मृदा तापमान और वातन

मृदा तापमान और वातन मृदा पर्यावरण के तापीय और गैसीय घटक हैं, जो जैविक और रासायनिक प्रक्रियाओं की दरों और जड़ों तथा सूक्ष्मजीवों को ऑक्सीजन की आपूर्ति को नियंत्रित करते हैं।

Definition

मृदा तापमान सतह पर ऊर्जा विनिमय और प्रोफाइल के माध्यम से ऊष्मा चालन के परिणामस्वरूप मृदा की तापीय स्थिति है; मृदा वातन मृदा के छिद्र स्थान और वायुमंडल के बीच ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसों का विनिमय है।

Scope

यह विषय ऊष्मा संतुलन और तापीय गुणों को शामिल करता है जो मृदा तापमान व्यवस्था को निर्धारित करते हैं, मृदा वायु की संरचना और विनिमय, और वातन, जल सामग्री तथा मृदा की रेडॉक्स स्थिति के बीच संबंध को भी शामिल करता है। यह गैस और ऊष्मा चरणों का वर्णन करता है जो जल के साथ मृदा की भौतिक तस्वीर को पूरा करते हैं।

Core questions

• दिन और वर्ष भर मृदा तापमान व्यवस्था को क्या नियंत्रित करता है?
• मृदा वायु की संरचना क्या है और यह वायुमंडल के साथ कैसे विनिमय करती है?
• जल सामग्री वातन और ऑक्सीजन आपूर्ति को कैसे नियंत्रित करती है?
• तापमान और वातन जैविक और रासायनिक प्रक्रियाओं को कैसे प्रभावित करते हैं?

Key concepts

• मृदा सतह ऊर्जा संतुलन
• तापीय चालकता और ऊष्मा क्षमता
• मृदा तापमान व्यवस्था
• मृदा वायु संरचना
• गैस विसरण और वायु-भरी सरंध्रता
• वातन, जलभराव और रेडॉक्स

Key theories

मृदा ऊष्मा संतुलन और चालन

मृदा तापमान सतह ऊर्जा संतुलन और प्रोफाइल में ऊष्मा के चालन द्वारा निर्धारित होता है, जिसमें तापीय चालकता और ऊष्मा क्षमता जल सामग्री पर बहुत अधिक निर्भर करती है, इसलिए गीली मृदा धीरे-धीरे गर्म और ठंडी होती है।

वातन और गैस विसरण

ऑक्सीजन जड़ों और सूक्ष्मजीवों तक मुख्य रूप से वायु-भरे छिद्रों के माध्यम से विसरण द्वारा पहुँचती है, इसलिए वातन सरंध्रता और जल सामग्री पर निर्भर करता है; जब छिद्र जल से भर जाते हैं, तो विसरण समाप्त हो जाता है और मृदा अवायवीय हो जाती है, जिससे इसकी रेडॉक्स स्थिति बदल जाती है।

Mechanisms

विकिरण, चालन, संवहन और सतह पर गुप्त ऊष्मा विनिमय मृदा की ऊष्मा इनपुट को निर्धारित करते हैं, जो नीचे की ओर संचालित होती है और गहराई के साथ मंद तथा विलंबित होती है, जिससे दैनिक और मौसमी तापमान तरंगें उत्पन्न होती हैं। मृदा वायु वायुमंडल की तुलना में कार्बन डाइऑक्साइड में समृद्ध और ऑक्सीजन में गरीब होती है क्योंकि जड़ और सूक्ष्मजीव श्वसन करते हैं; ऑक्सीजन की पूर्ति मुख्य रूप से वायु-भरे छिद्रों के माध्यम से विसरण द्वारा होती है। जब जल छिद्रों को भर देता है, तो गैस विसरण तेजी से गिरता है, ऑक्सीजन कम हो जाती है, और मृदा अवायवीय हो जाती है, जिससे इसकी रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान बदल जाते हैं।

Clinical relevance

मृदा तापमान बीज अंकुरण, जड़ वृद्धि और पोषक तत्व चक्रण की दरों को नियंत्रित करता है, जबकि वातन यह निर्धारित करता है कि जड़ों और वायवीय सूक्ष्मजीवों के पास पर्याप्त ऑक्सीजन है या नहीं; मृदा को पर्याप्त रूप से गर्म और वातित रखने के लिए जल निकासी, अवशेष आवरण और संघनन का प्रबंधन फसल उत्पादकता के लिए और डीनाइट्रीकरण जैसे नुकसानों को सीमित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

History

मृदा तापीय व्यवस्था का अध्ययन मृदा सतह ऊर्जा संतुलन पर लागू शास्त्रीय ऊष्मा-चालन सिद्धांत पर आधारित था, जबकि मृदा वातन पर शोध ने गैस विसरण, जल सामग्री और रेडॉक्स रसायन विज्ञान को जोड़ा, जिससे मृदा कार्य में गैस और ऊष्मा चरणों की भूमिका स्थापित हुई।

Key figures

• Daniel Hillel
• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil

Seminal works

• hillel1998
• brady2016

Frequently asked questions

जलभराव वाली मृदा में ऑक्सीजन कम क्यों हो जाती है?

ऑक्सीजन मुख्य रूप से वायु-भरे छिद्रों के माध्यम से मृदा तक पहुँचती है, जो जल के माध्यम से विसरण की तुलना में हजारों गुना तेज होता है; जब छिद्र जल से भर जाते हैं, तो ऑक्सीजन की आपूर्ति समाप्त हो जाती है जबकि श्वसन जारी रहता है, इसलिए मृदा तेजी से अवायवीय हो जाती है।

वसंत ऋतु में गीली मृदा धीरे-धीरे गर्म क्यों होती है?

जल में उच्च ऊष्मा क्षमता होती है और आने वाली अधिकांश ऊर्जा तापमान बढ़ाने के बजाय उसे वाष्पित करने में खर्च होती है, इसलिए गीली मृदा को गर्म होने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है और वसंत में यह सूखी मृदा से पीछे रह जाती है।