Assessment of Water Requirement (WR) - Methods to estimate water requirement - lysimeter, Estimation of ET losses, soil moisture depletion, field experimentation technique, water balance method, drum culture technique, expressions of water requirement

Assessment of Water Requirement (WR) - Methods to estimate water requirement - lysimeter, Estimation of ET losses, soil moisture depletion, field experimentation technique, water balance method, drum culture technique, expressions of water requirement [जल आवश्यकता का आकलन (WR) - जल आवश्यकता का अनुमान लगाने की विधियाँ - लाइसीमीटर, ET हानि का आकलन, मृदा नमी का क्षरण, क्षेत्र प्रयोग तकनीक, जल संतुलन विधि, ड्रम कल्चर तकनीक, जल आवश्यकता की अभिव्यक्तियाँ]:-

Concept of Water Requirement (WR) (जल आवश्यकता की अवधारणा):- It is the total quantity of water needed by a crop from sowing to harvest for optimum growth.

(यह बुवाई से लेकर कटाई तक फसल की इष्टतम वृद्धि के लिए आवश्यक जल की कुल मात्रा है।)

Components of WR (WR के घटक):-

> Evapotranspiration (ET) (major component)

[वाष्पीवाष्पोत्सर्जन (ET) (प्रमुख घटक)]

> Special needs (land preparation, puddling, etc.)

[विशेष आवश्यकताएँ (भूमि की तैयारी, मिट्टी को समतल करना आदि)]

> Application losses

(अनुप्रयोग हानियाँ)

> Percolation & seepage losses

(रिसने और रिसाव से होने वाली हानियाँ)

Formula (सूत्र):-

WR = ET + Application losses + Special needs

(WR = ET + अनुप्रयोग हानियाँ + विशेष आवश्यकताएँ)

Methods to Estimate Water Requirement (जल आवश्यकता का अनुमान लगाने की विधियाँ):-

a. Lysimeter Method (Direct Method) [लाइसीमीटर विधि (प्रत्यक्ष विधि)]:- A lysimeter is a device used to measure actual evapotranspiration (ET). Lysimeters measure evapotranspiration (ET) primarily in natural conditions to determine real-world crop water use, but they can also operate in controlled environments (like greenhouses) for specific experimental research. 

[लाइसीमीटर एक ऐसा उपकरण है जिसका उपयोग वास्तविक वाष्पीवाष्पोत्सर्जन (ET) को मापने के लिए किया जाता है। लाइसीमीटर मुख्य रूप से प्राकृतिक परिस्थितियों में वाष्पीवाष्पोत्सर्जन (ET) को मापते हैं ताकि फसलों द्वारा वास्तविक स्तर पर पानी के उपयोग का निर्धारण किया जा सके, लेकिन विशिष्ट प्रायोगिक अनुसंधान के लिए इन्हें नियंत्रित वातावरण (जैसे ग्रीनहाउस) में भी संचालित किया जा सकता है।]

Types (प्रकार):-

i. Weighing lysimeter

(भारित लाइसीमीटर)

ii. Non-weighing lysimeter

(गैर-भारित लाइसीमीटर)

iii. Drainage lysimeter

(जल निकासी लाइसीमीटर)

Working (कार्यप्रणाली):-

> Soil with crop is enclosed in a tank

(फसल सहित मिट्टी को एक टैंक में बंद किया जाता है)

> Water added and drainage collected

(पानी डाला जाता है और जल निकासी एकत्रित की जाती है)

> ET calculated from water balance

(जल संतुलन से ET की गणना की जाती है)

Formula (सूत्र):-

ET = P + I − D − R ± ΔS

Where (जहाँ):

P = Precipitation (वर्षा)

I = Irrigation (सिंचाई)

D = Drainage (जल निकासी)

R = Runoff (अपवाह)

ΔS = Change in soil moisture

(मृदा नमी में परिवर्तन)

Advantages (लाभ):-

> Highly accurate

(अत्यधिक सटीक)

> Measures real crop water use

(फसल द्वारा वास्तविक जल उपयोग का मापन)

Limitations (सीमाएँ):-

> Expensive

(महंगा)

> Requires maintenance

(रखरखाव की आवश्यकता)

b. Estimation of Evapotranspiration (ET) Losses [वाष्पोत्सर्जन (ET) हानि का अनुमान]:-

Methods (विधियाँ):-

i. Climatological methods (जलवायु संबंधी विधियाँ):-

> Penman method

(पेनमैन विधि)

> Blaney-Criddle method

(ब्लेनी-क्रिडल विधि)

ii. Pan evaporation method (पैन वाष्पीकरण विधि):-

> Uses Class A evaporation pan

(श्रेणी ए वाष्पीकरण पैन का उपयोग)

Formula (सूत्र):-

ETc = Kp × Kc × Ep

Where (जहाँ): 

Kp = Pan coefficient (पैन गुणांक)

Kc = Crop coefficient (फसल गुणांक)

Ep = Pan evaporation (पैन वाष्पीकरण)

Importance (महत्व):-

> Widely used in irrigation scheduling

(सिंचाई अनुसूची में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है)

> Based on weather data

(मौसम के आंकड़ों पर आधारित)

c. Soil Moisture Depletion Method (मृदा नमी क्षरण विधि):-

Principle (सिद्धांत):- Measures water used by crop from soil profile.

(मृदा परत से फसल द्वारा उपयोग किए गए जल की मात्रा मापती है।)

Procedure (प्रक्रिया):-

> Soil samples taken before and after irrigation

(सिंचाई से पहले और बाद में मृदा के नमूने लिए जाते हैं)

> Moisture content determined

(नमी की मात्रा निर्धारित की जाती है)

Formula (सूत्र):-

WR = ∑(M1 − M2) × Bulk density × Depth

[जल क्षरण दर = ∑(M1 − M2) × घनत्व × गहराई]

Where (जहाँ):

M₁ = Initial moisture (प्रारंभिक नमी)

M₂ = Final moisture (अंतिम नमी)

Advantages (लाभ):-

> Simple and practical

(सरल और व्यावहारिक)

> Useful for field conditions

(खेत की परिस्थितियों के लिए उपयोगी)

Limitations (सीमाएँ):-

> Labor-intensive

(श्रमसाध्य)

> Sampling errors possible

(नमूनाकरण त्रुटियाँ संभव हैं)

d. Field Experimentation Technique (क्षेत्र प्रयोग तकनीक):-

Method (विधि):-

> Conduct field trials with different irrigation levels

(विभिन्न सिंचाई स्तरों के साथ क्षेत्र परीक्षण करें)

> Measure crop yield and water applied

(फसल की उपज और उपयोग किए गए पानी की मात्रा मापें)

Approach (दृष्टिकोण):-

> Plot experiments

(भूखंड प्रयोग करें)

> Determine optimum irrigation level

(इष्टतम सिंचाई स्तर निर्धारित करें)

Advantages (लाभ):-

> Practical and realistic

(व्यावहारिक और यथार्थवादी)

> Includes field variability

(क्षेत्र की विभिन्नताओं को शामिल करता है)

Limitations (सीमाएँ):-

> Time-consuming

(समय लेने वाला)

> Requires large area

(बड़े क्षेत्र की आवश्यकता)

e. Water Balance Method (जल संतुलन विधि):-

Principle (सिद्धांत):- Based on input-output relationship of water in soil.

(मृदा में जल के इनपुट-आउटपुट संबंध पर आधारित।)

Formula (सूत्र):-

ET = P + I − R − D ± ΔS

Components (घटक):-

Inputs (इनपुट):- Rainfall (P), Irrigation (I)

[वर्षा (P), सिंचाई (I)]

Outputs (आउटपुट):- Runoff (R), Drainage (D), ET

[अपवाह (R), जल निकासी (D), ET]

Advantages (लाभ):-

> Scientific and comprehensive

(वैज्ञानिक और व्यापक)

> Applicable at field and watershed level

(खेत और जलसंभर स्तर पर लागू)

Limitations (सीमाएँ):- Requires accurate measurement of all components

(सभी घटकों का सटीक मापन आवश्यक है)

f. Drum Culture Technique (ड्रम कल्चर तकनीक):-

Method (विधि):-

> Crops grown in drums filled with soil

(मिट्टी से भरे ड्रमों में फसलें उगाई जाती हैं)

> Known quantity of water applied

(पानी की ज्ञात मात्रा डाली जाती है)

> Drainage measured

(जल निकासी मापी जाती है)

Use (उपयोग):-

> Small-scale ET studies

(छोटे पैमाने पर ET अध्ययन)

> Experimental purposes

(प्रायोगिक उद्देश्य)

Advantages (लाभ):-

> Simple and low-cost

(सरल और कम लागत वाली)

> Controlled environment

(नियंत्रित वातावरण)

Limitations (सीमाएँ):- Not fully representative of field conditions

(खेत की स्थितियों का पूर्णतः प्रतिनिधित्व नहीं करती)

Expressions of Water Requirement (जल आवश्यकता के निर्धारण के तरीके):- Water requirement can be expressed in different ways:

(जल आवश्यकता को कई तरीकों से व्यक्त किया जा सकता है:)

i. Depth (cm or mm) [गहराई (सेमी या मिमी)]:- Most common expression

(सबसे आम तरीका)

Example (उदाहरण):- 500 mm seasonal WR

[500 मिमी मौसमी जल निकासी (WR)]

ii. Volume (m³/ha) [आयतन (मी³/हेक्टेयर)]:- Useful for irrigation planning

(सिंचाई योजना के लिए उपयोगी)

Example (उदाहरण):- 1 ha-cm = 100 m³, 1 ha-m = 10,000 m³

(1 हेक्टेयर - सेमी = 100 मी³, 1 हेक्टेयर - मी = 10,000 मी³)

iii. Duty of Water (जल का उपयोग):- Area irrigated per unit discharge

(प्रति इकाई जल निकासी से सिंचित क्षेत्र)

iv. Delta (Δ) (डेल्टा):- Total depth of water required during crop period

(फसल अवधि के दौरान आवश्यक जल की कुल गहराई)

v. Base Period (B) (आधार अवधि):- Time duration of crop

(फसल की समयावधि)

vi. Consumptive Use (CU) (उपभोग्य उपयोग):- Total water used in ET

(ET में कुल प्रयुक्त जल)

vii. Irrigation Requirement (IR) (सिंचाई आवश्यकता):-

IR = WR − Effective rainfall

(IR = WR - प्रभावी वर्षा)