Bulk density and particle density

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Bulk density and Particle density (पुंज घनत्व और कण घनत्व):-
Density of soil (मृदा घनत्व):- Density of a substance is expresses as weight (mass) per unit volume. 
[किसी पदार्थ का घनत्व भार (द्रव्यमान) प्रति इकाई आयतन के रूप में अभिव्यक्त किया जाता है।]
Density = Mass / Volume
(घनत्व = द्रव्यमान / आयतन)
Soil density is expressed in two well accepted concepts: 
( घनत्व दो अच्छी तरह से स्वीकृत अवधारणाओं में अभिव्यक्त किया गया है:)
i. Bulk density or Apparent specific gravity 
(पुंज घनत्व या स्पष्ट विशिष्ट गुरुत्व)
ii. Particle density or Absolute specific gravity 
(कण घनत्व या पूर्ण विशिष्ट गुरुत्व)
Unit of expression (अभिव्यक्ति की इकाई):- In the metric system, particle density is expressed in terms of mega grams per cubic meter (Mg m-3) (1 Mg = 1000 kg or 1 tonne). Thus if 1 m3 of soil solids weighs 2.6 Mg, the particle density is 2.6 Mg m-3. Particle density can also be expressed as 2.6 g cm-3 (since 1 Mg =1 million grams and 1 m-3 =1 million cubic centimeters).
[मेट्रिक तंत्र में, कण घनत्व को मेगा ग्राम प्रति घन मीटर (Mg m-3) (1 Mg = 1000 किलोग्राम या 1 टन) के रूप में अभिव्यक्त किया जाता है। इस प्रकार यदि 1 m3 मृदा ठोस का भार 2.6 Mg है, तो कण घनत्व 2.6 Mg m-3 होगी। कण घनत्व को 2.6 g सेमी-3 के रूप में भी व्यक्त किया जा सकता है (चूंकि 1 Mg = 1 मिलियन ग्राम और 1 m-3 = 1 मिलियन घन सेंटीमीटर)।]

Bulk Density (Apparent specific gravity) [पुंज घनत्व (स्पष्ट विशिष्ट गुरुत्व)]:- The weight of a unit volume of soil inclusive of pore spaces is called bulk density. The bulk density of a soil is always smaller than its particle density. The bulk density of normal soils range between 1.00 to 1.6 g cc-1 with an average of 1.35 g cc-1. 1 cc-1 is exactly equal to 1 g/ml. The bulk density of sandy soil is about 1.6 g cc-1, whereas that of pure organic matter is about 0.5 g cc-1. Bulk density normally decreases, as mineral soils become finer in texture. The bulk density decreases with increase in total pore space present in the soil and gives a good estimate of the porosity of the soil. Bulk density is of greater importance than particle density in understanding the physical behavior of the soil. Generally soils with low bulk densities have favorable physical conditions. 
(छिद्र स्थानों सहित मृदा की एक इकाई मात्रा के भार को पुंज घनत्व कहा जाता है। मृदा का पुंज घनत्व हमेशा उसके कण घनत्व से कम होता है। सामान्य मृदा का पुंज घनत्व 1.00 से 1.6 ग्राम सीसी-1 के बीच होता है और औसत 1.35 ग्राम सीसी-1 होता है। 1 सीसी-1 बिल्कुल 1 ग्राम/मिलीलीटर के बराबर होता है। रेतीली मृदा का पुंज घनत्व लगभग 1.6 ग्राम सीसी-1 होता है, जबकि शुद्ध जैविक पदार्थ का घनत्व लगभग 0.5 ग्राम सीसी-1 होता है। पुंज घनत्व सामान्य रूप से कम होता है, क्योंकि खनिज मृदा बनावट में महीन हो जाती है। मृदा में मौजूद कुल छिद्र स्थान में वृद्धि के साथ पुंज घनत्व कम हो जाता है और मृदा की रंध्रता का एक अच्छा अनुमान देता है। मृदा के भौतिक व्यवहार को समझने में कण घनत्व की तुलना में पुंज घनत्व का अधिक महत्व है। आम तौर पर कम पुंज घनत्व वाली मृदा में अनुकूल भौतिक परिस्थितियाँ होती हैं।)

Factors affecting bulk density (पुंज घनत्व को प्रभावित करने वाले कारक):-
1. Pore space (छिद्र स्थान):- Soils with high pore space have lower bulk densities than soils with less pore space. Any factor that influence soil pore space will affect bulk density. 
(उच्च छिद्र वाली मृदा में कम छिद्र वाली मृदा की तुलना में थोक घनत्व कम होता है। मृदा के छिद्र स्थान को प्रभावित करने वाला कोई भी कारक थोक घनत्व को प्रभावित करेगा।)
2. Texture (बनावट):- Fine textured surface soils like silt loams, clays and clay loams have lower bulk densities than sandy soils. This is because the fine textured soils tend to organize in porous grains. This results in high pore space and low bulk density. However, in sandy soils, the solid particles lie close together and the bulk density is higher. Also the fine textured soils have high organic matter than sandy soils. 
(महीन बनावट वाली सतही मृदा जैसे गाद दोमट, चिकनी मृदा और चिकनी दोमट में रेतीली मृदा की तुलना में पुंज घनत्व कम होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि महीन बनावट वाली मृदा छिद्रपूर्ण दानों में व्यवस्थित होती है। इसके परिणामस्वरूप उच्च छिद्र स्थान और कम पुंज घनत्व होता है। हालाँकि, रेतीली मृदा में, ठोस कण एक-दूसरे के करीब रहते हैं और पुंज घनत्व अधिक होता है। इसके अलावा महीन बनावट वाली मृदा में रेतीली मृदा की तुलना में अधिक जैविक पदार्थ होते हैं।)
3. Organic matter content (जैविक पदार्थ सामग्री):- More the organic matter content in soil results in high pore space there by shows lower bulk density of soil and vice-versa. 
(मृदा में जैविक पदार्थ की मात्रा अधिक होने से उसमें छिद्र अधिक हो जाते हैं, जिससे मृदा का पुंज घनत्व कम हो जाता है।)

Particle Density (Absolute specific gravity) कण घनत्व (पूर्ण विशिष्ट गुरुत्व):- The weight per unit volume of the solid portion of soil is called particle density. Generally particle density of normal soils is 2.65 grams per cubic centimeter. The particle density is higher if large amount of heavy minerals such as magnetite, limonite and hematite are present in the soil. With increase in organic matter of the soil the particle density decreases. Particle density is also termed as true density. 
(मृदा के ठोस भाग के प्रति इकाई आयतन के भार को कण घनत्व कहा जाता है। सामान्यतः सामान्य मृदा का कण घनत्व 2.65 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर होता है। यदि मृदा में भारी मात्रा में मैग्नेटाइट, लिमोनाइट और हेमेटाइट जैसे भारी खनिज मौजूद हों तो कण घनत्व अधिक होता है। मृदा में जैविक पदार्थ बढ़ने से कण घनत्व कम हो जाता है। कण घनत्व को वास्तविक घनत्व भी कहा जाता है।)

Porosity (रंध्रता):- The pore space of a soil is the space occupied by air and water. The amount or ratio of pore space in a soil is determined by the arrangement of soil particles like sand, silt and clay. In sandy soils, the particles are arranged closely and the pore space is low. In clay soils, the particles are arranged in porous aggregates and the pore space is high. Presence of organic matter increases the pore space. 
(मृदा का छिद्र स्थान हवा और जल द्वारा घेर लिया गया स्थान है। मृदा में छिद्रों की मात्रा या अनुपात रेत, गाद और चिकनी जैसे मृदा कणों की व्यवस्था से निर्धारित होता है। रेतीली मृदा में, कण बारीकी से व्यवस्थित होते हैं और छिद्रों की जगह कम होती है। चिकनी मृदा में, कण छिद्रित समुच्चय में व्यवस्थित होते हैं और छिद्र स्थान ऊंचा होता है। जैविक पदार्थ की उपस्थिति से छिद्र स्थान बढ़ जाता है।)
Factors influencing pore space (छिद्र स्थान को प्रभावित करने वाले कारक):- 
1. Soil texture (मृदा बनावट):-
i. Sandy surface soil (रेतीली सतही मृदा):- 35 to 50 % 
ii. Medium to fine textured soils (मध्यम से महीन बनावट वाली मृदा):- 50 to 60 % 
iii. Compact sub soils (सघन उप मृदा):- 25 to 30% 
2. Crops / vegetation (फसलें / वनस्पति):- Some crops like blue grass increases the porosity to 57.2% from the original 50% Cropping reduces the porosity as cultivation reduces the organic matter content and hence decrease in granulation. Virgin soils have more pore space. Continuous cropping reduces pore space than intermittent cropping. More the number of crops per year, lesser will be the pore space particularly macro pores. Conservation tillage and no tillage reduces porosity than conventional tillage.
(नीली घास जैसी कुछ फसलें रंध्रता को 50% से बढ़ाकर 57.2% कर देती हैं। फसल काटने से रंध्रता कम हो जाती है क्योंकि खेती से जैविक पदार्थ की मात्रा कम हो जाती है और इसलिए दानेदार बनने में कमी आती है। अकृष्य मृदा में छिद्रों के लिए अधिक जगह होती है। रुक-रुक कर फसल काटने की तुलना में लगातार फसल काटने से छिद्रों की जगह कम हो जाती है। प्रति वर्ष फसलों की संख्या जितनी अधिक होगी, छिद्रों का स्थान, विशेषकर स्थूल छिद्रों का स्थान उतना ही कम होगा। पारंपरिक जुताई की तुलना में संरक्षण जुताई और बिना जुताई से रंध्रता कम हो जाती है।)
3. Size of pores (छिद्रों का आकार):-
i. Macro pores (non-capillary pores):- diameter > 0.05 mm
[स्थूल छिद्र (गैर-केशिका छिद्र):- व्यास > 0.05 मिमी]
ii. Micro pores (capillary pores):- diameter < 0.05 mm 
[सूक्ष्म छिद्र (केशिका छिद्र):- व्यास < 0.05 मिमी]
> In macro pores, air and water moves freely due to gravitation and mass flow. In micro pores, the movement of air and water is very slow and restricted to capillary movement and diffusion. 
(स्थूल छिद्रों में, हवा और जल गुरुत्वाकर्षण और द्रव्यमान प्रवाह के कारण स्वतंत्र रूप से चलते हैं। सूक्ष्म छिद्रों में, हवा और जल की गति बहुत धीमी होती है और केशिका गति और विसरण तक ही सीमित होती है।)
> Sandy soil have more macro pores and clay soils have more micro pores. So in sandy soils, water and air movement is rapid due to macro pores though the total pore space is lower and in clay soils the air and water is slower due to micro pores though the total pore space is higher. 
(रेतीली मृदा में अधिक स्थूल छिद्र होते हैं और चिकनी मृदा में अधिक सूक्ष्म छिद्र होते हैं। इसलिए रेतीली मृदा में, स्थूल छिद्रों के कारण जल और हवा की गति तेज होती है, हालांकि कुल छिद्र स्थान कम होता है और चिकनी मृदा में सूक्ष्म छिद्रों के कारण हवा और जल की गति धीमी होती है, हालांकि कुल छिद्र स्थान अधिक होता है।)
> Loamy soils will have 50% porosity and have equal portion of macro and micro pores. 
(दोमट मृदा में 50% रंध्रता होती है और इसमें स्थूल और सूक्ष्म छिद्र बराबर मात्रा में होते हैं।)
4. Specific surface of soil particles (मृदा कणों की विशिष्ट सतह):-
> The total surface area per unit volume of soil or per unit weight of soil is called specific surface and expressed as m2 g-1 soil.
(मृदा के प्रति इकाई आयतन या मृदा के प्रति इकाई भार के कुल सतह क्षेत्र को विशिष्ट सतह कहा जाता है और इसे मीटर2 ग्राम-1 मृदा के रूप में अभिव्यक्त किया जाता है)
> Specific surface of soil is an important parameter as most physical and chemical reactions in soil depends on and occur on the surface of soil particles. 
(मृदा की विशिष्ट सतह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है क्योंकि मृदा में अधिकांश भौतिक और रासायनिक अभिक्रियाएं मृदा कणों की सतह पर निर्भर करती हैं और घटित होती हैं।)
> Clay and silt are the most reactive parts of soil and hence their surface area is also important. The smaller the particle size, the higher will be the specific surface area and hence clay will have more specific surface area than sand. 
(चिकनी और गाद मृदा के सबसे अधिक अभिक्रियाशील भाग हैं और इसलिए उनका सतह क्षेत्र भी महत्वपूर्ण है। कण का आकार जितना छोटा होगा, विशिष्ट सतह क्षेत्र उतना ही अधिक होगा और इसलिए रेत की तुलना में मृदा का विशिष्ट सतह क्षेत्र अधिक होता है।)