Soil water

Soil water (मृदा जल):-

Soil water classification (मृदा जल वर्गीकरण):- Soil water has been classified from a physical and biological point of view as Physical classification of soil water, and biological classification of soil water.

(मृदा जल को भौतिक एवं जैविक दृष्टिकोण से मृदा जल का भौतिक वर्गीकरण तथा मृदा जल का जैविक वर्गीकरण के रूप में वर्गीकृत किया गया है।)

> Water is a tasteless, odorless, and nearly colorless liquid at standard temperature and pressure, essential for life due to its unique physical properties. It exists in three states (solid, liquid, gas), has a high boiling point (100°C), freezing point (0°C), high specific heat (1.0 Cal/g), high surface tension, and acts as a universal solvent.

[मानक तापमान और दाब पर जल एक स्वादहीन, गंधहीन और लगभग रंगहीन द्रव है, जो अपने अद्वितीय भौतिक गुणों के कारण जीवन के लिए आवश्यक है। यह तीन अवस्थाओं (ठोस, द्रव, गैस) में पाया जाता है, इसका क्वथनांक (100°C), हिमांक (0°C), विशिष्ट ऊष्मा (1.0 कैलोरी/ग्राम) और पृष्ठ तनाव उच्च होता है, और यह एक सार्वभौमिक विलायक के रूप में कार्य करता है।]

A. Physical classification of soil water (मृदा जल का भौतिक वर्गीकरण):-

1. Gravitational water (गुरुत्वाकर्षण जल):- Gravitational water occupies the larger soil pores (macro pores) and moves down readily under the force of gravity. Water in excess of the field capacity is termed gravitational water. Gravitational water is of no use to plants because it occupies the larger pores. It reduces aeration in the soil. Thus, its removal from soil is a requisite for optimum plant growth. Soil moisture tension at gravitational state is zero or less than 1/3 atmosphere.

[गुरुत्वाकर्षण जल मृदा के बड़े छिद्रों (वृहद छिद्र) पर कब्जा कर लेता है और गुरुत्वाकर्षण बल के अधीन आसानी से नीचे चला जाता है। क्षेत्र धारिता से अधिक जल को गुरुत्वाकर्षण जल कहा जाता है। गुरुत्वाकर्षण जल पौधों के लिए किसी काम का नहीं होता है क्योंकि यह बड़े छिद्रों पर कब्जा कर लेता है। यह मृदा में वातायन को कम करता है। इस प्रकार, पौधों की इष्टतम वृद्धि के लिए इसे मृदा से हटाना आवश्यक है। गुरुत्वाकर्षण अवस्था में मृदा की नमी का तनाव शून्य या 1/3 वायुमंडल से कम होता है।]

Factors affecting gravitational water (गुरुत्वाकर्षण जल को प्रभावित करने वाले कारक):-

i. Texture (बनावट):- It plays a great role in controlling the rate of movement of gravitational water. The flow of water is proportional to the size of particles. The bigger the particle, the more rapid is the flow or movement. Because of the larger size of pore, water percolates more easily and rapidly in sandy soils than in clay soils.

(यह गुरुत्वाकर्षण जल की गति को नियंत्रित करने में बहुत बड़ी भूमिका निभाता है। जल का प्रवाह कणों के आकार के समानुपाती होता है। कण जितना बड़ा होगा, प्रवाह या गति उतनी ही तीव्र होगी। छिद्रों के बड़े आकार के कारण, जल चिकनी मृदा की तुलना में रेतीली मृदा में अधिक आसानी से और तेजी से रिसता है।)

ii. Structure (संरचना):- It also affects gravitational water. In platy structure movement of gravitational water is slow and water stagnates in the soil. Granular and crumby structure helps to improve gravitational water movement. In clay soils having single grain structure, the gravitational water, percolates more slowly. If clay soils form aggregates (granular structure), the movement of gravitational water improves.

[यह गुरुत्वाकर्षण जल को भी प्रभावित करती है। पठारी संरचना में गुरुत्वाकर्षण जल की गति धीमी होती है और जल मृदा में रुक जाता है। दानेदार और भुरभुरी संरचना गुरुत्वाकर्षण जल संचलन को बेहतर बनाने में मदद करती है। एकल कण संरचना वाली चिकनी मृदा में, गुरुत्वाकर्षण जल अधिक धीमी गति से रिसता है। यदि चिकनी मृदा समुच्चय (दानेदार संरचना) बनाती है, तो गुरुत्वाकर्षण जल की गति में सुधार होता है।]

2. Capillary water (केशिका जल):- Capillary water is held in the capillary pores (micro pores). Capillary water is retained on the soil particles by surface forces. It is held so strongly that gravity cannot remove it from the soil particles. The molecules of capillary water are free and mobile and are present in a liquid state. Due to this reason, it evaporates easily at ordinary temperature though it is held firmly by the soil particle; plant roots are able to absorb it. Capillary water is, therefore, known as available water. The capillary water is held between 1/3 and 31 atmosphere pressure.

[केशिका जल केशिका छिद्रों (सूक्ष्म छिद्रों) में जमा रहता है। सतही बलों द्वारा केशिका जल मृदा के कणों पर बना रहता है। इसे इतनी मजबूती से पकड़ा रहता है कि गुरुत्वाकर्षण इसे मृदा कणों से नहीं हटा सकता। केशिका जल के अणु स्वतंत्र एवं गतिशील होते हैं और तरल अवस्था में मौजूद होते हैं। इस कारण से, यह सामान्य तापमान पर आसानी से वाष्पित हो जाता है, हालांकि यह मृदा कण द्वारा मजबूती से पकड़ा रहता है। पौधे की जड़ें इसे अवशोषित करने में सक्षम होती हैं। इसलिए, केशिका जल को उपलब्ध जल के रूप में जाना जाता है। केशिका जल 1/3 और 31 वायुमंडल दबाव के बीच रहता है।]

Factors affecting capillary water (केशिका जल को प्रभावित करने वाले कारक):- The amount of capillary water that a soil is able to hold varies considerably. The following factors are responsible for variation in the amount of capillary water:

(मृदा द्वारा धारण करने में सक्षम केशिका जल की मात्रा काफी भिन्न होती है। केशिका जल की मात्रा में भिन्नता के लिए निम्नलिखित कारक जिम्मेदार हैं:)

i. Surface tension (सतह तनाव):- An increase in surface tension increases the amount of capillary water.

(सतही तनाव में वृद्धि से केशिका जल की मात्रा बढ़ जाती है।)

ii. Soil texture (मृदा बनावट):- The finer the texture of a soil, greater is the amount of capillary water holds. This is mainly due to the greater surface area and a greater number of micro pores.

(मृदा की बनावट जितनी महीन होगी, केशिका जल की मात्रा उतनी ही अधिक होगी। यह मुख्य रूप से अधिक सतह क्षेत्र और अधिक संख्या में सूक्ष्म छिद्रों के कारण होता है।)

iii. Soil structure (मृदा संरचना):- Platy structure contains more water than granular structure.

(परतदार संरचना में दानेदार संरचना की तुलना में अधिक जल होता है।)

iv. Organic matter (जैविक पदार्थ):- The presence of organic matter helps to increase the capillary capacity of a soil. Organic matter itself has a great capillary capacity. Undecomposed organic matter is generally porous having a large surface area, which helps to hold more capillary water. The humus that is formed on decomposition has a great capacity for absorbing and holding water. Hence the presence of organic matter in soil increases the amount of capillary water in soil.

(जैविक पदार्थ की उपस्थिति मृदा की केशिका क्षमता को बढ़ाने में मदद करती है। जैविक पदार्थ में स्वयं एक महान केशिका क्षमता होती है। अनअपघटित जैविक पदार्थ आम तौर पर बड़े सतह क्षेत्र वाला छिद्रपूर्ण होता है, जो अधिक केशिका जल को धारण करने में मदद करता है। अपघटित होने पर जो ह्यूमस बनता है उसमें जल को सोखने और धारण करने की बड़ी क्षमता होती है। अतः मृदा में जैविक पदार्थ की उपस्थिति से मृदा में केशिका जल की मात्रा बढ़ जाती है।)

Matric Suction (मैट्रिक्स सक्शन):- It is the negative pore water pressure (Ua - Uw) in unsaturated soil, representing the tenacity with which the soil matrix holds water due to surface tension and capillary forces. It increases as soil dries and acts as a key factor in unsaturated soil mechanics, governing shear strength, slope stability, and volume changes. A tensiometer directly measures the matric suction (or matric potential) of soil by monitoring the negative pore-water pressure.

[यह असंतृप्त मिट्टी में नकारात्मक छिद्र जल दाब (Ua - Uw) है, जो सतही तनाव और केशिका बलों के कारण मिट्टी के मैट्रिक्स द्वारा जल को धारण करने की दृढ़ता को दर्शाता है। मिट्टी के सूखने पर यह बढ़ता है और असंतृप्त मिट्टी यांत्रिकी में एक प्रमुख कारक के रूप में कार्य करता है, जो अपरूपण शक्ति, ढलान स्थिरता और आयतन परिवर्तन को नियंत्रित करता है। एक टेन्सियोमीटर नकारात्मक छिद्र जल दाब की निगरानी करके मिट्टी के मैट्रिक्स सक्शन (या मैट्रिक्स विभव) को सीधे मापता है।]

3. Hygroscopic water (आर्द्रताग्राही जल):- The water that held tightly on the surface of soil colloidal particle is known as hygroscopic water. It is essentially non-liquid and moves primarily in the vapour form. Hygroscopic water held so tenaciously (31 to 10000 atmosphere) by soil particles that plants cannot absorb it. Some microorganism may utilize hygroscopic water. As hygroscopic water is held tenaciously by surface forces its removal from the soil requires a certain amount of energy. Unlike capillary water which evaporates easily at atmospheric temperature, hygroscopic water cannot be separated from the soil unless it is heated.

[वह जल जो मृदा की सतह पर कोलाइडल कणों को मजबूती से पकड़कर रखता है उसे आर्द्रताग्राही जल के रूप में जाना जाता है। यह अनिवार्य रूप से गैर-तरल होता है और मुख्य रूप से वाष्प के रूप में चलता है। आर्द्रताग्राही जल मृदा के कणों द्वारा इतनी दृढ़ता से (31 से 10000 वायुमंडल) धारण किया जाता है कि पौधे इसे अवशोषित नहीं कर सकते हैं। कुछ सूक्ष्मजीव आर्द्रताग्राही जल का उपयोग कर सकते हैं। चूंकि आर्द्रताग्राही जल को सतही बलों द्वारा मजबूती से पकड़कर रखा जाता है, इसलिए मृदा से इसे हटाने के लिए एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। केशिका जल के विपरीत जो वायुमंडलीय तापमान पर आसानी से वाष्पित हो जाता है, आर्द्रताग्राही जल को मृदा से तब तक अलग नहीं किया जा सकता जब तक कि इसे गर्म न किया जाए।]

Factors affecting hygroscopic water (आर्द्रताग्राही जल को प्रभावित करने वाले कारक):- Hygroscopic water is held on the surface of colloidal particles by the dipole orientation of water molecules. The amount of hygroscopic water varies inversely with the size of soil particles. The smaller the particle, the greater is the amount of hygroscopic water it adsorbs. Fine textured soils like clay contain more hygroscopic water than coarse - textured soils. The amount of clay and also its nature influences the amount of hygroscopic water. Clay minerals of the montmorillonite type with their large surface area adsorb more water than those of the kaolinite type, while illite minerals are intermediate.

(आर्द्रताग्राही जल अणुओं के द्विध्रुवीय अभिविन्यास द्वारा कोलाइडल कणों की सतह पर बना रहता है। आर्द्रताग्राही जल की मात्रा मृदा कणों के आकार के विपरीत भिन्न होती है। कण जितना छोटा होगा, अधिशोषित होने वाले आर्द्रताग्राही जल की मात्रा उतनी ही अधिक होगी। चिकनी मृदा जैसी महीन बनावट वाली मृदा में मोटे बनावट वाली मृदा की तुलना में अधिक आर्द्रताग्राही जल होता है। मृदा की मात्रा और उसकी प्रकृति भी आर्द्रताग्राही जल की मात्रा को प्रभावित करती है। मोंटमोरिलोनाइट प्रकार के चिकने खनिज अपने बड़े सतह क्षेत्र के साथ काओलिनाइट प्रकार की तुलना में अधिक जल अधिशोषित करते हैं, जबकि इलाइट खनिज मध्यवर्ती होते हैं।)

B. Biological Classification of Soil Water (मृदा जल का जैविक वर्गीकरण):- There is a definite relationship between moisture retention and its utilization by plants. This classification based on the availability of water to the plant. Soil moisture can be divided into three parts:

(नमी बनाए रखने और पौधों द्वारा इसके उपयोग के बीच एक निश्चित संबंध होता है। यह वर्गीकरण पौधे को जल की उपलब्धता पर आधारित होता है। मृदा नमी को तीन भागों में बाँटा जा सकता है:)

1. Available water (उपलब्ध जल):- The water which lies between wilting coefficient and field capacity. It is obtained by subtracting wilting coefficient from moisture equivalent.

(वह जल जो मुरझान गुणांक और क्षेत्र धारिता के बीच स्थित होता है। यह नमी समकक्ष से मुरझान गुणांक को घटाकर प्राप्त किया जाता है।)

2. Unavailable water (अनुपलब्ध जल):- This includes the whole of the hygroscopic water plus a part of the capillary water below the wilting point.

(इसमें संपूर्ण आर्द्रताग्राही जल और मुरझान बिंदु के नीचे केशिका जल का एक हिस्सा शामिल है।)

3. Super available or superfluous water (अत्यधिक उपलब्ध या अत्यधिक पानी):- The water beyond the field capacity stage is said to be super available. It includes gravitational water plus a part of the capillary water removed from larger interstices. This water is unavailable for the use of plants. The presence of super-available water in a soil for any extended period is harmful to plant growth because of the lack of air.

(ऐसा कहा जाता है कि क्षेत्र धारिता स्तर से परे जल अत्यधिक उपलब्ध होता है। इसमें गुरुत्वाकर्षण जल और बड़े अंतरालों से निकाले गए केशिका जल का एक हिस्सा शामिल है। यह जल पौधों के उपयोग के लिए अनुपलब्ध होता है। किसी भी विस्तारित अवधि के लिए मृदा में अति-उपलब्ध जल की उपस्थिति हवा की कमी के कारण पौधों की वृद्धि के लिए हानिकारक होता है।)

Forces of soil water retention (मृदा जल धारण के बल):- Water that enters in the soil is retained by means of the following three forces:

(मृदा में प्रवेश करने वाला जल निम्नलिखित तीन बलों के माध्यम से बरकरार रहता है:)

1. Force of adhesion (आसंजन का बल):- It is the attraction of solid surface of water molecules (It is the attraction of unlike materials to each other). Due to the force of adhesion, the water molecules are attached to the surface of soil particles and thus a thin film of water is tightly held around the soil particles. Finer the soil particles, greater the surface area and consequently, the water film is held or retained more tightly.

[यह जल के अणुओं की ठोस सतह का आकर्षण है (यह एक दूसरे के प्रति भिन्न सामग्रियों का आकर्षण है)। आसंजन बल के कारण, जल के अणु मृदा कणों की सतह से जुड़े होते हैं और इस प्रकार जल की एक पतली फिल्म मृदा कणों के चारों ओर कसकर चिपक जाती है। मृदा कण जितने महीन होंगे, सतह का क्षेत्रफल उतना अधिक होगा और परिणामस्वरूप, जल की फिल्म अधिक मजबूती से टिकी रहेगी।]

2. Force of cohesion (ससंजन का बल):- It is attraction between similar molecules of like characteristics. Cohesion is attraction of water molecules for each other. When more water is added to the moist soil, the cohesive force comes into action and the freshly added molecules get attracted towards already existing water molecules. This results in thickening of water film around the soil particles.

(यह समान विशेषताओं वाले समान अणुओं के बीच आकर्षण है। ससंजन जल के अणुओं का एक दूसरे के प्रति आकर्षण है। जब नम मृदा में अधिक जल डाला जाता है, तो संसंजक बल क्रियाशील हो जाता है और ताज़ा जोड़े गए अणु पहले से मौजूद जल के अणुओं की ओर आकर्षित हो जाते हैं। इसके परिणामस्वरूप मृदा कणों के चारों ओर जल की परत मोटी हो जाती है।)

3. Soil colloids (Clay or humus particles) मृदा कोलाइड्स (चिकने या ह्यूमस कण):- The water is also retained in the soil due to soil colloids like clay or humus particles. The water thus retained in the soil is called imbibitional moisture. Such retention of moisture is different in different soils. Fine textured soils having greater aggregation and more organic matter or humus retain much more quantity of water than those coarse textured single grained soils which are poor in organic matter.

(मृदा कोलाइड्स जैसे चिकने या ह्यूमस कणों के कारण भी जल मृदा में बना रहता है। इस प्रकार मृदा में जमा जल को अंतःशोषणीय नमी कहा जाता है। नमी की ऐसी धारणता अलग-अलग मृदाओं में अलग-अलग होती है। अधिक एकत्रीकरण और अधिक जैविक पदार्थ या ह्यूमस वाली महीन बनावट वाली मृदा उन मोटे बनावट वाली एकल कण वाली मृदा की तुलना में बहुत अधिक मात्रा में जल बनाए रखती है, जिनमें जैविक पदार्थ की कमी होती है।)

Water Movement Processes in Soil (मिट्टी में जल संचलन प्रक्रियाएँ):-

i. Infiltration (अंतर्प्रवाह):- The initial entry of water into the soil surface from rainfall or irrigation. It is highest when soil is dry and decreases as the surface becomes saturated.

(वर्षा या सिंचाई से पानी का मिट्टी की सतह में प्रारंभिक प्रवेश। यह शुष्क मिट्टी में सबसे अधिक होता है और सतह के संतृप्त होने पर कम हो जाता है।)

ii. Percolation (रिसना):- The downward movement of water through the soil profile after it has already infiltrated. This process is essential for recharging groundwater aquifers.

(अंतर्प्रवाह के बाद मिट्टी की परतों से पानी का नीचे की ओर संचलन। यह प्रक्रिया भूजल जलभंडारों के पुनर्भरण के लिए आवश्यक है।)

iii. Seepage (रिसाव):- Often refers to the lateral or horizontal movement of water, such as water escaping from the sides of irrigation canals or reservoirs.

(अक्सर पानी के पार्श्व या क्षैतिज संचलन को संदर्भित करता है, जैसे सिंचाई नहरों या जलाशयों के किनारों से पानी का रिसाव।)