher stehen bleiben.

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Tab. 2: Daten zum Profil Esperanza FAVE

Tiefe Horizont Ton Corg pH CEC Illit Mikroskopie (vgl. Abb.2)cm % % meq/100g %Boden Verwitt. Tonkutane

0-13 Ap1 19 1,3 5,7 0 n.b. 3 013-31 Ap2 25 0,9 5,6 16 19 3 031-39 Ah 26 0,8 5,8 16 17 3 039-60 AhBtv 49 0,6 5,8 29 40 4 160-94 Btv 49 0,4 6,0 27 41 3 194-100 Bvt 27 0,2 6,5 25 20 3 3100-125 Bv 20 0,2 6,5 23 13 2 1125-140 lCv 15 0,2 6,8 21 10 2 0

Beim Profil YERUA II ist die Körnung imgesamten Solum: 50 µm 9-15%; COLE 0,14-0,16; CEC 40-48 meq/100g.Weitere Daten s. oben, Tab.1.

2.3 Luvic Phaeozem (Beispiel-ProfilEsperanza FAVE)

Die Luvic Phaeozems sind tiefreichendhumos und haben unter einem Mollic Epipedon einen tonreichen, dichten Unterbo-den. Die Initialverwitterung war bei hinrei-chender Feuchtigkeit schnell und tiefgrei-fend, aus rhyolitischem Glas wurden viel Sisowie Alkali- und Erdakali-Ionen freige-setzt. Der hohe Tongehalt des Unterbo-dens (AhBtv) hat mehrere Ursachen: Dasausgeglichene Bodenklima im Unterbodenerlaubt ununterbrochene Verwitterung;eine Durchwaschung von Feinton findetzwar statt, ist aber nicht besonders stark;diskutiert wird die Bedeutung der Schich-tung, d.h., eines primär tonärmeren Ober-bodens, dem aber das Absinken des Ton-gehaltes nach unten entgegensteht. Tab. 2gibt einige Daten.

Die Ökologie des Luvic Phaeozems zeigteinen ausgeprägten hydrologischen Zyk-lus. In der Feuchtphase ist der Oberbodender Hauptlebensraum, in der Trockenpha-se der Bv-Horizont, während der mächtigeAhBtv und Btv eine schwer durchwander-bare Barriere darstellen, die die Besiedlungdes Bodens einschränkt.

2.4. Begleitende staunasse Böden

In Entre Ríos, im Land zwischen den Strö-men Paraná und Uruguay ist das Reliefjung, holozän; aber auf alten Rumpfflächenfinden sich ausgeprägte Planosols.

Sie leiten sich von Vertisols ab: IntensiveVertisol-Horizont bildet die Stausohle, derim Trocknen durch einen deutlichen Rissabgegrenzte Oberboden ist durch Ferro-lyse hell, starr und extrem arm an Smectit

und Nährelementen.

Westlich des Paraná-Tales gibt es Gebietemit behinderter oder fehlender Entwässe-ung in allen Größenordnungen. Sie tragenteils Planosols, die sich von Luvic Phaeo-zems ableiten, teils aber zeigen sie Versal-zung oder sind Sodaböden. Nach W zu-nehmende Trockenheit, Verdunstung, salz-haltiges Grundwasser und die Salzfrachtdes Río Salado spielen da einewechselnde Rolle.

3 Bodengefährdung

Erosion und ihre Erforschung sind inArgentinien wegen zunehmender Boden-schäden ein wichtiges Thema. Im Untersu-chungsgebiet werden die Schäden über-wiegend durch das fließende Wasser her-vorgerufen. Auf dem Hintergrund der natür-lichen Bedingungen, vor allem des hiervorgestellten kritischen Bodenaufbaus, istes die nicht entsprechende Nutzung, dieüber die Bodendegradierung bereits zu ei-ner erheblichen Verminderung der Erträgegeführt hat (Casas et al. 2000).

Bei den Vertisols mit linearem Gilgai-Relief (s. 2.2) steuert die zyklische Relief-umkehr die Bodenerosion. Sie werdenweitgehend als Rinderweide genutzt. DerBodenabtrag wächst, wenn der Viehbesatzerhöht wird, die Gilgai-Kämme eingeebnetwerden und überhaupt unter Ackerbau. Istdas Solum bis auf den rohen Mergel abge-spült, handelt es sich um finalen Bodenab-

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Oben Vertisol Yerua: (1) Besiedelter Ah-Horizont; (2) Mosaik aus Kotgefüge (schwachgekreuzte Polarisatoren); (3) Stresskutane (gekreuzte Pol.); (4) Fe-Mn-Konkretion (o.l.)und Kalkkonkretion (u.r.).Unten Phaeozem Esperanza: (5) Saures Vulkanglas (Phasenkontrast); (6) biogenesGefüge (gekreuzte Pol.); (7) Übergang Biotit zu Illit (schwach gekreuzte Pol.); (8)eingeschwemmter Fließton (gekreuzte Pol.).

trag, denn die Bodenbildung erfolgt danachnur sehr zögernd. Als alternative Nutzungwird eine Kombination von Beweidung undForstnutzung erprobt. Wegen ihrer außer-ordentlichen Fruchtbarkeit werden die Ver-tisols in diesem relativ ausgeglichenenKlima auch der mechanisierten Landwirt-schaft unterworfen; doch die Erträge sindmeist gering wegen der problematischenphysikalischen Eigenschaften und einemgewissen Phosphat-Defizit.

Beim stark entwickelten Luvic Phaeozemverschwinden mit der Erosion des Oberbo-dens dort die Lebensbedingungen, und eskönnen nur noch Tiefwurzler angebautwerden. Die notwendige Pflege des tiefenUnterbodens ist aber nicht möglich, zumaldie zunächst eingesetzte Luzerne wegenfortgeschrittener Entkalkung inzwischenversagt.

Abb. 2: Mikromorphologie

Literatur

Casas, R., Endlicher, W., Michelena, R.,Naumann, M. (2000): Prozesse derBodendegradation in der argentinischenPampa. - Die Erde 131, 45-60.

De Petre, A.A., Stephan, S. (1998):Características pedológicas y agronómicasde los Vertisoles de Entre Ríos, Argentina.- Paraná, UNER Fac. Ci. Agropec., 65 S.

Eswaran, H., Beinroth, F.H., Reiche, P.F.,Quandt, L.A. (1996): Vertisols. Theirproperties, classification, distribution andmanagement. - The Guy D. SmithMemorial Slide Collection. USDANat.Res.Conserv.Service. CD

Stephan, S., Berrier, J., De Petre, A.A.,Jeanson, C., Kooistra, M.J., Scharpenseel,Schiffmann, H. (1983): Characterization ofin situ organic matter constituents inVertisols from Argentina, using submicro-scopic and cytochemical methods. Firstreport. - Geoderma 30, 21-34.