Soil water relations - physical nature and characteristics of soil - adhesion, cohesion, capillarity, porosity, bulk density and particle density; effective root zone depth

Soil water relations - physical nature and characteristics of soil - adhesion, cohesion, capillarity, porosity, bulk density and particle density; effective root zone depth (मृदा जल संबंध - मृदा की भौतिक प्रकृति और विशेषताएँ - आसंजन, संसंजन, केशिकात्व, छिद्रता, स्थूल घनत्व और कण घनत्व; प्रभावी जड़ क्षेत्र की गहराई):- Soil water relations describe how water interacts with soil particles and how it is stored, moves, and becomes available to plants.

(मृदा जल संबंध यह वर्णन करते हैं कि जल मृदा कणों के साथ कैसे अंतःक्रिया करता है और यह कैसे संग्रहित होता है, गति करता है और पौधों के लिए उपलब्ध होता है।)

Physical Nature of Soil (मृदा की भौतिक प्रकृति):- 

Three-phase system (त्रि-अवस्था प्रणाली):- Soil is a three-phase system:

(मृदा एक त्रि-अवस्था प्रणाली है:)

i. Solid phase (ठोस अवस्था):- Mineral particles + Organic matter

(खनिज कण + कार्बनिक पदार्थ)

ii. Liquid phase (द्रव अवस्था):- Soil water (मृदा जल)

iii. Gaseous phase (गैसीय अवस्था):- Soil air (मृदा वायु)

Soil Texture & Structure (मृदा की बनावट और संरचना):- 

Texture (बनावट):- Proportion of sand, silt, clay

(रेत, गाद और चिकनी मिट्टी का अनुपात)

Structure (संरचना):- Arrangement of particles into aggregates

(कणों का समुच्चय में व्यवस्थित होना)

Note (नोट):- These directly affect water retention, drainage, aeration, and root growth.

(ये जल धारण, जल निकासी, वातन और जड़ वृद्धि को सीधे प्रभावित करते हैं।)

Important Soil Water Relations (मृदा जल संबंध के महत्वपूर्ण पहलू):-

i. Adhesion (आसंजन):-

> Attraction between water molecules and soil particles

(जल अणुओं और मृदा कणों के बीच आकर्षण)

> Helps water stick to soil surfaces

(जल को मृदा की सतह पर स्थिर रखने में सहायक)

Importance (महत्व):-

- Retains water in soil pores

(मृदा छिद्रों में जल को बनाए रखता है)

- Essential for thin water films around particles

(कणों के चारों ओर पतली जल परत के लिए आवश्यक)

ii. Cohesion (संसंजन):-

> Attraction between water molecules themselves

(जल अणुओं के बीच आकर्षण)

Importance (महत्व):-

> Maintains continuity of water column

(जल स्तंभ की निरंतरता बनाए रखता है)

> Helps water movement in plants (transpiration stream)

[पौधों में जल की गति में सहायक (वाष्पोत्सर्जन प्रवाह)]

iii. Capillarity (केशिकात्व):- 

> Movement of water in small pores due to adhesion + cohesion

(आसंजन और संसंजन के कारण छोटे छिद्रों में जल का संचलन)

Example (उदाहरण):- Water rises upward from groundwater to root zone

(भूजल से जड़ क्षेत्र तक जल का ऊपर की ओर बढ़ना)

Importance (महत्व):-

> Supplies water to plants during dry periods

(शुष्क मौसम में पौधों को जल की आपूर्ति)

> Stronger in clayey soils than sandy soils

(रेतीली मिट्टी की तुलना में चिकनी मिट्टी में अधिक प्रबल)

iv. Porosity (छिद्रता):- Percentage of pore space in soil.

(मिट्टी में छिद्र स्थान का प्रतिशत।)

Formula (सूत्र):-

Types of pores (छिद्रों के प्रकार):-

i. Macropores (वृहद छिद्र):- Air movement, drainage

(वायु संचलन, जल निकासी)

ii. Micropores (सूक्ष्म छिद्र):- Water retention

(जल प्रतिधारण)

Importance (महत्व):- Controls water holding capacity and aeration

(जल धारण क्षमता और वायु संचार को नियंत्रित करता है।)

v. Bulk Density (BD) (थोक घनत्व):- Mass of dry soil per unit total volume.

(प्रति इकाई आयतन में शुष्क मिट्टी का द्रव्यमान।)

Formula (सूत्र):-

Unit (इकाई):- g/cm³ (ग्राम/सेमी³)

Typical values (सामान्य मान):-

i. Sandy soil (रेतीली मिट्टी):- 1.5–1.7 g/cm³ (1.5–1.7 ग्राम/सेमी³)

ii. Clay soil (चिकनी मिट्टी):- 1.1–1.4 g/cm³ (1.1–1.4 ग्राम/सेमी³)

Importance (महत्व):-

> Indicates soil compaction

(मिट्टी के संघनन को दर्शाता है।)

> High BD → poor root growth & low infiltration

(उच्च BD → जड़ों की खराब वृद्धि और कम जल अंतर्प्रवाह।)

vi. Particle Density (PD) (कण घनत्व):- Mass of soil solids per unit volume (excluding pores)

[प्रति इकाई आयतन में मृदा ठोस पदार्थों का द्रव्यमान (छिद्रों को छोड़कर)]

Formula (सूत्र):-

Average value (औसत मान):- ≈ 2.65 g/cm³ (for mineral soils)

[≈ 2.65 ग्राम/सेमी³ (खनिज मृदाओं के लिए)]

Importance (महत्व):-

> Used to calculate porosity

(सरंध्रता की गणना में उपयोग किया जाता है)

> Helps understand mineral composition

(खनिज संरचना को समझने में सहायक)

Effective Root Zone Depth (प्रभावी जड़ क्षेत्र की गहराई):- The depth of soil from which plants extract most of their water and nutrients.

(मिट्टी की वह गहराई जहाँ से पौधे अपना अधिकांश जल और पोषक तत्व ग्रहण करते हैं।)

Classification of Crops (Based on Root Depth) [फसलों का वर्गीकरण (जड़ की गहराई के आधार पर)]:-

i. Shallow rooted (उथली जड़ वाली फसलें):- 30–60 cm

ii. Medium rooted (मध्यम जड़ वाली फसलें):- 60–90 cm

iii. Deep rooted (गहरी जड़ वाली फसलें):- 90–150 cm or more (90-150 सेमी या उससे अधिक)

Examples (उदाहरण):-

i. Shallow roots (उथली जड़ वाली फसलें):- Onion, Lettuce (प्याज, लेट्यूस)

ii. Medium roots (मध्यम जड़ वाली फसलें):- Wheat, Maize (गेहूं, मक्का)

iii. Deep roots (गहरी जड़ वाली फसलें):- Sugarcane, Cotton (गन्ना, कपास)

Factors Affecting Root Zone Depth (जड़ क्षेत्र की गहराई को प्रभावित करने वाले कारक):-

i. Soil type (hardpan restricts roots)

[मिट्टी का प्रकार (कठोर परत जड़ों को अवरुद्ध करती है)]

ii. Soil moisture availability

(मिट्टी में नमी की उपलब्धता)

iii. Aeration

(वायु संचार)

iv. Nutrient availability

(पोषक तत्वों की उपलब्धता)

v. Crop species

(फसल की प्रजाति)

vi. Irrigation practices

(सिंचाई पद्धतियाँ)

Importance (महत्व):-

> Determines irrigation scheduling

(सिंचाई का समय निर्धारित करता है)

> Helps calculate water requirement of crops

(फसलों की जल आवश्यकता की गणना में सहायक होता है)

> Influences fertilizer application depth

(उर्वरक के प्रयोग की गहराई को प्रभावित करता है)

> Critical for drought resistance

(सूखा प्रतिरोध के लिए महत्वपूर्ण है)