7. मृदा भौतिक गुण (SOIL PHYSICAL PROPERTIES)

मृदा भौतिक गुण (Soil physical properties)

मिट्टी के भौतिक गुण (Physical properties - यांत्रिक व्यवहार / mechanical behaviour) पौधों के विकास / पौधा वृद्धि के प्रति इसके उपयोग और व्यवहार को प्रभावित करते हैं करते हैं। पौधे का समर्थन, जड़ का प्रवेश, जल निकासी, वातन, नमी बनाए रखना, और पौधों के पोषक तत्व मिट्टी की भौतिक स्थिति से जुड़े होते हैं।
भौतिक गुण मिट्टी के रासायनिक और जैविक व्यवहार को भी प्रभावित करते हैं। मिट्टी के भौतिक गुण उसके कणों की मात्रा, आकृति, आकृति, व्यवस्था और खनिज संरचना (mineral composition) पर निर्भर करते हैं। ये गुण कार्बनिक पदार्थ की मात्रा और छिद्र स्थानों पर भी निर्भर करते हैं।

मिट्टी के महत्वपूर्ण भौतिक गुण (Important physical properties of soils)

मृदा बनावट (Soil texture)
मृदा संरचना (Soil structure)
सतह क्षेत्र
मृदा घनत्व (Soil density)
मृदा सरंध्रता (Soil porosity)
मृदा रंग (Soil colour)
मृदा संगति (Soil consistence)

मृदा बनावट - बनावट वर्ग - कण आकार वितरण (Soil texture - Textural classes - Particle size distribution)

परिभाषा

भौतिक गुण कणों के सापेक्ष अनुपात को संदर्भित करती है या यह तीन मृदा पृथकों (three soil separates) यानी भौतिक गुण, भौतिक गुण और मिट्टी के भार के आधार पर सापेक्ष प्रतिशत है या सीधे तौर पर मिट्टी के कणों के आकृति (size of soil particles) को संदर्भित करती है।
दी गई मिट्टी में प्रत्येक आकृति समूह के अनुपात (proportion - बनावट / texture) को आसानी से परिवर्तिता नहीं जा सकता है और इसे मिट्टी का एक बुनियादी गुण माना जाता है।
मिट्टी के अलग-अलग हिस्सों (soil separates) को कणों के मिलीमीटर में व्यास के संदर्भ में परिभाषित किया गया है। व्यास में 2 मिमी से न्यून के मिट्टी के कणों को भौतिक गुण निर्धारण (soil textural determinations) से बाहर रखा गया है।

पत्थर और बजरी जुताई की कठिनाइयों के कारण भूमि के उपयोग और प्रबंधन को प्रभावित कर सकते हैं, लेकिन ये बड़े कण मिट्टी के गुणों (soil properties) जैसे जल धारण क्षमता (WHC - Water Holding Capacity) और पौधों के पोषक तत्वों को संग्रहीत करने और उनकी आपूर्ति करने की क्षमता में बहुत न्यून या कोई योगदान नहीं देते हैं।

बजरी: 2 - 4 मिमी
कंकड़: 4 - 64 मिमी
कोबल्स: 64 - 256 मिमी
बोल्डर: > 256 मिमी

2 मिमी से न्यून के कणों को महीन पृथ्वी कहा जाता है, जिसे सामान्यतः रासायनिक और यांत्रिक विश्लेषण में माना जाता है।
महीन पृथ्वी के घटक: भौतिक गुण, रेत और मिट्टी (Sand, Silt and Clay - मृदा कण / Soil separates)। इन अंशों की आकृति सीमा विभिन्न संगठनों द्वारा स्थापित की गई है। मृदा कणों के नामकरण की कई प्रणालियाँ हैं:

USDA द्वारा विकसित अमेरिकी प्रणाली (The American system developed by USDA)
अंग्रेजी प्रणाली या ब्रिटिश प्रणाली (The English system or British system - BSI)
अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (The International system - ISSS)
यूरोपीय प्रणाली

i) USDA (United States Department of Agriculture)

मृदा कण	व्यास (Diameter - mm)
मिट्टी	< 0.002 मिमी
भौतिक गुण	0.002 – 0.05
बहुत महीन भौतिक गुण	0.05 – 0.10
महीन भौतिक गुण	0.10 – 0.25
मध्यम भौतिक गुण	0.25 - 0.50
मोटी भौतिक गुण	0.50 - 1.00
बहुत मोटी भौतिक गुण	1.00 – 2.00

ii) BSI

मृदा कण	व्यास (Diameter - mm)
मिट्टी	< 0.002 मिमी
महीन भौतिक गुण	0.002 – 0.01
मध्यम भौतिक गुण	0.01 – 0.04
मोटी भौतिक गुण	0.04 – 0.06
महीन भौतिक गुण	0.06 - 0.20
मध्यम भौतिक गुण	0.20 - 1.00
मोटी भौतिक गुण	1.00 – 2.00

iii) ISSS (International Society of Soil Science)

मृदा कण	व्यास (Diameter - mm)
1. मिट्टी	< 0.002 मिमी
2. भौतिक गुण	0.002 – 0.02 मिमी
3. महीन भौतिक गुण	0.02 – 0.2 मिमी
4. मोटी भौतिक गुण	0.2 – 2.0 मिमी

iv) यूरोपीय प्रणाली

S.No	मृदा कण	व्यास (Diameter - mm)
1	महीन मिट्टी	< 0.0002 मिमी
2	मध्यम मिट्टी	0.0002 – 0.0006
3	मोटी मिट्टी	0.0006 – 0.002
4	महीन भौतिक गुण	0.002 - 0.006
5	मध्यम भौतिक गुण	0.006 - 0.02
6	मोटी भौतिक गुण	0.02 - 0.06
7	महीन भौतिक गुण	0.06 - 0.20
8	मध्यम भौतिक गुण	0.20 - 0.60
9	मोटी भौतिक गुण	0.60 - 2.00

भौतिक गुण

आमतौर पर क्वार्ट्ज से युक्त होता है लेकिन इसमें फेल्डस्पार, अभ्रक और कभी-कभी भारी खनिज (heavy minerals) जैसे जिक्रोन, टूमलाइन और हॉर्नब्लेंड के टुकड़े भी हो सकते हैं।
समान आयाम होते हैं।
गोलाकार के रूप में दर्शाया जा सकता है।
जरूरी नहीं कि चिकना हो और इसमें दांतेदार सतह हो सकती है।

भौतिक गुण

कण का आकृति भौतिक गुण और मिट्टी के बीच होता है।
चूंकि आकृति छोटा है, सतह क्षेत्र अधिक है।
मिट्टी से लेपित।
एक सीमित सीमा तक मिट्टी के भौतिक-रासायनिक गुण (physico-chemical properties) होते हैं।
भौतिक गुण और भौतिक गुण कंकाल (SKELETON) बनाते हैं।

मिट्टी

कण का आकृति 0.002 मिमी से न्यून।
आकृति में प्लेट की तरह या सुई की तरह।
खनिजों के एल्युमिनो सिलिकेट समूह से संबंधित हैं।
कभी-कभी महीन कणों की काफी सांद्रता जो एल्यूमिनो सिलिकेट से संबंधित नहीं होती है (जैसे लौह ऑक्साइड / iron oxide और $CaCO_3$)।
ये प्राथमिक खनिजों (primary minerals) से प्राप्त माध्यमिक खनिज (secondary minerals) हैं।
मिट्टी का मांस (Flesh of the soil)।

बनावट पर ज्ञान महत्वपूर्ण है। यह भूमि के मूल्य के लिए एक मार्गदर्शक है। भूमि उपयोग क्षमता और मृदा प्रबंधन के तरीके (methods of soil management) बनावट पर निर्भर करते हैं।

भौतिक गुण / निर्धारण

2 मिमी व्यास से नीचे अंतिम या व्यक्तिगत मिट्टी के कणों (ultimate or individual soil particles) के सापेक्ष वितरण का निर्धारण कण आकृति विश्लेषण या यांत्रिक विश्लेषण कहलाता है।

दो चरण शामिल हैं:

सभी कणों को एक दूसरे से अलग करना यानी अंतिम कणों में पूर्ण फैलाव।
प्रत्येक समूह की मात्रा मापना।

अलगाव

S.No	एकत्रित करने वाले एजेंट (Aggregating agents)	फैलाव विधि
1	चूना और Fe और Al के ऑक्साइड (Lime and Oxides of Fe & Al)	HCl में घोलना
2	कार्बनिक पदार्थ	$H_2O_2$ के साथ ऑक्सीकरण (Oxidises with $H_2O_2$)
3	इलेक्ट्रोलाइट्स की उच्च सांद्रता (High concn. of electrolytes - घुलनशील लवण / soluble salts)	अवक्षेप और छानना या सक्शन के साथ फ़िल्टर
4	सतह तनाव	पानी के साथ सरगर्मी या उबाल कर हवा का उन्मूलन

सीमेंटिंग कारकों को हटाने के बाद, NaOH डालकर फैलाएं।

माप

एक बार जब मिट्टी के कण अंतिम कणों में फैल जाते हैं, तो माप किया जा सकता है:

मोटे अंश - छंटाई: यांत्रिक विश्लेषण में उपयोग की जाने वाली छलनी वांछित कण आकृति पृथक्करण से मेल खाती है।
- 2 मिमी, 1 मिमी और 0.5 मिमी के लिए - गोलाकार छेद वाली छलनी।
- छोटे आकृति के लिए, तार की जाली स्क्रीन का उपयोग किया जाता है (स्क्रीनिंग / screening)।
महीन अंश - एक माध्यम में बसने से: कणों के गिरने की गति या बसने को प्रभावित किया जाता है:
- माध्यम की चिपचिपाहट
- माध्यम और गिरने वाले कणों के बीच घनत्व में अंतर
- वस्तु का आकृति और स्वरूप

स्टोक्स का नियम

कण आकृति विश्लेषण एक सरल सिद्धांत पर आधारित है यानी "जब मिट्टी के कण (soil particles) पानी में निलंबित होते हैं तो वे डूबने लगते हैं। चूंकि अधिकांश मिट्टी के कणों के घनत्व में बहुत न्यून भिन्नता होती है, इसलिए उनके बसने का वेग ($V$) प्रत्येक कण के त्रिज्या '$r$' के वर्ग के आनुपातिक होता है।"

$V = kr^2$, जहाँ $k$ एक स्थिरीकृतांक है। इस समीकरण को स्टोक्स के नियम के रूप में जाना जाता है।

स्टोक्स (1851) तरल में कणों की त्रिज्या और उसके गिरने की दर के बीच संबंध का सुझाव देने वाले पहले व्यक्ति थे। उन्होंने कहा कि "गिरने वाले कण का वेग त्रिज्या के वर्ग के आनुपातिक होता है, न कि इसकी सतह के।" कण के व्यास और उसके बसने के वेग के बीच का संबंध स्टोक्स के नियम द्वारा शासित होता है:

$V = \frac{2 gr^2 (ds - dw)}{9 n}$

जहाँ:
$V$ - बसने वाले कण का वेग (velocity of settling particle - cm/sec)
$g$ - गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (acceleration due to gravity - $981 \text{ cm/sec}^2$)
$ds$ - मिट्टी के कण का घनत्व (density of soil particle - 2.65)
$dw$ - पानी का घनत्व (density of water - 1)
$n$ - पानी की चिपचिपाहट का गुणांक (coefficient of viscosity of water - $4^\circ\text{C}$ पर 0.0015)
$r$ - गोलाकार कणों की त्रिज्या (radius of spherical particles - cm)

स्टोक्स के नियम की मान्यताएँ और सीमाएँ (Assumptions and Limitations of Stokes' Law)

कण कठोर और गोलाकार / चिकने होते हैं: यह आवश्यकता पूरी करना बहुत मुश्किल है, क्योंकि कण सतह पर पूरी तरह से चिकने और गोलाकार नहीं होते हैं। यह स्थापित है कि कण गोलाकार नहीं हैं और अनियमित आकृति जैसे प्लेट और अन्य आकृति के होते हैं।
तरल के अणुओं की तुलना में कण बड़े होते हैं ताकि कण की तुलना में माध्यम को सजातीय माना जा सके: यानी ब्राउनियन आंदोलन से बचने के लिए कण काफी बड़े होने चाहिए। 0.0002 मिमी से न्यून कण इस आंदोलन को प्रदर्शित करते हैं ताकि गिरने की दर भिन्न हो।
कणों का गिरना बर्तन की दीवार या आसन्न कणों की निकटता (proximity - बहुत करीब / very near) से बाधित या प्रभावित नहीं होता है: कई तेज गिरने वाले कण अपने साथ महीन कणों को नीचे खींच सकते हैं।
कणों और पानी का घनत्व और साथ ही माध्यम की चिपचिपाहट स्थिरीकृत रहती है: लेकिन आमतौर पर ऐसा नहीं होता है क्योंकि उनकी रासायनिक और खनिज संरचना अलग होती है।
निलंबन स्थिरीकृत होना चाहिए: निलंबन में कोई भी हलचल गिरने के वेग को परिवर्तित देगी और ऐसी हलचल बड़े कणों (> 0.08 मिमी) के अवसादन द्वारा लाई जाती है। वे इतनी तेजी से बसते हैं और माध्यम में अशांति पैदा करते हैं।
तापमान को स्थिरीकृत रखा जाना चाहिए ताकि संवहन धाराएं स्थापित न हों।

बनावट निर्धारण के तरीके

प्रयोगशाला और क्षेत्र उपयोग के लिए कई तरीके विकसित किए गए हैं:

एल्टरियेशन विधि - पानी और वायु (Water & Air)
पिपेट विधि
डिकेंटेशन / बीकर विधि
टेस्ट ट्यूब हिलाने की विधि
फील विधि - क्षेत्र के लिए लागू - त्वरित विधि - अंगूठे और उंगलियों के बीच मिट्टी को महसूस करके।

फील विधि: नम मिट्टी (moistened soil) को एक पतले रिबन में निचोड़ने का प्रयास करके मूल्यांकन किया जाता है क्योंकि इसे अंगूठे और उंगली के बीच रोलिंग गति के साथ दबाया जाता है या वैकल्पिक रूप से मिट्टी को एक पतले तार में रोल किया जाता है।

देखे जाने वाले चार पहलू:
i) उंगलियों से महसूस करना
ii) गेंद का निर्माण
iii) चिपचिपाहट
iv) रिबन का निर्माण

भौतिक गुण वर्ग (Soil Textural Classes)

मिट्टी की बनावट का एक विचार देने और उनके भौतिक गुणों का संकेत देने के लिए, मिट्टी के बनावट वर्ग (soil textural class) नामों का उपयोग किया जाता है। इन्हें तीन मुख्य अंशों में बांटा गया है: भौतिक गुण, भौतिक गुण और मिट्टी।
इन तीन अंशों के अनुपात के अनुसार मिट्टी को इसकी बनावट संरचना को इंगित करने के लिए एक नाम दिया गया है। ऐसा नाम न केवल मिट्टी की बनावट संरचना का बल्कि सामान्य रूप से इसके विभिन्न गुणों का भी अंदाजा देता है।
इस आधार पर मिट्टी को विभिन्न बनावट वर्गों जैसे मृदा बनावट, मिट्टी, भौतिक गुण, दोमट आदि में वर्गीकृत किया जाता है।

भौतिक गुण

भौतिक गुण समूह में वे सभी मिट्टी शामिल हैं जिनमें भौतिक गुण के कण भार के आधार पर न्यून से न्यून 70% (at least 70%) और मिट्टी के कण 15% या उससे न्यून (15% or less) बनाते हैं। इसलिए ऐसी मिट्टी के गुण मिट्टी की चिपचिपी प्रकृति के विपरीत विशेषता भौतिक गुण के होते हैं।
इस समूह में दो विशिष्ट बनावट वर्गों को मान्यता दी गई है: रेतीली और दोमट भौतिक गुण हालांकि व्यवहार में दो उपवर्गों का भी उपयोग किया जाता है: लोमी महीन भौतिक गुण और लोमी बहुत महीन भौतिक गुण।

भौतिक गुण

भौतिक गुण समूह में न्यून से न्यून 80% गाद (at least 80% silt) और 12% या उससे न्यून मिट्टी (12% or less clay) वाली मिट्टी शामिल है। स्वाभाविक रूप से इस समूह के गुणों पर भौतिक गुण का प्रभुत्व होता है। इस समूह में केवल एक बनावट वर्ग - सिल्ट शामिल है।

मिट्टी

मिट्टी के रूप में नामित होने के लिए एक मिट्टी में न्यून से न्यून 35% मिट्टी के कण (at least 35% of the clay separate) होने चाहिए और ज्यादातर मामलों में 40% से न्यून नहीं (not less than 40%) होने चाहिए। ऐसी मिट्टी में मिट्टी के अलग-अलग विशेषताएं स्पष्ट रूप से प्रमुख होती हैं, और वर्ग के नाम मिट्टी, रेतीली मिट्टी और सिल्टी मिट्टी हैं। रेतीली मिट्टी में मिट्टी की तुलना में अधिक भौतिक गुण हो सकती है। इसी तरह, सिल्टी मिट्टी में भौतिक गुण की मात्रा आमतौर पर मिट्टी के अंश से अधिक होती है।

दोमट

दोमट समूह, जिसमें कई उपखंड शामिल हैं, एक अधिक जटिल मिट्टी का बनावट वर्ग है। एक आदर्श दोमट को भौतिक गुण, भौतिक गुण और मिट्टी के कणों के मिश्रण के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो लगभग समान अनुपात में उन अलग-अलग गुणों को प्रदर्शित करता है।
दोमट मिट्टी भौतिक गुण, भौतिक गुण या मिट्टी के प्रमुख भौतिक गुणों को प्रदर्शित नहीं करती है। दोमट में भौतिक गुण, भौतिक गुण और मिट्टी का समान प्रतिशत नहीं होता है। हालांकि, भौतिक गुण, भौतिक गुण और मिट्टी के लगभग समान गुण प्रदर्शित करता है।

बनावट वर्ग का निर्धारण

संयुक्त राज्य कृषि विभाग (United State Department of Agriculture - USDA) द्वारा विकसित अमेरिकी प्रणाली (American system) में बारह बनावट वर्ग प्रस्तावित हैं।

बनावट त्रिकोण

इसका उपयोग प्रयोगशाला विश्लेषण से भौतिक गुण, भौतिक गुण और मिट्टी के प्रतिशत निर्धारित होने के बाद मिट्टी का बनावट नाम (soil textural name) निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
चूंकि मिट्टी के बनावट वर्गीकरण (soil's textural classification) में केवल खनिज कण और 2 मिमी से न्यून व्यास वाले कण शामिल हैं, इसलिए भौतिक गुण + भौतिक गुण + मिट्टी का प्रतिशत 100 प्रतिशत के बराबर होता है। (ध्यान दें कि कार्बनिक पदार्थ / organic matter शामिल नहीं है / not included)। किसी भी दो अंशों की मात्रा जानने से स्वचालित रूप से तीसरे का प्रतिशत तय हो जाता है।

आरेख का उपयोग करने के लिए:

सबसे पहले मिट्टी का प्रतिशत खोजें और भौतिक गुण रेखा के समानांतर अंदर की ओर प्रोजेक्ट करें।
भौतिक गुण के प्रतिशत के लिए भी ऐसा ही करें और मिट्टी की रेखा के समानांतर अंदर की ओर प्रोजेक्ट करें और
भौतिक गुण के लिए, भौतिक गुण के समानांतर अंदर की ओर प्रोजेक्ट करें।

वह बिंदु जिस पर अनुमान पार करते हैं या प्रतिच्छेद करते हैं, वह वर्ग के नाम की पहचान करेगा।
कभी-कभी, प्रतिच्छेदन बिंदु बनावट वर्गों के बीच की रेखा पर बिल्कुल गिरता है। तब ऐसा होने पर महीन अंश के नाम का उपयोग करने की प्रथा है। (उदा.) 40% मिट्टी और 30% भौतिक गुण वाली मिट्टी।

भौतिक गुण त्रिकोण (Soil Textural Triangle)

मृदा बनावट का महत्व (Importance of Soil Texture)

प्रत्येक प्रकार के मिट्टी के कणों की उपस्थिति समग्र रूप से मिट्टी की प्रकृति और गुणों (nature and properties of soil as a whole) में अपना योगदान देती है।

बनावट का मिट्टी के प्रबंधन और उत्पादकता पर अच्छा प्रभाव पड़ता है। रेतीली मिट्टी (Sandy soils) खुले चरित्र की होती है जो आमतौर पर ढीली और भुरभुरी होती है।
जुताई के काम में इस तरह की बनावट को संभालना आसान होता है।
भौतिक गुण जल निकासी और वातन की सुविधा प्रदान करती है। यह तेजी से भौतिक गुण और अंतःस्राव की अनुमति देता है।
रेतीली मिट्टी में जल धारण क्षमता बहुत न्यून होती है। ऐसी मिट्टी सूखे को सहन नहीं कर सकती है और शुष्क खेती के लिए अनुपयुक्त है।
रेतीली मिट्टी पौधों के पोषक तत्वों का खराब भंडार है।
न्यून कार्बनिक पदार्थ होता है।
लागू पोषक तत्वों की निक्षालनिंग बहुत अधिक होती है।
रेतीली मिट्टी में कुछ ही फसलें उगाई जा सकती हैं जैसे कि आलू, मूंगफली और खीरे।
मिट्टी की उर्वरता (soil fertility) में मिट्टी के कण बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
मिट्टी वाली मिट्टी (Clayey soils) जोतना मुश्किल होता है और इसे संभालने में बहुत कौशल की आवश्यकता होती है। जब नम मिट्टी वाली मिट्टी (moist clayey soils) बहुत चिपचिपी होती है और जब सूखी होती है, तो बहुत सख्त और टूटने में मुश्किल हो जाती है।
उनमें महीन छिद्र होते हैं, और जल निकासी और वातन में खराब होते हैं।
उनके पास उच्च जल धारण क्षमता और खराब छिद्रण है, जिसके परिणामस्वरूप आमतौर पर जलभराव होता है।
वे पौधों के पोषक तत्वों के संबंध में आम तौर पर बहुत उपजाऊ मिट्टी (very fertile soils) हैं। इन मिट्टियों में चावल, जूट, गन्ना बहुत सफलतापूर्वक उगाया जा सकता है।
दोमट और भौतिक गुण दोमट मिट्टी खेती के लिए अत्यधिक वांछनीय हैं।
आम तौर पर, सबसे अच्छी कृषि मिट्टी (best agriculture soils) वे होती हैं जिनमें 10 - 20 प्रतिशत मिट्टी (10 - 20 per cent clay), 5 - 10 प्रतिशत कार्बनिक पदार्थ (5 - 10 per cent organic matter) और बाकी भौतिक गुण और भौतिक गुण द्वारा समान रूप से साझा किया जाता है और 30% भौतिक गुण - मिट्टी दोमट के बजाय मिट्टी कहा जाता है।

🔄 Updated Version 2.0

अंतिम अद्यतन (Last Updated): 3 सितंबर 2026

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यह स्टडी मटेरियल ICAR के मूल कंटेंट का हिंदी अनुवाद है। हम इसकी पूर्ण सटीकता की गारंटी দৈত্য नहीं देते। यह फाइल अभी सुधार और परीक्षण (Improvement Purpose) के लिए उपलब्ध है। बहुत जल्द हम इसे PDF फॉर्मेट में भी अपडेट करेंगे।

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