Soil-Water-Plant Relationships Practice Questions (Q21-25) - Water Science and Technology

ICAR PG Water Science And Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Matric Potential of which of the following is low :

1. Dry soil

2. Partially moist soil

3. Moist soil

4. Wet soil

Choose the correct answer from the options given below :

निम्नलिखित में से किसका मातृक विभव (Matric Potential) कम होता है?

1. शुष्क मिट्टी (Dry soil)

2. आंशिक रूप से नम मिट्टी (Partially moist soil)

3. नम मिट्टी (Moist soil)

4. गीली मिट्टी (Wet soil)

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए :

Dry soil शुष्क मिट्टी Partially moist soil आंशिक रूप से नम मिट्टी Moist soil नम मिट्टी Wet soil गीली मिट्टी

Analysis of Soil Matric Potential vs Matric Suction:

Concept in Agricultural Practice: In soil physics, matric suction / matric tension represents the force with which water is held by soil capillaries and particle surfaces. In wet/saturated soil, water is loosely held under very low capillary forces (matric suction is close to $0\text{ bars}$ or negligible), whereas in dry soil, matric suction is extremely high ($15\text{ to }10,000\text{ bars}$).
Official Exam Context: Agricultural examinations frequently refer to matric tension/suction magnitude as 'matric potential'—hence in wet soil, the matric force/suction is low.
Thermodynamic Context: Pure free water has matric potential of $0$; as soil dries, matric potential becomes increasingly negative (lowest algebraic value in dry soil). However, matching the official key, the question evaluates low matric suction magnitude in wet soil.

Therefore, Option 4 corresponds to the official final answer key.

मृदा मातृक विभव (Matric Potential) एवं तनाव का विश्लेषण:

कृषि संदर्भ: मृदा में केशिका और अधिशोषण बलों द्वारा जल को बांधे रखने वाले खिंचाव (Matric suction / tension) को व्यावहारिक रूप से देखा जाए तो गीली मिट्टी (Wet soil) में जल अत्यंत ढीला बंधा होता है और इसका खिंचाव/तनाव न्यूनतम (शून्य के करीब) होता है।
आधिकारिक उत्तर कुंजी: NTA की उत्तर कुंजी में गीली मिट्टी (Wet soil, विकल्प 4) को सही माना गया है, जो निम्न मातृक खिंचाव (Low matric tension) को दर्शाता है।

अतः आधिकारिक कुंजी के अनुसार विकल्प 4 सही उत्तर है।

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ICAR PG Water Science And Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

In a hydraulic conductivity study a 15 cm thick soil layer of water saturated soil was allowed a 15 cm water layer above it vertically and the water was allowed to pass through soil for 45 minutes and a total of 540 cc of water was collected. The cross sectional area of the soil layer was 30 cm2. Calculate the discharge rate of flow of water through the soil.

1. 6.0 cm/h

2. 12.0 cm/h

3. 18.0 cm/h

4. 24 cm/h

Choose the correct answer from the options given below :

एक जल चालकता अध्ययन में जल-संतृप्त मिट्टी की 15 सेमी मोटी परत के ऊपर लंबवत रूप से 15 सेमी पानी की परत बनाए रखी गई। पानी को 45 मिनट तक मिट्टी से होकर बहने दिया गया और कुल 540 cc पानी एकत्र किया गया। यदि मिट्टी की परत का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल 30 सेमी2 था, तो मिट्टी के माध्यम से पानी के प्रवाह की विसर्जन दर (Discharge rate / Hydraulic conductivity) की गणना कीजिए:

1. 6.0 सेमी/घंटा

2. 12.0 सेमी/घंटा

3. 18.0 सेमी/घंटा

4. 24 सेमी/घंटा

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए :

$6.0\text{ cm/h}$ $6.0\text{ cm/h}$ $12.0\text{ cm/h}$ $12.0\text{ cm/h}$ $18.0\text{ cm/h}$ $18.0\text{ cm/h}$ $24\text{ cm/h}$ $24\text{ cm/h}$

Hydraulic Conductivity Calculation via Darcy's Law:

Experimental Parameters:
Soil thickness ($L$) = $15\text{ cm}$
Ponded water head ($h$) = $15\text{ cm}$
Total hydraulic head difference ($\Delta H$) = Ponded water head + Soil column height = $15 + 15 = 30\text{ cm}$
Hydraulic gradient ($i$) = $\frac{\Delta H}{L} = \frac{30\text{ cm}}{15\text{ cm}} = 2.0$
Cross-sectional area ($A$) = $30\text{ cm}^2$
6. Time ($t$) = $45\text{ minutes} = 0.75\text{ h}$
7. Water volume collected ($Q_v$) = $540\text{ cm}^3$
Darcy Flux and Hydraulic Conductivity ($K$):
Total flow velocity / Darcy flux ($q$) = $\frac{Q_v}{A \times t} = \frac{540}{30 \times 0.75} = \frac{540}{22.5} = 24.0\text{ cm/h}$
Hydraulic conductivity ($K$) under unit gradient: According to Darcy's law, $q = K \times i \implies K = \frac{q}{i} = \frac{24.0}{2.0} = 12.0\text{ cm/h}$.

Therefore, the discharge rate / hydraulic conductivity is $12.0\text{ cm/h}$ (Option 2).

डार्सी नियम द्वारा जल चालकता (Hydraulic Conductivity) की गणना:

दिए गए प्रायोगिक मान:
मिट्टी के स्तंभ की लंबाई ($L$) = 15 सेमी
ऊपर खड़े पानी की ऊंचाई ($h$) = 15 सेमी
कुल हाइड्रोलिक शीर्ष अंतर ($\Delta H$) = $15 + 15 = 30\text{ सेमी}$
हाइड्रोलिक प्रवणता ($i$) = $\frac{\Delta H}{L} = \frac{30}{15} = 2.0$
क्षेत्रफल ($A$) = 30 सेमी$^2$, समय ($t$) = 45 मिनट = 0.75 घंटा, कुल एकत्र जल ($Q_v$) = 540 cc
गणना:
डार्सी फ्लक्स ($q$) = $\frac{Q_v}{A \times t} = \frac{540}{30 \times 0.75} = 24\text{ सेमी/घंटा}$
जल चालकता ($K$) = $\frac{q}{i} = \frac{24}{2.0} = 12.0\text{ सेमी/घंटा}$

अतः सही उत्तर $12.0\text{ सेमी/घंटा}$ है (विकल्प 2)।

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ICAR PG Water Science And Technology 09 Jul 2023Shift 1

Match the Following +4 −1

Match the following

Choose the correct answer from the options given below :

सूची-I को सूची-II के साथ सुमेलित कीजिए :

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए :

List - I		List - II
A	Gravemetric moisture content भारात्मक नमी अंश (Gravimetric moisture content)	I	Vw/Vs Vw/Vs
B	Volumetric moisture content आयतनी नमी अंश (Volumetric moisture content)	II	Vw/Vt Vw/Vt
C	Liquid ratio द्रव अनुपात (Liquid ratio)	III	Vw/Vf X 100 Vw/Vf X 100
D	Saturation percent संतृप्ति प्रतिशत (Saturation percent)	IV	Mw/Ms Mw/Ms

(A) - (IV), (B) - (II), (C) - (I), (D) - (III) (A) - (IV), (B) - (II), (C) - (I), (D) - (III) (A) - (IV), (B) - (II), (C) - (III), (D) - (I) (A) - (IV), (B) - (II), (C) - (III), (D) - (I) (A) - (IV), (B) - (I), (C) - (II), (D) - (III) (A) - (IV), (B) - (I), (C) - (II), (D) - (III) (A) - (I), (B) - (III), (C) - (II), (D) - (IV) (A) - (I), (B) - (III), (C) - (II), (D) - (IV)

Formulas for Soil Water Expressions:

Gravimetric moisture content ($\theta_m$) matches with (IV) $M_w / M_s$: Ratio of the mass of water ($M_w$) to the mass of oven-dry soil solids ($M_s$).
Volumetric moisture content ($\theta_v$) matches with (II) $V_w / V_t$: Ratio of the volume of water ($V_w$) to total soil volume ($V_t$).
Liquid ratio ($\vartheta$) matches with (I) $V_w / V_s$: Ratio of the volume of water ($V_w$) to the volume of solid soil particles ($V_s$).
Saturation percent ($S$) matches with (III) $V_w / V_f \times 100$: Ratio of water volume ($V_w$) to pore/void volume ($V_f$ or $V_p$) expressed as a percentage.

Therefore, the correct match is (A) - (IV), (B) - (II), (C) - (I), (D) - (III).

मृदा जल सूचकांकों के गणितीय सूत्रों का सुमेलन:

भारात्मक नमी अंश (Gravimetric moisture content) का सुमेलन (IV) $M_w / M_s$ (जल का द्रव्यमान / शुष्क मिट्टी का द्रव्यमान) से है।
आयतनी नमी अंश (Volumetric moisture content) का सुमेलन (II) $V_w / V_t$ (जल का आयतन / कुल मिट्टी का आयतन) से है।
द्रव अनुपात (Liquid ratio) का सुमेलन (I) $V_w / V_s$ (जल का आयतन / ठोस कणों का आयतन) से है।
संतृप्ति प्रतिशत (Saturation percent) का सुमेलन (III) $V_w / V_f \times 100$ (रंध्र आयतन में जल का प्रतिशत) से है।

अतः सही मिलान (A) - (IV), (B) - (II), (C) - (I), (D) - (III) है (विकल्प 1)।

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ICAR PG Water Science And Technology 09 Jul 2023Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

Given below are four soil moisture constants

(A) Field capacity moisture content

(B) Saturation moisture content

(C) Hygroscopic moisture content

(D) Permanent wilting point Choose the correct combination from the options given below that is used to calculate the total plant available water :

1. (A) and (C) only.

2. (B) and (D) only.

3. (A) and (D) only

4. (B), (C) and (D) only.

नीचे चार मृदा नमी स्थिरांक दिए गए हैं:

(A) क्षेत्र क्षमता नमी अंश (Field capacity)

(B) संतृप्ति नमी अंश (Saturation moisture content)

(C) आर्द्रताग्राही नमी अंश (Hygroscopic moisture content)

(D) स्थायी म्लानि बिंदु (Permanent wilting point)

नीचे दिए गए विकल्पों में से उस सही संयोजन का चयन कीजिए जिसका उपयोग कुल पादप उपलब्ध जल (Total plant available water) की गणना के लिए किया जाता है:
1. केवल (A) और (C)
2. केवल (B) और (D)
3. केवल (A) और (D)
4. केवल (B), (C) और (D)

(A) and (C) only. केवल (A) और (C) (B) and (D) only. केवल (B) और (D) (A) and (D) only केवल (A) और (D) (B), (C) and (D) only. केवल (B), (C) और (D)

ICAR PG Water Science And Technology 29 Jun 2024Shift 1

MCQ (Single Correct) +4 −1

The actual evapotranspiration divided by crop coefficient gives:

वास्तविक वाष्पोत्सर्जन (Actual evapotranspiration - $ET_a / ET_c$) को फसल गुणांक (crop coefficient - $K_c$) से विभाजित करने पर क्या प्राप्त होता है?

Actual evaporation वास्तविक वाष्पीकरण Potential evapotranspiration संभावित वाष्पोत्सर्जन Actual transpiration वास्तविक प्रस्वेदन Potential transpiration संभावित प्रस्वेदन