2.5. Formacion De Suelos.pptx

LOS ÓRDENES EN LA TAXONOMÍA DE SUELOS DEL USDA En Colombia se utiliza el Sistema Taxonómico Norteamericano, para clasificar los suelos. Este sistema está diseñado de manera que el suelo puede ser clasificado en categorías diferentes.

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GELISOLES: Son suelos que presentan condiciones de congelamiento durante periodos largos de tiempo y que tienen o no hielo. Presentan alta variabilidad en sus propiedades.

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HISTOSOLES: Son suelos típicamente orgánicos, aunque pueden tener algunos horizontes delgados de materiales minerales.

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ESPODOSOLES: Suelos que presentan un horizonte oscuro de acumulación de materia orgánica y aluminio, con o sin hierro, ubicado por debajo de un horizonte más claro que ha aportado aquellos materiales.

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ANDISOLES: Suelos con alta fijación de fosfatos y baja densidad, derivados de materiales volcánicos; normalmente son ácidos

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OXISOLES: Suelos muy evolucionados, típicos de ambientes tropicales. Casi no tienen minerales diferentes al cuarzo en su fracción gruesa y en la fracción arcilla predominan los óxidos de Fe y de Al; son ácidos

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VERTISOLES: Son suelos arcillosos que se agrietan fuertemente cuando se secan. Su reacción se encuentra entre ligeramente ácida a fuertemente alcalina

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ULTISOLES: Suelos muy evolucionados que presentan un horizonte que ha acumulado arcilla que se ha movilizado desde las partes más superficiales del suelo. Las arcillas acumuladas son de baja calidad por lo que el suelo es ácido y poco fértil.

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MOLLISOLES: Son suelos que presentan adecuadas propiedades físico-químicas en la zona de raíces.

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ALFISOLES: En estos suelos también se ha formado un horizonte de acumulación de arcilla que se ha movido desde la parte superior del suelo pero, a diferencia del Ultisol, en este orden las arcillas acumuladas son de mejor calidad por lo que se presenta una saturación de bases alta.

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INCEPTISOLES: Son suelos que no cumplen los requisitos para ubicarse en alguno de los órdenes anteriores pero que presentan evidencias de evolución incipiente que los ha llevado a desarrollar varios horizontes con estructura de suelo.

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ENTISOLES: Son los suelos que presentan menor grado de evolución. Por lo general sólo se observa organización de suelo en la parte superior del mismo, por efecto de la materia orgánica y de la actividad biológica presentes en ella. Este orden, junto con el de los Inceptisoles, presenta la mayor variabilidad en sus propiedades.

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ARIDISOLES: Son suelos que se presentan en climas muy secos.

2.5. FACTORES DE FORMACION DEL SUELO De acuerdo con la definición de suelo que proponen Jaramillo et al (1994), para poder establecer y entender la evolución del suelo se requieren ciertas interacciones con otras ciencias como la química, la física, la biología, la geología, la geomorfología, la climatología, la hidrología, la mineralogía, entre las más frecuentes. Éstas proporcionan los conocimientos básicos acerca de los procesos y factores que intervienen en el desarrollo del suelo.

En la década del 40, Jenny definió los factores que intervienen en la formación del suelo, mediante el siguiente modelo, sencillo sólo en su presentación:

Donde: S: Desarrollo del suelo. C: Clima.

MP: Material parental. O: Organismos. R: Relieve. t: Tiempo. Según el modelo planteado, el desarrollo del suelo es función de la acción de un clima y sus organismos asociados sobre un material parental, bajo el control de un relieve, durante un determinado período de tiempo.

2.5.1. CLIMA Los componentes climáticos básicos que mayor incidencia tienen en la evolución del suelo son: 2.5.1.1. LA PRECIPITACIÓN (P) 2.5.1.2. LA TEMPERATURA (T) EL VIENTO, en la medida que condicione procesos de evaporación de agua desde la superficie del suelo, también juega un papel fundamental en la Pedogénesis.

2.5.1.1. LA PRECIPITACIÓN

En Colombia se presentan variadas condiciones de precipitación que incluyen desde áreas casi desérticas, como el norte de la península de la Guajira, hasta las zonas pluviales de la región del Pacífico: Mesa et al (1997) documentan que, en los alrededores de Quibdó, la precipitación media anual llega a los 14000 mm.

La precipitación hace alusión al AGUA. El agua puede presentar 3 procesos: 1.

Evapotranspiración:

Quizás el más decisivo en la evolución del suelo. Ésta determina la cantidad de agua necesaria para suplir las necesidades de las plantas. Cuando se sustrae este consumo del aporte de agua que hace la precipitación (P – ETP), la cantidad que queda es la cantidad de agua disponible para realizar alguna actividad en el suelo. La evapotranspiración depende de la temperatura y mientras mayor sea ésta, mayor es la evapotranspiración.

2.

Escorrentía:

Lamina de agua que corre por encima de la superficie del terreno.

3.

Percolación:

El agua percolada ( PASO DE FLUIDOS ATRAVES DE LOS COMPONENTES DEL SUELO) es la que se encarga de meteorizar y transportar los materiales de la alteración a profundidad. También se presentan procesos de capilaridad, donde el agua también es transportada.

2.5.1.2. LA TEMPERATURA Con respecto a la temperatura ambiental o del aire, se ha establecido una relación inversa entre la temperatura y la altitud de un sitio específico; sin embargo, en Colombia las temperaturas son disimétricas entre las diferentes cordilleras y entre las diferentes vertientes de la misma cordillera, como lo demuestran los trabajos de Flórez (s.f.) y de Flórez, citado por García (s.f.). Flórez (s.f.), por ejemplo, encontró en la cordillera occidental un gradiente térmico de 0.6 o C por cada 100 m de altitud, para la vertiente oriental y de 0.65 o C por cada 100 m, para la vertiente occidental.

Esto significa que la vertiente oriental de esta cordillera es más caliente que la occidental.

Distribución de las condiciones de humedad en Colombia (Generalizadas a partir del mapa de zonas de vida presentado por Malagón et al, 1995).

Pisos altitudinales climáticos y su temperatura característica en el sistema de clasificación de zonas de vida de Holdridge. (Tomados de Espinal, 1991).

El nombre de la zona de vida está conformado por la condición de humedad (letras minúsculas en el símbolo), seguido por el piso altitudinal. Espinal (1991) describe para Colombia 23 zonas de vida.

2.5.2. EL MATERIAL PARENTAL

El material parental del suelo está compuesto por aquellos materiales que le dan origen, ya sean saprolitos (algunos de los productos de la alteración de las rocas) o sedimentos no consolidados, de cualquier procedencia y composición.

La identificación del material parental del suelo debe hacerse, en lo posible, en el campo pues en algunos mapas geológicos, por problemas de escala, tanto cartográfica como del detalle de trabajo, no se representan algunos depósitos sedimentarios superficiales y de poco espesor que son propiamente el material parental de los suelos de la región que se estudia; en éstos casos se comete el error de tomar como material parental del suelo el material litológico subyacente, situación que puede llevar a graves errores de trabajo e interpretación.

Si se considera que el suelo se desarrolla controlado por varios factores y procesos, a partir de un material parental (roca o sedimentos), existe una relación entre muchas de las propiedades y cualidades de ese suelo y las características del material de partida.

Los materiales de partida de los suelos, cuando son expuestos a las condiciones ambientales superficiales, son sometidos a diferentes procesos de alteración (meteorización) como consecuencia del cambio de condiciones con respecto a aquellas bajo las cuales se formaron. Se produce un fraccionamiento y una disgregación de los minerales primarios, así como la transformación de algunos de ellos en minerales secundarios; se origina entonces un material terroso, suelto que conserva muchos rasgos del material original: saprolito (verdadero material parental del suelo).

Estos productos de la alteración de los materiales originales quedan expuestos a los procesos de formación del suelo (Pedogénesis), los cuales, actuando a través del tiempo con diferentes características e intensidades, llegan a confeccionar la gran variedad de suelos que se encuentran en la naturaleza.

2.5.3. ORGANISMOS Un organismo es el conjunto de órganos que componen un ser vivo. Su unidad básica es la célula y en ella se llevan a cabo procesos químicos que configuran su metabolismo, para los que toma elementos nutricionales y energía del ambiente; el metabolismo es, según Brock y Madigan (1991), el resultado conjunto de las reacciones catabólicas y anabólicas que se producen en la célula. Los organismos disponen de tres fuentes de energía: La luz, compuestos químicos inorgánicos y compuestos químicos orgánicos; la fuente que utilice cada organismo define grupos diferentes de ellos: 

Fotótrofos: Utilizan la luz como fuente de energía.

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Litótrofos: Obtienen energía de la oxidación de compuestos inorgánicos.

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Organótrofos: Obtienen energía de la oxidación de compuestos orgánicos.

El metabolismo de compuestos orgánicos es la fuente de energía de todos los animales y de una amplia mayoría de microorganismos.

LA BIOTA DEL SUELO La biota del suelo la compone el conjunto de la fauna y la flora que viven en él; la gran mayoría de los organismos del suelo vive en las capas superficiales del litter (residuos vegetales frescos), donde las condiciones de humedad, temperatura, ventilación y luminosidad, así como el espacio disponible, satisfacen sus necesidades. Todos los residuos de origen vegetal y animal que llegan al suelo conforman la materia orgánica del mismo; la principal fuente de ella son los residuos vegetales, los cuales aportan energía y alimento a los organismos del suelo, al tiempo que son la materia prima para la formación de los coloides orgánicos (humus) que se acumulan en el suelo.

EL HUMUS

Es el conjunto de compuestos orgánicos amorfos, poliméricos, de alto peso molecular y de color amarillo hasta gris oscuro o casi negro, que se acumulan en el suelo como consecuencia de su resistencia a la transformación. Se diferencian y agrupan de acuerdo con su solubilidad, peso molecular y grado de polimerización, según varios autores citados por Burbano (1989), como se muestra a continuación:

TIPOS DE HUMUS Ácidos Fúlvicos: Son compuestos de bajo peso molecular, alta acidez (entre 900 y 1400 meq/100g), bajo grado de polimerización, solubles en álcali y en ácido.

Ácidos Húmicos: Son compuestos de alto peso molecular, baja acidez (entre 500 y 870 meq/100g), alto grado de polimerización, solubles en álcali, pero precipitan en medio ácido presentan una fracción soluble en etanol que se conoce como Ácidos Himatomelánicos.

Huminas: Se refieren a la fracción del humus más resistente a la descomposición que no es soluble, ni en ácido, ni en álcali; Paul y Clark (1989) sugieren que está compuesta por mezclas de ácidos fúlvicos y húmicos con otros componentes no solubles provenientes de plantas y microorganismos, como celulosa, lignina, paredes celulares y carbón.

2.5.4. EL RELIEVE El relieve puede considerarse, de una manera simple, como el conjunto de formas que se presentan en la superficie de la tierra. Su estudio compete a la Geomorfología e implica establecer las relaciones que se den entre las formas de la superficie terrestre (geoformas), los materiales asociados a dichas formas y el efecto que tienen sobre ellas y los procesos que les han dado origen y que las han remodelado a través del tiempo.

De acuerdo con Arias (2001), las formas y la dinámica del relieve se definen en un entorno donde confluyen influencias climáticas y geológicas y la intensidad con la cual han actuado estas influencias es utilizada, frecuentemente, para clasificar los tipos de relieve.

En la clasificación de los tipos de relieve se presentan diversas escalas espaciales de aplicación: hay desde relieves globales y de escala continental o mega relieve como la cadena montañosa de los Andes suramericanos, hasta relieves regionales o macro relieve, como serían las áreas colinadas de altiplano del oriente antioqueño; relieves locales o meso relieve, como en el valle aluvial de un río pequeño; micro relieve como en un complejo de orillares o nanorrelieve en un hormiguero.

2.5.5. EL TIEMPO El proceso de formación del suelo sobrepasa en mucho el tiempo que define una generación humana; la edad del suelo se limita al tiempo durante el cual han actuado los procesos pedogenéticos en él. Para definir la edad del suelo se debe tener claro que hay otras edades que se relacionan con ella como son:

La edad de las rocas que corresponde a la edad del período durante el cual ellas se formaron y que es del o anterior al terciario y mucho mayor que la del suelo. La edad del material parental: si éste es el saprolito de una roca, su edad es mucho menor que la de la roca original; si es un sedimento, su edad corresponde a la edad del depósito y generalmente es posterior al período terciario; en cualesquiera de los dos casos, la edad del suelo es menor o, a lo sumo, teóricamente, igual a la del material parental. La edad del relieve: la geoforma en la cual se está desarrollando el suelo, en general, tiene una mayor edad que la del suelo, aunque según criterio de Porta et al (1994) que ubican el tiempo cero de la Pedogénesis en el momento en el cual se formó la superficie geomorfológica sobre la que está evolucionando ese suelo, suelo y geoforma tendrán la misma edad.

2.6. CARACTERIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL SUELO

EN EL CAMPO: El proceso de caracterización de la estructura del suelo en el campo consiste en describir los tres parámetros que la califican, es decir: el tipo, la clase y el grado de desarrollo que presente.

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El grado de la estructura se estima observando la nitidez con que están definidos los peds, como unidades, así como la resistencia que ofrecen a ser separados cuando se someten a presión entre los dedos pulgar e índice; para caracterizar esta propiedad se usan términos relativos como débil, moderada y fuerte, para indicar la menor o mayor resistencia que ofrece el ped a su destrucción.

La estructura del suelo, en lo relacionado con el tipo y la clase, tiene un gran valor en los aspectos genéticos del suelo; es así como se observan los siguientes patrones estructurales, con cierta frecuencia, en relación con algunos grupos de suelos: 2.5.6.1. Las estructuras esferoidales (migajosa y granular). 2.5.6.2. Las estructuras en bloques. 2.5.6.3. Las estructuras prismáticas. 2.5.6.4. Las estructuras columnares. 2.5.6.5. La estructura cuneiforme. 2.5.5.6. La falta de estructura.

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Las estructuras esferoidales (migajosa y granular) se encuentran asociadas a horizontes con alto contenido de materia orgánica (horizontes A mólicos, úmbricos y melánicos, principalmente) y/o desarrollados bajo cobertura de gramíneas.

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Las estructuras en bloques se presentan en horizontes con altos contenidos de arcilla (argílicos en Alfisoles) y/o altos contenidos de óxidos de hierro y aluminio (kándicos y/o argílicos en Ultisoles, así como horizontes óxicos).

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Las estructuras prismáticas se asocian a horizontes o suelos poco evolucionados (horizontes B de Inceptisoles, normalmente cámbicos).

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Las estructuras columnares están asociadas a horizontes con altos contenidos de sodio intercambiable (nátricos). Las estructuras columnares también implica poca evolución pedogenética y se asocia normalmente con horizontes C de suelos desarrollados a partir de sedimentos, rocas sedimentarias y algunas rocas metamórficas.

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La estructura cuneiforme se relaciona con la presencia de altas cantidades de arcillas expansivas, sobre todo cuando las cuñas presentan estrías, lo cual está relacionado con procesos alternos de expansión y contracción debidos a cambios de humedad en el medio; como se mencionó antes, esta estructura es característica de los Vertisoles y de los intergrados vérticos.

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La falta de estructura puede estar relacionada con un bajo grado de evolución del suelo, con la presencia de materiales parentales muy recientes y/o muy pobres en minerales meteorizables o en coloides (arenas cuarcíticas) o con materiales ubicados bajo unas condiciones ambientales desfavorables, como inundaciones prolongadas, por ejemplo:

Los peds grandes implican menor grado de evolución, en las estructuras poliédricas, o mayor contenido de cementantes orgánicos, en las esferoidales.

2.7. LOS PROCESOS PEDOGENÉTICOS

Durante el desarrollo del suelo se realizan una serie de procesos que le van imprimiendo las características y propiedades que lo caracterizan. Estos procesos se llaman pedogenéticos porque definen directamente las características y propiedades que diferenciarán los distintos suelos. El tipo de procesos, así como la intensidad con la cual ellos actúan, es controlado por los factores de formación.

Los procesos más frecuentes e importantes en los suelos según Bockheim y Gennadiyev (2000), Buol et al (1997), Malagón et al (1995) y de Porta et al (1994) son:

2.7.1. PROCESOS DE ADICIONES

Littering: Es la acumulación de materiales orgánicos en la superficie del suelo, principalmente vegetales; este proceso es el responsable de la formación de horizontes o capas O y que pueden llegar a ser epipedones hísticos. Cumulización: Conocida también como acreción, es la adición de partículas minerales a la superficie del suelo, sin importar el agente que las haya transportado.

2.7.2. PROCESOS DE TRANSFORMACIONES Humificación: Se refiere a la transformación de los materiales orgánicos frescos en humus; este proceso es el responsable de la acumulación de materia orgánica y del color oscuro. Promueve la formación de horizontes A en el suelo Mineralización: Se refiere a la transformación de ciertos elementos de compuestos orgánicos a compuestos inorgánicos; este proceso depende, en gran parte, de los microorganismos del suelo y, contrario al anterior, genera pérdidas netas de materia orgánica en él. Gleización o gleyzación: Hace referencia a la formación de compuestos ferrosos, debido a la presencia de condiciones reductoras en el medio.

Rubefacción o rubificación: Se refiere a la deshidratación progresiva de óxidos de hierro; es el responsable del enrojecimiento del suelo; cuando el color del suelo es pardo el proceso se llama marronización o braunificación. Endurecimiento: Es la disminución de la cantidad de poros del suelo, por efecto de la compactación. Esponjamiento: También puede traducirse como ¿aflojamiento?; se refiere al incremento en el espacio vacío del suelo, por efecto de la actividad de las plantas, los animales y/o del hombre.

2.7.3. PROCESOS DE TRANSLOCACIONES 

Eluviación: Es el movimiento de salida de algún material de una porción del suelo; esta porción del suelo se presenta empobrecida en el material que está aportando. Este proceso genera un horizonte E, se decolora, dando lugar a un horizonte diagnóstico álbico, los horizontes álbicos son frecuentes en los Espodosoles.

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Iluviación: Se refiere a la entrada de algún material a una porción del suelo; esta porción del suelo presenta un enriquecimiento en el material que recibe, con respecto al contenido que presenta el resto del suelo en él. Este proceso genera horizontes B.

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Desalinización, Salinización: Son procesos de salida y acumulación, respectivamente, de sales solubles en una porción del suelo. Son procesos frecuentes en Aridisoles, así como en Mollisoles y Alfisoles de climas secos.

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Decalcificación, Calcificación: Se refieren a la salida y acumulación, respectivamente, de carbonato de calcio en una porción del suelo. Son procesos importantes en los Mollisoles y Alfisoles de clima seco, así como en los Aridisoles.

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Resilicación o silicificación: Es la adición de Si a las estructuras de las arcillas, en alguna porción del suelo, transformándolas en nuevas especies. En el caso de que el Si cemente, el horizonte en el que se está acumulando se produce un duripán.

2.7.4. PROCESOS DE PÉRDIDAS 

Erosión: Es el retiro de materiales sólidos del suelo por cualquier agente y mecanismo.

El principal agente de erosión es el agua, sobretodo la de lluvia (erosión pluvial), la cual actúa mediante dos mecanismos fundamentales:

2.7.4.1. Disgregación de partículas de suelo por el golpe de las gotas

2.7.4.2. Arrastre de esas partículas por las aguas de escorrentía (aguas que corren sobre la superficie del terreno).

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Lixiviación: Es llamado también Lavado y se refiere a la eliminación de materiales del suelo en solución. Este proceso es el responsable de la evacuación de las bases de los suelos que se desarrollan en zonas con climas muy húmedos.

2.8. COLOR DEL SUELO El color que es percibido por el ojo es la cantidad de energía de una longitud de onda definida que llega a él. Ésta ha sido reflejada por el objeto que se está observando, después de que él ha absorbido parte del total de la energía que le llegó. Aparte de aquellos factores físicos relacionados con la luz y el color, la determinación del color en el suelo se ve afectada por varios factores, como:

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Cantidad y tipo de luz que cae sobre la muestra, ya que de ella depende la que se va a reflejar hacia el ojo; el color determinado en campo abierto con luz natural es diferente al que se obtiene bajo la luz de una lámpara fluorescente.

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La superficie del suelo que se mira: superficies muy rugosas dispersan ampliamente la luz que reflejan, reduciendo la cantidad de ella que llega al ojo; este efecto es más intenso en la medida en que el ángulo de incidencia de la luz sea más agudo.

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La humedad de la muestra: a mayor contenido de humedad en la muestra, más oscuro se torna el color.

En la descripción del color del suelo se utilizan dos parámetros: La notación Munsell y el color Munsell. 

La notación define los valores para los parámetros hue, value y chroma del color del suelo.

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El color Munsell asigna un nombre de color a una determinada notación, con el fin de uniformizar la nomenclatura que se dé a los suelos.

3. HORIZONTES MAESTROS DEL SUELO

El suelo es un cuerpo tridimensional y para poder comprender su evolución debe observarse todo el conjunto. Esto implica que se debe exponer a la observación el interior del suelo.

Para observar el interior del suelo se debe realizar un corte vertical en él, exponiéndolo hasta una profundidad máxima de 2 m, para la mayoría de las aplicaciones prácticas, si antes no se encuentra el material parental fresco; el mínimo espesor del corte que es adecuado, es aquel que permita observar el solum (horizontes A y B), puesto que él es el que guarda el registro de la pedogénesis; el corte vertical mencionado se denomina perfil del suelo.

3.1. HORIZONTES Y CAPAS O Son porciones del suelo dominadas por materiales orgánicos; no importa si estos materiales han estado o no saturados con agua; tampoco importa el grado de descomposición que tengan dichos materiales orgánicos para merecer el símbolo O. En los horizontes o capas O, los materiales minerales representan un mínimo porcentaje del volumen de ellos y mucho menos de la mitad de su masa; generalmente, ellos se encuentran en la superficie de suelos minerales, aunque pueden presentarse enterrados por horizontes o capas minerales; también hay suelos donde todos los horizontes y capas son O.

3.2 HORIZONTES A Son horizontes minerales que se encuentran en la superficie del terreno o por debajo de un horizonte o capa O, si no son enterrados. Además, presentan: 

Acumulación de materia orgánica humificada, íntimamente mezclada con la fracción mineral del suelo y que no está dominado por características de horizontes E o B, y/o

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Propiedades resultantes de actividades de disturbación como laboreo, pastoreo, etc.

3.3. HORIZONTE E Es un horizonte mineral que se caracteriza por presentar pérdidas de arcillas y/o sesquióxidos de Fe y Al, generando una acumulación de partículas de arena y limo; generalmente está debajo de horizontes o capas O y A y sobre horizontes B; normalmente, presenta colores más claros y texturas más gruesas que los horizontes A y B, que lo confinan.

3.4. HORIZONTES B

Son horizontes minerales que se desarrollan por debajo de alguno de los horizontes descritos anteriormente. En éstos se ha perdido casi todo vestigio de la estructura original del material parental y se observa alguno de los siguientes rasgos pedológicos, solo o combinado con otros:

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Acumulación iluvial de arcillas, hierro, aluminio, humus, carbonatos, yeso y/o sílice.

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Remoción de carbonatos.

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Acumulación residual de sesquióxidos.

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Recubrimientos con sesquióxidos.

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Formación de arcilla y/o liberación de óxidos.

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Formación de estructura prismática o granular.

3.5. HORIZONTES Y CAPAS C

Son horizontes o capas que han sido muy poco afectados por procesos pedogenéticos; en las capas C se incluyen sedimentos, saprolitos y fragmentos de roca poco consolidados, que exhiben baja a moderada resistencia a la excavación; en los horizontes C se incluyen aquellas porciones del suelo que tienen acumulaciones de sílice, carbonatos, yeso o sales más solubles, aún endurecidas, que no presenten relación genética con los horizontes suprayacentes.