Soil texture
मिट्टी की बनावट एक वर्गीकरण उपकरण है जिसका उपयोग खेत और प्रयोगशाला दोनों में मिट्टी के वर्गों को उनकी भौतिक बनावट के आधार पर निर्धारित करने के लिए किया जाता है। मिट्टी की बनावट को गुणात्मक तरीकों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है जैसे कि बनावट द्वारा भावना, और मात्रात्मक तरीके जैसे कि स्टोक्स के नियम पर आधारित हाइड्रोमीटर विधि। मिट्टी की बनावट में कृषि अनुप्रयोग हैं जैसे कि फसल की उपयुक्तता का निर्धारण करना और सूखे या कैल्शियम (चूने) की आवश्यकताओं जैसी पर्यावरणीय और प्रबंधन स्थितियों के लिए मिट्टी की प्रतिक्रिया का अनुमान लगाना। मिट्टी की बनावट उन कणों पर केंद्रित है जो दो मिलीमीटर से कम व्यास के हैं जिनमें रेत, गाद और मिट्टी शामिल हैं। यू. एस. डी. ए. मृदा वर्गीकरण और डब्ल्यू. आर. बी. मृदा वर्गीकरण प्रणाली 12 पाठ्य वर्गों का उपयोग करती है जबकि यू. के.-ए. डी. ए. एस. प्रणाली 11 का उपयोग करती है। ये वर्गीकरण मिट्टी में रेत, गाद और मिट्टी के प्रतिशत पर आधारित हैं। पहला वर्गीकरण, अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली, पहली बार 1905 में अल्बर्ट एटरबर्ग द्वारा प्रस्तावित किया गया था और यह दक्षिणी स्वीडन में उनके अध्ययन पर आधारित था। एटरबर्ग ने गाद अंश की ऊपरी सीमा के लिए 20 माइक्रोन का चयन किया क्योंकि उस आकार से छोटे कण नग्न आंखों को दिखाई नहीं दे रहे थे, निलंबन को लवणों द्वारा जमाया जा सकता था, इस अंश में 24 घंटे के भीतर केशिका वृद्धि सबसे तेज थी, और संकुचित कणों के बीच के छिद्र इतने छोटे थे कि जड़ के बालों के प्रवेश को रोका जा सके। इंटरनेशनल सोसाइटी ऑफ सॉइल साइंस (आई. एस. एस. एस.) में से एक आयोग ने 1927 में वाशिंगटन में मृदा विज्ञान की पहली अंतर्राष्ट्रीय कांग्रेस में इसके उपयोग की सिफारिश की। ऑस्ट्रेलिया ने इस प्रणाली को अपनाया, और इसके समान लघुगणक अंतराल बनाए रखने के लायक एक आकर्षक विशेषता है। संयुक्त राज्य अमेरिका के कृषि विभाग (यू. एस. डी. ए.) ने 1938 में अपनी प्रणाली को अपनाया, और खाद्य और कृषि संगठन (एफ. ए. ओ.) ने एफ. ए. ओ.-यूनेस्को विश्व मृदा मानचित्र में यू. एस. डी. ए. प्रणाली का उपयोग किया और इसके उपयोग की सिफारिश की। वर्गीकरण संयुक्त राज्य अमेरिका में, संयुक्त राज्य अमेरिका के कृषि विभाग द्वारा बारह प्रमुख मिट्टी की बनावट के वर्गीकरण को परिभाषित किया गया है। बारह वर्गीकरणों में रेत, दोमट रेत, रेतीले दोमट, दोमट, गाद दोमट, गाद, रेतीली मिट्टी दोमट, मिट्टी दोमट, गारे मिट्टी दोमट, रेतीली मिट्टी, गारे मिट्टी और मिट्टी शामिल हैं। मिट्टी की बनावट को मिट्टी में मौजूद प्रत्येक मिट्टी के अलग-अलग अंशों (रेत, गाद और मिट्टी) द्वारा वर्गीकृत किया जाता है। वर्गीकरणों को आम तौर पर प्राथमिक घटक कण आकार या सबसे प्रचुर मात्रा में कण आकारों के संयोजन के लिए नामित किया जाता है, जैसे। "रेतीली मिट्टी" या "गंदी मिट्टी"। एक चौथा शब्द, लोम, का उपयोग मिट्टी के नमूने में रेत, गाद और मिट्टी के समान गुणों का वर्णन करने के लिए किया जाता है, और यह और भी अधिक वर्गीकरणों के नामकरण के लिए उधार देता है, उदाहरण के लिए। "क्ले लोम" या "सिल्ट लोम"। मिट्टी की बनावट को निर्धारित करने में अक्सर मिट्टी की बनावट त्रिभुज भूखंड के उपयोग से सहायता मिलती है। मिट्टी के त्रिकोण का एक उदाहरण पृष्ठ के दाईं ओर पाया जाता है। त्रिकोण का एक पक्ष प्रतिशत रेत का प्रतिनिधित्व करता है, दूसरा पक्ष प्रतिशत मिट्टी का प्रतिनिधित्व करता है, और तीसरा पक्ष प्रतिशत गाद का प्रतिनिधित्व करता है। यदि मिट्टी के नमूने में रेत, मिट्टी और गाद का प्रतिशत ज्ञात है, तो त्रिभुज का उपयोग मिट्टी की बनावट के वर्गीकरण को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि मिट्टी में 70 प्रतिशत रेत और 10 प्रतिशत मिट्टी है तो मिट्टी को रेतीले दोमट के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इसी विधि का उपयोग मिट्टी के त्रिभुज के किसी भी तरफ से किया जा सकता है। यदि मिट्टी के प्रकार को निर्धारित करने के लिए स्पर्श विधि द्वारा बनावट का उपयोग किया गया था, तो त्रिभुज मिट्टी में रेत, गाद और मिट्टी के प्रतिशत पर एक मोटा अनुमान भी दे सकता है। मिट्टी के रासायनिक और भौतिक गुण बनावट से संबंधित हैं। कण का आकार और वितरण पानी और पोषक तत्वों को धारण करने के लिए मिट्टी की क्षमता को प्रभावित करेगा। महीन बनावट वाली मिट्टी में आम तौर पर जल प्रतिधारण की उच्च क्षमता होती है, जबकि रेतीली मिट्टी में बड़े छिद्र होते हैं जो निक्षालन की अनुमति देते हैं। मिट्टी को अलग करने वाली मिट्टी कण आकार की विशिष्ट श्रेणियां हैं। सबसे छोटे कण मिट्टी के कण होते हैं और इन्हें 0.002 मिमी से कम व्यास वाले के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। मिट्टी के कण गोलाकार के बजाय प्लेट के आकार के होते हैं, जिससे एक विशिष्ट सतह क्षेत्र में वृद्धि होती है। अगले सबसे छोटे कण गाद के कण हैं और इनका व्यास 0.002 मिमी और 0.05 मिमी (यूएसडीए मिट्टी वर्गीकरण में) के बीच होता है। सबसे बड़े कण रेत के कण होते हैं और व्यास में 0.05 मिमी से बड़े होते हैं। इसके अलावा, बड़े रेत कणों को मोटे, मध्यवर्ती को मध्यम और छोटे को महीन के रूप में वर्णित किया जा सकता है। अन्य देशों के अपने कण आकार वर्गीकरण हैं। विधि बनावट अनुभव द्वारा हाथ का विश्लेषण मिट्टी की भौतिक स्थिति का तेजी से आकलन और वर्गीकरण करने का एक सरल और प्रभावी साधन है। सही ढंग से निष्पादित, प्रक्रिया कम या बिना किसी उपकरण के मिट्टी की विशेषताओं के तेजी से और लगातार मूल्यांकन की अनुमति देती है। इस प्रकार यह खेतों के भीतर और दोनों के बीच स्थानिक भिन्नता की पहचान करने के साथ-साथ मिट्टी मानचित्र इकाइयों (मिट्टी श्रृंखला) के बीच प्रगतिशील परिवर्तनों और सीमाओं की पहचान करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है। अनुभूति द्वारा बनावट एक गुणात्मक विधि है, क्योंकि यह रेत, गाद और मिट्टी के सटीक मूल्य प्रदान नहीं करती है। यद्यपि गुणात्मक, फील फ्लोचार्ट द्वारा बनावट एक वैज्ञानिक या इच्छुक व्यक्ति के लिए रेत, गाद और मिट्टी के सापेक्ष अनुपात का विश्लेषण करने का एक सटीक तरीका हो सकता है। महसूस विधि द्वारा बनावट में मिट्टी का एक छोटा सा नमूना लेना और एक रिबन बनाना शामिल है। एक रिबन मिट्टी का एक गोला लेकर और मिट्टी को अंगूठे और तर्जनी के बीच धकेलकर और इसे ऊपर की ओर एक रिबन में निचोड़कर बनाया जा सकता है। रिबन को बाहर निकलने दें और तर्जनी के ऊपर फैलाने दें, जो अपने वजन से टूट जाए। रिबन की लंबाई को मापने से नमूने में मिट्टी की मात्रा निर्धारित करने में मदद मिल सकती है। रिबन बनाने के बाद, हाथ की हथेली में थोड़ी सी मिट्टी को अत्यधिक गीला करें और नमूने में रेत की मात्रा निर्धारित करने के लिए तर्जनी से रगड़ें। जिन मिट्टी में रेत का प्रतिशत अधिक होता है, जैसे कि रेतीली दोमट या रेतीली मिट्टी, उनकी बनावट किरकिरी होती है। जिन मिट्टी में गाद का प्रतिशत अधिक होता है, जैसे कि गारेदार दोमट या गारेदार मिट्टी, चिकनी महसूस करती है। जिन मिट्टी में मिट्टी का प्रतिशत अधिक होता है, जैसे कि मिट्टी की दोमट, उनमें चिपचिपा अनुभव होता है। यद्यपि अनुभूति विधि द्वारा बनावट अभ्यास लेती है, यह मिट्टी की बनावट निर्धारित करने का एक उपयोगी तरीका है, विशेष रूप से खेत में। अंतर्राष्ट्रीय मृदा वर्गीकरण प्रणाली मृदा संसाधनों के लिए विश्व संदर्भ आधार (डब्ल्यू. आर. बी.) एक अन्य प्रवाह चार्ट की पेशकश करते हुए, अनुभव द्वारा बनावट निर्धारित करने के लिए एक वैकल्पिक विधि का उपयोग करता है। सीविंग सीविंग एक लंबे समय से स्थापित लेकिन अभी भी व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली मिट्टी विश्लेषण तकनीक है। छानने में, नमूना सामग्री का एक ज्ञात वजन महीन छलनी से होकर गुजरता है। प्रत्येक छलनी पर एकत्र की गई राशि को प्रत्येक आकार अंश में प्रतिशत वजन निर्धारित करने के लिए भारित किया जाता है। विधि का उपयोग 75 माइक्रोन मीटर से अधिक व्यास वाली मिट्टी के अनाज के आकार के वितरण को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, क्योंकि निचली माप सीमा में छानने का एक मजबूत नुकसान होता है। वास्तव में, मिट्टी और गाद की उच्च सामग्री (60 माइक्रोन मीटर से कम) पर महीन अंश के मामले में, कणों की उच्च सामंजस्यता, चलनी के लिए पाउडर की चिपचिपाहट और इलेक्ट्रोस्टैटिक चार्ज के कारण फैलाव चुनौतीपूर्ण हो जाता है। इसके अलावा, छानने में कण जाल के उद्घाटन के माध्यम से सबसे छोटे पक्ष के साथ गुजरते हैं, जिसका अर्थ है कि प्लेट के आकार की मिट्टी और गाद के कणों को भी छान लिया जा सकता है। इन सब में आम तौर पर ठीक अंश के बड़े पैमाने पर कम आकलन की ओर जाता है। गाद और मिट्टी (60 माइक्रोन से कम कण आकार के साथ) को मापने के लिए, नीचे की छलनी से लिए गए नमूने पर एक दूसरी, स्वतंत्र आकार विधि (अक्सर हाइड्रोमीटर या पिपेट तकनीक) का उपयोग किया जाता है। छलनी विश्लेषण से प्राप्त कण आकार वितरण को नमूने के पूर्ण कण आकार वितरण को स्थापित करने के लिए अवसादन विश्लेषण से डेटा के साथ जोड़ा जाना चाहिए। हाइड्रोमीटर विधि अवसादन विश्लेषण (जैसे। पाइपेट विधि, हाइड्रोमीटर) आमतौर पर मिट्टी उद्योग या भूविज्ञान में sediments.The हाइड्रोमीटर विधि को वर्गीकृत करने के लिए उपयोग किया जाता है जिसे 1927 में विकसित किया गया था और आज भी इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मिट्टी की बनावट निर्धारित करने की हाइड्रोमीटर विधि एक मात्रात्मक माप है जो स्टोक्स के नियम के आधार पर मिट्टी में प्रतिशत रेत, मिट्टी और गाद का अनुमान प्रदान करती है, जो बसने के वेग और कण के आकार के बीच संबंध को व्यक्त करती है। इस नियम के अनुसार कण वजन और गुरुत्वाकर्षण क्रिया के कारण स्थिर हो जाते हैं। हालांकि, कणों की गति की विपरीत दिशा में कार्य करने वाले दो अतिरिक्त बल हैं जो उस संतुलन स्थिति को निर्धारित करते हैं जिस पर कण एक स्थिर वेग पर गिरता है जिसे अंतिम वेग कहा जाता है। हाइड्रोमीटर विधि में सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट के उपयोग की आवश्यकता होती है, जो मिट्टी के समुच्चय को अलग करने के लिए एक फैलाव एजेंट के रूप में कार्य करता है। मिट्टी को सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट घोल के साथ रात भर एक कक्षीय शेकर पर मिलाया जाता है। घोल को एक लीटर के श्रेणीबद्ध सिलेंडर में स्थानांतरित किया जाता है और पानी से भरा जाता है। मिट्टी के कणों को तितर-बितर करने के लिए मिट्टी के घोल को धातु के प्लंजर के साथ मिलाया जाता है। मिट्टी के कण आकार के आधार पर अलग हो जाते हैं और नीचे तक डूब जाते हैं। रेत के कण पहले सिलेंडर के नीचे तक डूब जाते हैं। रेत के बाद गाद के कण सिलेंडर के नीचे तक डूब जाते हैं। मिट्टी के कण गाद की परत के ऊपर अलग हो जाते हैं। माप एक मिट्टी हाइड्रोमीटर का उपयोग करके लिया जाता है। एक मृदा हाइड्रोमीटर तरल पदार्थों के सापेक्ष घनत्व (पानी के घनत्व की तुलना में तरल का घनत्व) को मापता है। हाइड्रोमीटर को अलग-अलग समय पर मिट्टी के मिश्रण वाले सिलेंडर में उतारा जाता है, रेत की मात्रा को मापने के लिए पैंतालीस सेकंड, गाद की मात्रा को मापने के लिए डेढ़ घंटे और मिट्टी को मापने के लिए छह से चौबीस घंटे (उपयोग किए गए प्रोटोकॉल के आधार पर) के बीच। हाइड्रोमीटर पर दिखाई देने वाली संख्या (मिट्टी के घोल के ऊपर) दर्ज की जाती है। हाइड्रोमीटर को कैलिब्रेट करने के लिए एक खाली (जिसमें केवल पानी और फैलाव एजेंट होता है) का उपयोग किया जाता है। रीडिंग से दर्ज किए गए मूल्यों का उपयोग प्रतिशत मिट्टी, गाद और रेत की गणना करने के लिए किया जाता है। रिक्त स्थान को तीन रीडिंग में से प्रत्येक से घटाया जाता है। गणना इस प्रकार हैः प्रतिशत गाद = (मिट्टी का सूखा द्रव्यमान-रेत हाइड्रोमीटर रीडिंग-ब्लैंक रीडिंग)/(मिट्टी का सूखा द्रव्यमान) * 100 प्रतिशत मिट्टी = (मिट्टी हाइड्रोमीटर रीडिंग-ब्लैंक रीडिंग)/(मिट्टी का सूखा द्रव्यमान) * 100 प्रतिशत रेत = 100-(प्रतिशत मिट्टी + प्रतिशत गाद) अवसादन विधि के माध्यम से निर्धारित स्टोक्स का व्यास एक गोले का व्यास है जिसमें कण के समान निपटान वेग और समान घनत्व होता है। यही कारण है कि अवसादन विश्लेषण अच्छी तरह से लागू होता है जब यह मानते हुए कि कण गोलाकार हैं, समान घनत्व हैं, नगण्य अंतःक्रियाएं हैं और यह सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त छोटे हैं कि द्रव प्रवाह लैमिनार रहता है। अनियमित आकार के कणों के मामले में स्टोक्स के समीकरण से विचलन की उम्मीद की जानी चाहिए, जैसे कि मिट्टी के कण जो ज्यादातर प्लैटी या ट्यूबलर होते हैं। इस तरह के आकार वाले कणों के बसने के दौरान स्थिर स्थिति अधिकतम क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के गति की दिशा के लंबवत होने के साथ होती है। इस कारण से, कणों का खिंचाव प्रतिरोध बढ़ता है और बसने का वेग कम हो जाता है। कण व्यास बसने वाले वेग के सीधे आनुपातिक होता है। इसलिए, कम वेग के साथ, गणना किया गया व्यास भी कम हो जाता है जो ठीक आकार अंश का अधिक अनुमान निर्धारित करता है। अवसादन विश्लेषण से पता चलता है कि 0.20 माइक्रोन से छोटे कणों के लिए सीमाएँ हैं क्योंकि ऐसे छोटे कण निलंबन में ब्राउनियन गति से गुजरते हैं और स्टोक्स के नियम के अनुसार अब स्थिर नहीं होते हैं। तलछट विश्लेषण को उच्च स्तर की सटीकता और पुनरावृत्ति के साथ लगातार संचालित किया जा सकता है। सूक्ष्म कणों (गाद और मिट्टी) की एक महत्वपूर्ण संख्या वाली मिट्टी का कण आकार वितरण केवल छलनी विश्लेषण द्वारा नहीं किया जा सकता है, इसलिए अवसादन विश्लेषण का उपयोग कण आकार वितरण की निचली सीमा निर्धारित करने के लिए किया जाता है। लेजर विवर्तन नमूनों के कण आकार वितरण को निर्धारित करने के लिए एक माप तकनीक है, जो या तो तरल में या सूखे पाउडर के रूप में फैला हुआ है। तकनीक एक नमूने में कणों का सामना करते समय प्रकाश तरंगों के झुकने पर आधारित है। मापा गया समतुल्य गोलाकार व्यास एक गोले का व्यास है जिसका अनुप्रस्थ-अनुभागीय क्षेत्र पर जांच किए गए कण के समान विवर्तन पैटर्न होता है। विवर्तन का कोण कण के आकार पर निर्भर करता है, इसलिए विवर्तन का स्वरूप उस नमूने में मौजूद विभिन्न कण आकारों की सापेक्ष मात्रा पर निर्भर करता है। इस विवर्तन पैटर्न का पता लगाया जाता है और माई और फ्राउनहोफर विवर्तन मॉडल के माध्यम से विश्लेषण किया जाता है। माप का परिणाम एक कण आकार वितरण (पीएसडी) है। लेजर विवर्तन के माध्यम से न केवल कण आकार वितरण और संबंधित आयतन भारित डी-मानों को निर्धारित किया जा सकता है, बल्कि मिट्टी के वर्गीकरण के लिए उपयोग किए जाने वाले मुख्य आकार वर्गों में कणों का प्रतिशत भी निर्धारित किया जा सकता है। अन्य तकनीकों की तुलना में लेजर विवर्तन कण के आकार को मापने और मिट्टी के नमूनों का जल्दी से विश्लेषण करने के लिए एक तेज़ और लागत प्रभावी विधि है। एक बड़ा लाभ अंतर्निर्मित फैलाव है (जैसे। वायु दबाव या अल्ट्रासाउंड फैलाव द्वारा फैलाव) लेजर विवर्तन उपकरणों की इकाई। इसलिए, सूखे नमूनों को बाहरी नमूना तैयार करने के चरणों के बिना मापा जा सकता है, जो छानने और अवसादन विश्लेषण के लिए आवश्यक हैं। इसके अलावा, चूंकि नमूने को ठीक से फैलाया जा सकता है, इसलिए कण आकार वितरण की पूरी श्रृंखला प्राप्त करने के लिए दो अलग-अलग माप तकनीकों को संयोजित करने की आवश्यकता नहीं है, जिसमें गाद और मिट्टी की मात्रा शामिल है। फ्राउनहोफर और माई लेजर विवर्तन दोनों सिद्धांत मानते हैं कि कण गोलाकार आकार के होते हैं। इसके परिणामस्वरूप एक छोटी माप त्रुटि होती है, क्योंकि मिट्टी के नमूनों में छोटे कण, जैसे कि मिट्टी और विशेष रूप से गाद, लंबे और अनिसोट्रोपिक होते हैं। लेजर विवर्तन विधि में कण व्यास उनके संभावित आयतन के संबंध में निर्धारित किया जाता है, जिसकी गणना कण क्रॉस-सेक्शन के किनारों पर एक ऑप्टिकल विवर्तन छवि के आधार पर की जाती है। मिट्टी के कणों का आयतन प्लेट के क्रॉस-सेक्शन का व्यास है, जिसे गणना में गोले के व्यास के रूप में माना जाता है। इसलिए, अवसादन विश्लेषण के माध्यम से मापा जाने वाले आयामों की तुलना में उनके आयामों को आमतौर पर अधिक आंका जाता है। कणों की गोलाकारता की धारणा से जुड़ी त्रुटि इसके अलावा अनिसोट्रोपी की डिग्री पर निर्भर करती है। अनिसोट्रोपिक कणों के ऑप्टिकल गुण, जैसे कि अपवर्तक सूचकांक और अवशोषण सूचकांक, लेजर बीम के सापेक्ष उनके अभिविन्यास के अनुसार बदलते हैं जो भी परिवर्तनशील है। इसलिए, विभिन्न कण अभिविन्यासों पर विभिन्न क्रॉस-सेक्शन को मापा जाएगा और विभिन्न विवर्तन पैटर्न का उत्पादन किया जाएगा। लेजर किरण की तरंग दैर्ध्य के करीब आकार वाली मिट्टी के लिए, माइ सिद्धांत वांछनीय होगा। इसके लिए कणों की सामग्री के जटिल अपवर्तक सूचकांक के सटीक ज्ञान की आवश्यकता होती है, जिसमें उनका अवशोषण गुणांक भी शामिल है। क्योंकि इन मापदंडों को अक्सर प्राप्त करना मुश्किल होता है, विशेष रूप से विभिन्न कणों और मिट्टी के कणों के लिए प्रकाश अवशोषण गुणांक, फ्रॉनहोफर सिद्धांत, जो केवल कणों के किनारे पर प्रकाश विवर्तन घटनाओं को ध्यान में रखता है, अक्सर प्राकृतिक मिट्टी के लिए अनुशंसित किया जाता है। अतिरिक्त विधियाँ मिट्टी की बनावट निर्धारित करने के लिए कई अतिरिक्त मात्रात्मक विधियाँ हैं। इन विधियों के कुछ उदाहरण पिपेट विधि, एक्स-रे अवसादन, कण कार्बनिक पदार्थ (पी. ओ. एम.) विधि, तीव्र विधि हैं। एक्स-रे अवसादन एक्स-रे अवसादन तकनीक एक संकर तकनीक है जो अवसादन और एक्स-रे अवशोषण को जोड़ती है। कण आकार की गणना स्टोक्स के नियम को लागू करके कणों के अंतिम निपटान वेगों से की जाती है। एक्स-विकिरण के अधिशोषण का उपयोग बीयर-लैम्बर्ट-बोगुएर नियम को लागू करके प्रत्येक आकार वर्ग के लिए सापेक्ष द्रव्यमान सांद्रता निर्धारित करने के लिए किया जाता है। मिट्टी का रंग बनावट (भूविज्ञान) हाइड्रोमीटर यू. एस. डी. ए. मिट्टी वर्गीकरण संदर्भ आगे पढ़ने के लिए प्राकृतिक संसाधन संरक्षण सेवा भी देखें। (एन. डी.) प्रेस्कॉट जे. ए., टेलर जे. के., मार्शल टी. जे. 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