मृदा निर्मिती आणि मृदा गुणधर्म
२
प्रास्ताविक
जनक
खडकांवरील निरंतर प्रक्रियांचा विकास किंवा उत्क्रांतीच्या परिपाकास मृदा म्हणतात.
मृदेमध्ये सेंद्रिय व असेंद्रिय द्रव्ये असतात. उत्पादनासाठी आवश्यक असणाऱ्या श्रम,
भूमी, भांडवल व संयोजन यापैकी भूमी हा एक
महत्त्वपूर्ण उत्पादक घटक आहे. ऊन, वारा, पाऊस इत्यादीच्या अखंड आघाताने व प्रत्याघाताने खडकापासून मृदेची निर्मिती
होत असते. भूपृष्ठावर होणाऱ्या अनेक प्राकृतिक, रासायनिक व
जैविक क्रिया-प्रक्रियांमुळे मृदा निर्मिती होते. मृदा निर्मिती ही एक निसर्गातील
अंत्यत मंद गतीने परंतु सातत्याने चालू असलेली गुंतागुंतीची व क्लिष्ट अशी
प्रक्रिया आहे. मृदा उत्क्रांत होत जाऊन परिपक्व होतात. मूळ खडकावर मृदेच्या काही
सें.मी. थर तयार होण्यास शेकडो वर्षे लागतात. त्यामुळे मृदा निर्मितीचा काळ
महत्त्वाचा ठरतो. सदर प्रकरणात आपण मृदा निर्मितीचे घटक, मृदा
निर्मितीची प्रक्रिया व मृदेचे प्राकृतिक आणि रासायनिक गुणधर्म यांचा शास्त्रशुद्ध
अभ्यास करणार आहोत.
२.१
जेनीची मृदानिर्मितीची बहुघटकीय प्रतिकृती
हॅन्स
जेनी यांचा जन्म ७ फेब्रुवारी १८९९ रोजी बसेल, स्वित्र्झलँड
येथे झाला. स्विस फेडरल इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी येथून १९२२ मध्ये कृषी पदविका
प्राप्त केल्यानंतर त्यांनी १९२७ मध्ये Exchange Reactions या
विषयामध्ये संशोधन प्रबंध सादर करून D.Sc. ही सर्वोच्च पदवी
संपादन केली. कॅलिफोर्निया विद्यापीठातील बर्ली येथे अध्यापनाचे कार्य करीत असताना
१९४१ च्या दरम्यान त्यांनी "Factors of soil formation - A system of
Quantitative Pedology" हा ग्रंथ प्रकाशित केला. ज्यामुळे
त्यांना जगभर प्रसिद्धी मिळाली. या ग्रंथामध्ये त्यांनी मृदा निर्मितीसाठी
कारणीभूत असणाऱ्या घटकांचे सखोल विश्लेषण केले आहे.
मृदा
निर्मितीसाठीचे कारक/घटक या फॉर्म्युलाद्वारे जेनी या शास्त्रज्ञाने खालील समीकरण
मांडले.
S = f (cl, o, r, p, t)
S = Soil Formation (मृदा
निर्मिती)
f = घटक
cl = Climate (हवामान)
o = जीव
r = रिलीफ (पृथ्वीचा उदय)
p = Parent Material (जनक खडक)
t = Time (काळ)
१.
जनक खडक :-
मूळ
खडकात किंवा जनक खडकात अपक्षय क्रियेने जे पदार्थ संचयित होतात त्यांना मृदेचे
मूळद्रव्य म्हणतात. मूळ खडकांत असलेली द्रव्ये बऱ्याच वेळा मृदेत आढळतात. तसेच
मृदेला सुपीकता प्राप्त करून देणारी द्रव्येदेखील मूळ खडकापासून मिळतात. मूळ
खडकांचे कायिक अपक्षय झाल्यास त्या खडकाचे रासायनिक गुणधर्म न बदलता फक्त विखंडन
क्रिया घडते आणि खडकांचे मृदेत रूपांतर होते. या अपक्षय क्रियेमुळे मूळ खनिजे,
क्षार आणि अन्य घटक द्रव्यांमध्ये काहीच फरक पडत नाही. उदा.
बेसॉल्टपासून निर्माण होणारी काळी रेगूर मृदा. रासायनिक अपक्षय प्रक्रियेमुळे
खडकावर रासायनिक प्रक्रिया होते आणि खडकांचे विखंडन न होता विघटन होते. या क्रियेत
मूळ खडकाचे गुणधर्म बदलून नवीन गुणधर्माची मृदा तयार होते. उदा. उष्ण व दमट हवामान
प्रदेशातील जांभी मृदा.
2.
जैविक घटक :-
मृदा
निर्मितीत वनस्पतींचे योगदान महत्त्वपूर्ण तर असतेच पण ते प्रत्यक्ष व अप्रत्यक्ष
असे असते. वनस्पतींच्या विघटनातून मृदेतील सेंद्रिय द्रव्य 'ह्यूमस'ची निर्मिती होते. वनस्पतींची पाने, फुले, फांद्या, फळे, बिया, जमिनीवर पडतात व सुकतात. उबदार, आर्द्र हवामानात हे पदार्थ कुजतात, मृदेतील काही
सूक्ष्म जिवाणू या कुजलेल्या पदार्थांचे विघटन करतात. वनस्पतीतील पेशीजन्य संरचना
भेदली गेल्याने सुलभ रासायनिक संरचना असलेले सेंद्रिय पदार्थ निर्माण होतात.
वनस्पतींची मुळे मृदा धरून ठेवतात व त्यामुळे त्यांची झीज रोखली जाते. वनस्पती
बाष्पोत्सर्जन करतात म्हणून त्यांच्या भोवतालच्या हवेत बाष्प असते व बाष्पीभवनाचा
वेग कमी असतो. पर्यायाने मृदाजलाचे बाष्पीभवन कमी होते व त्या आर्द्र राहण्यास
साहाय्य होते. मृदा निर्मितीत वनस्पतींचा सहभाग महत्त्वपूर्ण असतो.
३.
हवामान :-
मृदा
निर्मितीत वातावरण प्रक्रियांचा लक्षणीय असा सहभाग असतो. तापमान,
पर्जन्य, वारे या वातावरणीय घटकांचा फार मोठा
सहभाग खडकांच्या अपक्षयांत असतो. जास्त तापमान, अधिक
आर्द्रता व भरपूर पाऊस यामुळे रासायनिक अपक्षय वेगाने होते. वनस्पती कुजण्याची व
विघटनाची क्रियाही अशा परिस्थितीत जोमाने होते. मृदाजलाची हालचाल तापमानावर अवलंबून
असते. तापमान बाष्पीभवनाचा वेग नियंत्रित करते. तापमान जास्त असेल तर बाष्पीभवन
वेगाने होऊन मृदाजल जवळपास संपुष्टात आल्याने मृदा कोरड्या होतात. यामुळे मृदेतील
हवेचे प्रमाण वाढते. हिवाळ्यात तापमान कमी असल्याने बाष्पीभवनाचा वेग मंदावतो व
मृदाजल टिकून राहते. हवेतील मृदा जलाचे प्रमाण कमी असते, अशी
स्थिती मृदेतील सूक्ष्म जिवाणूंचे कार्य क्षीण करते. मृदेतील सूक्ष्मजीव हे
सेंद्रिय पदार्थांचे विघटक (Decomposers) असतात ते क्रियाशील
नसतील तर सेंद्रिय पदार्थाचे विघटन होत नाही व पर्यायाने ह्यूमस निर्माण होण्यात
अडथळे येतात. तापमान कमी असल्यास कार्बनडाय-ऑक्साइड पाण्यांत अधिक विरघळतो
त्यामुळे सौम्य कार्बाम्ल तयार होते. रासायनिक अपक्षयातील कार्बोनेशन क्रियेस याचे
साहाय्य होते. तापमान कक्षा अधिक असेल तर खडकांचे आकुंचन प्रसरण होत राहते
त्यामुळे कायिक अपक्षयास चालना मिळते. एकंदरीत अशा अपक्षयामुळे खडक दुभंगतात.
जोरदार वाऱ्यामुळे खडकांचे सुटे कण तसेच मृदेतील पृष्ठीय कण स्थलांतरित होत
राहतात.
4.
जमिनीची उन्नती :-
भूरूपांचा
उतार,
उंच सखलपणा यावर मृदेची खोली नियंत्रित होते. गुरूत्वशक्तीच्या
प्रभावाखाली अपक्षयित कण व मृदा कण उताराला अनुसरून स्थानांतरित होत असतात. शिवाय
मृदा जल व त्यात विद्राव्य स्थितीत असलेली पोषणद्रव्ये उताराच्या अनुषंगाने वाहून
जात असतात. उतार तीव्र असेल तर मृदा कण वाहून जाण्याचे प्रमाण अधिक असते. अशा
भागात मृदा जाडसर-भरड कणांनी बनलेल्या असतात. मूळ खडकावर मृदा थरही पातळ असतो.
डोंगर व पर्वत उतारावर अशा मृदा असतात. याउलट मैदानी प्रदेशांत, पठारावर मृदा थर जाड असतो व त्या सूक्ष्म कणांनी बनलेल्या असतात. मृदेच्या
विकासांत भूबाह्य व भूअंतस्थ प्रक्रियाही महत्त्वाच्या ठरतात. भूकंपामुळे व
ज्वालामुखी क्रियेने नव्या मृदेची निर्मिती होते. अशा मृदा सुपीक असतात.
नद्यांमुळे पूरमैदाने, त्रिभुज प्रदेश इ. भूरूपे निर्माण
होतात. या भूरूपावरील मृदा शेतीस उपयुक्त असतात. हिमनद्यांच्या हिमोढांचे प्रदेश,
हिम-जलोढ मैदाने येथील मृदाही सुपीक असते. वाऱ्याच्या निक्षेपण
कार्यामुळे निर्माण झालेली लोएस मृदा उपयुक्त मानली जाते.
५.
कालावधी
मृदा
निर्मिती अत्यंत मंद गतीने होत असते. शेकडो वर्षानंतर काही सें.मी. जाडीची मृदा
तयार होते. इतक्या दीर्घ कालावधीत निर्मिती घटकात खूप बदल होतात व त्याचा परिणाम
मृदा निर्मितीच्या दरावरही होतो. अनेक भौतिक, रासायनिक
व जैविक क्रिया-प्रक्रिया, त्यांच्यातील साहचर्य संतुलन
राखले गेल्यास मृदा निर्मितीचा काळ व त्यांचा उपयोगितेचा काळ यांच्यात फार तफावत
आढळते. सातत्याने पिके घेणे, अतिरिक्त जलसिंचन, खतांचा वापर यानुसार अवनत झालेल्या मृदा पुर्नउपयोगी होण्यासाठी द्यावा
लागणारा काळ दिला जात नाही व अशा मृदा अनुत्पादक होतात.
२.२
मृदा निर्मितीची प्रक्रिया
मृदा
ही वनस्पीतींना पोषकद्रव्ये पुरविण्याचे कार्य करते. साधारणपणे ही खनिजे,
मुलद्रव्ये मृदेत गाळ (Clay) व सेंद्रिय
द्रव्ये (Humus) यांनी धरून ठेवलेली असतात. मृदेचे मुलभूत
घटक तीन प्रकारचे म्हणजे स्थायु, द्रव आणि वायु स्वरूपात
असतात. यापैकी ५०% स्थायु (४५% मृदा व ५% सेद्रिय द्रव्ये) २५% हवा आणि २५%
मृदेतील पाणी असते. यापैकी स्थायु घटकांचे प्रमाण स्थिर मानले जाते व साधारण
परिस्थितीमध्ये मृदेतील वायुंचे प्रमाण वाढल्यास मृदाजल कमी होते व उलट परिस्थितीमध्ये
मृदाजलाचे प्रमाण वाढते.
•
मृदा विकासाच्या दीर्घ कालावधीसाठी मृदा विकसीत होत गेली असता तिच्या उभ्या छेदामध्ये
(Verticle
Section) दोन ते तीन वेगवेगळ्या रंगाचे थर तयार झालेले असल्याचे
दिसून येते.
•
हे सर्व थर एकमेकांपासून रंग, पोत, तापमान, सच्छिद्रता, रचना,
घनता इ. गुणधर्मात भिन्नता दर्शवितात. या थरांना मृदेचे थर (Soil
Horizon) म्हणतात.
साधारणपणे मृदेत पुढील
थर (Soil
Horizon) आढळतात.
i) 'O'
थर
ii) 'A' थर
iii) 'B' थर
iv) 'C' थर
v) 'R' थर.
१.
'O':
हाच भूपृष्ठीय थर म्हणून ओळखला जातो. या थरामध्ये भूपृष्ठानजीक न
कुजलेल्या सेंद्रिय पदार्थांचे प्रमाण अधिक असते. याउलट कुजलेल्या सेंद्रिय
पदार्थांचे प्रमाण 'A' थरानजीक अधिक असते. या थरात सेंद्रिय
द्रव्यांचे प्रमाण अधिक (Organic Content) असते. म्हणून यास 'O'
थर म्हणतात.
२.
'A'
थर: यालाच मृदेचा वरचा थर (Top
Soil) म्हणून ओळखले जाते. या थरात सेंद्रिय द्रव्यांचे प्रमाण अधिक
असते म्हणून याचा रंग इतर थरांपेक्षा गडद (Dark) असतो. या
थरामध्ये जाड्याभरड्या गाळमातीचे प्रमाण अधिक असण्याचे कारण म्हणजे वाहत्या व झिरपत्या
पाण्यासमवेत या थरातील मृदाकण वाहून खालच्या थरात जातात. या प्रक्रियेस अवक्षालन (Elluviation)
असे म्हणतात. या मृदाथरात जैविक संसाधनांचा (गांडूळ, कवक, शैवाले इ.) क्रियांचा प्रभाव अधिक असतो
त्यामुळे हा थर मृदेचा सर्वाधिक सुपिक थर असतो.
३.
'B'
थर: या थरास उपमृदा (Subsoil)
म्हणून ओळखले जाते. हा मृदाथर अ थराच्या खाली असतो. मुळ खडकाच्या
सर्व गुणधर्मापासून अत्यंत वेगळी मृदा या थरात आढळते. उष्णकटीबंधीय प्रदेशामध्ये
या थरात आयर्न ऑक्साईड, अॅल्युमिनीअम ऑक्साईड चे प्रमाण अधिक
असते. कारण अ थरातून वाहून आलेले खनिजे व इतर पदार्थ या थरात जमा होतात या
प्रक्रियेस स्थापन थर (illuviation) म्हणतात. या थरात खनिजे
जमा होतात म्हणून यास संचय विभाग (Zone of Accumulation) असेही
म्हणतात.
४.
'C'
थर: B
थराखाली असणाऱ्या या थरावर मृदानिर्मिती प्रक्रियेचा फार कमी परिणाम
झालेला दिसतो व मुळ खडकाप्रमाणेच या थराचे प्राकृतिक व रासायनिक गुणधर्म असतात. ही
मृदा जाड्याभरड्या दगड-गोट्यांची बनलेली असते. याच्या खाली असणाऱ्या 'R' थराच्या अपक्षयाने ह्या थरातील मृदा तयार होते. शुष्क प्रदेशात या थरात
कॅल्शियम कार्बोनेट (CaCO3) चे प्रमाण अधिक आढळते. या थरात
कमकुवत खडकांचे प्रमाण अधिक असते व ते या थराखालील खडकापेक्षा कमकुवत असतात.
५.
'R'
थर: या थरात दगडगोट्यांचे (Regolith)
प्रमाण अधिक असते म्हणून या थरास 'R' थर
म्हणतात. मुळ खडकाच्या अपक्षयाने हा थर तयार होतो. म्हणून याच्या मृदेत मुळ खडकाचे
अधिक गुणधर्म आढळतात.
मृदा
निर्मितीची प्रक्रिया - प्राकृतिक, जैविक
व रासायनिक
२.२.१.
प्राकृतिक/ नैसर्गिक प्रक्रिया :-
कायिक
किंवा यांत्रिक पद्धतीने भूपृष्ठावरील खडकांचे तुकडे होऊन त्याचे बारीक मातीत
रूपांतर होण्याच्या क्रियेलाच मृदा निर्मितीची प्राकृतिक प्रक्रिया म्हणतात. ऊन,
वारा, पाऊस यासारख्या कार्रकामुळे मूळ खडकांवर
सातत्याने दाब व ताण पडून खडकांचे विखंडन होते आणि त्यातूनच भूपृष्ठावर मृदेचा थर
निर्माण होत राहतो. जास्त तापमानाच्या कोरड्या प्रदेशात दिवसाच्या व रात्रीच्या
तापमानात फार मोठी तफावत असते. दिवसा अतिउच्च तापमानामुळे खडक तापतात व प्रसरण
पावतात याउलट रात्री कमी तापमानामुळे ते झपाट्याने थंड होतात व त्यांचे आकुंचन
होते. या सततच्या आंकुचन प्रसरणामुळे खडकातील खनिजांमध्ये तणाव निर्माण होऊन
खडकांना भेगा पडतात व हळूहळू खडक फुटून त्यापासून बारीक मृदाकणांची निर्मिती होते.
शीत व उंच पर्वतीय प्रदेशातसुद्धा तापमान गोठण बिंदूखाली जात असल्याने पाणी
गोठण्याची क्रिया घडत असते. खडकांच्या भेगामध्ये पाणी गोठते तेव्हा पाण्याचे
बर्फात रूपांतर होत असताना त्याचा दाब खडकातील भेगांमध्ये निर्माण होतो. वारंवार
ही क्रिया झाल्यामुळे खडक फुटतात व त्यांचे मृदेत रूपांतरण होते. वाळवंटी प्रदेशात
वारा हा कारक जास्त प्रभावी असतो. वाळवंटात वाऱ्याचा वेग जास्त असतो. वाऱ्याबरोबर
वाहून येणारी वाळू मार्गातील खडकांवर सतत आघात करते. यामुळे खडक कमकुवत होतो,
त्याचे पापुद्रे सुटतात व त्यापासून मृदानिर्मिती होते. जास्त
पर्जन्यमान असलेल्या प्रदेशात तडकन्याच्या क्रियेद्वारे मृदेची निर्मिती होते.
आर्द्र प्रदेशात पर्जन्याच्या आधी सूर्याच्या उष्णतेमुळे खडक अतिशय तापलेले असतात.
अशा तप्त खडकावर पाणी पडल्यास खडकास तडे पडून कालांतराने त्याचे लहान-लहान कण अलग
होतात.
२.२.२.
जैविक प्रक्रिया :-
वनस्पती,
प्राणी, मानव यांच्यामुळे विघटन व अपघटन
क्रिया होवून खडक कमकुवत होतात आणि त्यांचे बारीक माती कणात रूपांतर होते याला
मृदानिर्मितीची जैविक प्रक्रिया म्हणतात. वनस्पतीमुळे कायिक व रासायनिक अशा दोन्ही
प्रकारचे विदारण होते. वनस्पतींची मुळे जमिनीत खोलवर शिरतात. लहान मुळे खडकांच्या
फटीत प्रवेश करतात व कालातंराने ती मोठी होतात तेव्हा खडकांच्या भेगा रूंद होतात
आणि खडक दुभंगतात. वनस्पतीमुळे रासायनिक विदारणही होते. वनस्पतीमध्ये जलयुक्त
बॅक्टिरिया असतात. हे सूक्ष्म जीवाणू खडकातील खनिज द्रव्ये वेगळी करतात. यामुळे
खडक कमकुवत होऊन मृदानिर्मिती प्रक्रिया घडून येते. वनस्पती प्रमाणेच प्राणीसुद्धा
मृदा निर्मितीला मदत करतात. पृथ्वीवर अनेक प्रकारचे प्राणी बिळे तयार करतात.
निवाऱ्यासाठी विवरे तयार करतात. त्यामध्ये किटक, उंदीर,
घुशी यांचा उल्लेख करता येईल. हे प्राणी खडक पोखरून मृदानिर्मितीला
साहाय्य करतात. आधुनिकीकरणामुळे मृदानिर्मितीतील मानवी वाटा वाढू लागला आहे. कृषी,
जलसिंचन प्रकल्प, वाहतूकमार्ग निर्मिती,
इमारत उभारणी, खडी मिळविण्यासाठी डोंगर पोखरणे
अशा विविध क्रियांद्वारे मानव मृदानिर्मितीस अप्रत्यक्षपणे कारणीभूत ठरतो.
२.२.३.
रासायनिक प्रक्रिया :-
वातावरणामधील
ऑक्सीजन,
कार्बन डाय-ऑक्साईड, हायड्रोजन यांच्या
परिणामामुळे खडकांमध्ये रासायनिक परिवर्तन घडतात. खडकातील मुलद्रव्यांच्या
आकारमानात व स्वरूपात बदल झाल्याने मूळ खडकाचे विघटन होऊन मृदानिर्मितीला सुरूवात
होते यालाच मृदानिर्मितीची रासायनिक प्रक्रिया म्हणतात. पावसाचे पाणी, बर्फ विलय, वातावरणातील विविध वायू, मानवी क्रिया यामुळे रासायनिक विदारण घडून येते. प्रत्येक प्रकारच्या
रासायनिक द्रव्याची खडकावर होणारी अभिक्रिया वेगवेगळ्या प्रकारची असते. हवेतील
ऑक्सीजनचा दमट हवामानात लोहयुक्त खडकावर परिणाम होतो. खडकातील लोहाचे ऑक्साईडस्
बनतात. ही क्रिया लोहाच्या गंजण्यासारखी असते. या क्रियेला ऑक्सिडेशन किंवा
भस्मीकरण असे म्हणतात. ऑक्सिडेशनमुळे खडकाचे रासायनिक विघटन होऊन मृदानिर्मितीला
मदत होते. पावसाळ्यात कार्बन डायऑक्साईड वायू पाण्यात विरघळून कार्बोनिक आम्ल तयार
होते. या सौम्य कार्बोनिक आम्लाची अभिक्रिया अग्निजन्य खडकावर होऊन त्यातून
कॅल्शियम कार्बोनेट, सोडियम, मॅग्नेशियम,
सिलिका हे घटक वेगळे होतात. या क्रियेमुळे खडक कमकुवत होतात. चुनखडी,
डोलोमाईट, संगमरवर खडकावर कार्बोनिक आम्लाची
अभिक्रिया होऊन हळूहळू त्यापासून मृदाकण निर्माण होऊ लागतात. जास्त पावसाच्या
प्रदेशात जलअपघटन क्रियेद्वारे खडकातील फेल्डस्पार या खनिज द्रव्यावर पाण्याची
अभिक्रिया होते. पावसाचे पाणी खडकात मुरल्यावर त्याचा फेल्डस्पारशी संपर्क आला
असता अशा प्रकारची अभिक्रिया घडून खनिजाचा आकार वाढतो. या क्रियेला हायड्रेशन असे
म्हणतात. त्यामुळे खडक ठिसूळ होऊन त्याचे मातीत रूपांतर होते.
२.२.४
मृदानिर्मितीचे टप्पे/स्तर (Stages of Soil
Formation) :-
खालील
सहा प्रमुख प्रक्रियांद्वारे मृदा निर्मितीची प्रक्रिया चालते :
१.
अपक्षालन (Leaching): ही प्रक्रिया प्रामुख्याने
उष्ण व दमट हवामानाच्या प्रदेशात चालते. या ठिकाणी मृदेतील विद्राव्य सिलीका,
कॅल्शिअम यासारखे घटक पाण्यासोबत वाहून जातात (Leaches away)
व उर्वरीत मृदेत आयर्न ऑक्साईड, अॅल्युमिनीअम
ऑक्साईडचे प्रमाण वाढते. ही मृदा लॅटेराईटीक मृदा (Lateritic Soil) म्हणून ओळखली जाते. या मृदेत ह्युमसचे प्रमाण कमी असून हायड्रोजन
आयनांच्या विनीमयामुळे (Exchangc) मृदा आम्लधर्मी होते.
२.
अवक्षालन (Elluviation): अति पर्जन्य व मृदेत
झिरपणाऱ्या पाण्यामुळे मृदेतील लोह अॅल्युमिनिअम ऑक्साईडचे विद्राव्य घटक मृदेच्या
'A' थरामधून वाहून जातात. या प्रक्रियेस अवक्षालन प्रक्रिया
म्हणतात.
३.
स्थापन थर (Illuviation) : या प्रक्रियेत वरच्या
थरातून वाहून येणारे घटक 'B' थरामध्ये जमा होतात. या प्रक्रियेस
illuviation म्हणतात. वरच्या थरातून वाहून येणारे घटक जर
आयर्न ऑक्साईड आणि अॅल्युमिनीअम ऑक्साईड सारखे दिसतील तर 'B' थराचा रंग 'A' थरासारखा गडद (Dark) असू शकतो.
४.
प्रमृदाकरण (Podzolisation) : समशितोष्ण कटीबंधीय
प्रदेशात (Temperate region) सुचीपर्णी वृक्षांच्या
पानांमध्ये थंडीपासून व बर्फापासून बचाव करण्यासाठी संयुग सारखे घटक असतात. या
पानांच्या कुजण्यानंतर हे घटक मृदेतील अॅल्युमिनीअम व आयर्न मुलद्रव्यांशी
अभिक्रिया पावून अॅल्युमिनिअम व आयर्न सेक्सीऑक्साईड तयार करतात. हेसेक्विऑक्साईड
पाण्यामध्ये विद्राव्य असल्यामुळे बर्फाच्या वितळल्यानंतर पाण्यासमवेत वाहून
जातात. त्यामुळे मृदेत सिलिकाचे प्रमाण अधिक राहते आणि मृदा राखाडी रंगाची बनते.
ही मृदा आम्लधर्मी असून ती नापिक असते.
५.
ग्लेयींग (Gleying): ही प्रक्रिया दलदलीच्या
प्रदेशात मृदेतील आयर्न ऑक्साईड (ऑक्सिजनविरहीत) परिस्थितीमध्ये कपात प्रक्रिया
करतो. यामुळे या मृदेस हिरवा रंग प्राप्त होतो. गाळाचे, दलदलीच्या
प्रदेशात सेंद्रिय घटकांचे प्रमाण अधिक असते.
६.
चुनामयन (Calcification) : या प्रक्रियेमध्ये
शुष्क प्रदेशात मृदेतील CaCO, (कॅल्शियम कार्बोनेट) एकत्र
येऊन त्यांचे गोटे/कंकर तयार होतात. गाळाच्या नव्या खादर मृदेत Calcification
प्रक्रिया होऊन तिचे भांगर मध्ये रूपांतर होते. या भांगर मृदेत
कंकरचे प्रमाण अधिक असते. तुलनेत भांगर नापिक असतो.
२.
३ मृदेचे प्राकृतिक गुणधर्म
मृदेचे
प्राकृतिक गुणधर्म खालील प्रमाणे आहेत :-
१.
मृदारूप (मातीचे आकारशास्त्र):-
मृदेचे
रूप मातीच्या स्वरूपा प्रमाणे वेगवेगळे असते. मोठ्या आणि खडबडीत कणांच्या मातीला
वाळू तर बारीक कणांच्या मातीस चिकण माती असे म्हणतात. मातीच्या कणांची वर्गवारी
करण्यासाठी त्याच्या आकाराची स्थूल मर्यादा ठरविणे आवश्यक असते. मातीच्या कणांचे
वर्गीकरण कणांच्या आकारमानावरून चार वर्गात करण्यात येते.
अ)
चिकण माती (Clay) :-
१. चिकण
मातीचे कण सूक्ष्म असतात. खडकावर पाणी, वारा,
उष्णता यांचा परिणाम होऊन ९हे कण बनतात. त्यामुळे यात
अन्नद्रव्यांचे प्रमाण अधिक असते.
२. असे
मातीचे कण पाण्याच्या संपर्कात आले की लिबलिबीत होतात,
फुलतात आणि माती भिजली की चिकट बनते. आशा मातीला हवा तो आकार देता
येतो. वाळल्यानंतर ती आकसते. मोठ्या भेगा पडतात आणि टणक बनते.
३. पाण्यात
चिकण माती मिसळली की मातीचे कण निलंबित स्थितीत (सस्पेंशन स्टेज) राहतात आणि लवकर
तळाशी साचत नाहीत. कोलायडलचे गुणधर्म चिकण मातीत आढळतात.
४. जमिनीच्या
दोन कणांतील पोकळी कमी असली तरी सर्व कणांतील एकूण पोकळी जास्त असते. त्यामुळे
चिकण मातीमध्ये तिच्या वजनाच्या ७० ते ८० टक्के पाणी धरून ठेवले जाते.
५. ज्या
जमिनीत चिकण मातीचे प्रमाण अधिक असते अशा जमिनीत पाणी लवकर मुरत नाही. जमीन पाणी
धरून ठेवत असल्याने हवा खेळती राहत नाही. ओलावा असताना ती चिकट बनते आणि ओलावा
नाहीसा झाला की जमिनीला भेगा पडून ती टणक बनते.
६. अशा
जमिनीत नांगरणी करणे जड जाते. मोठी ढेकळे निघतात. अशा जमिनीची कॅटायन एक्सचेंज
क्षमता जास्त असते.
ब)
गाळ :-
१. पोयट्याचे
कण ०.०२ ते ०.००२ मिलिमीटर आकारचे (व्यासाचे) असतात. पोयटा हा वाळू व चिकण माती ह्यांच्या
मधली अवस्था आहे. मातीच्या कणातील पोकळी पाण्याचा योग्य निचरा होऊन व हवा खेळती राहील
इतपत मोठा असतो.
२. पोयटा
मर्यादेपेक्षा जास्त कोरडा होत नाही किंवा त्यास भेगा पडत नाही. अथवा जास्त
पाण्याने लिबलिबीत होत नाही. गाळामधून वाळूप्रमाणे वेगाने पाणी झिरपून जात नाही.
३. पोयट्याची
जमीन गाळापासून बनलेली असते. रेताड किंवा हलक्या जमिनीच्या गुणधर्माचा सुरेख
समन्वया जमिनीत आढळतो. अशा जमिनीत वाळू, पोयटा व
चिकण माती यांचे योग्य मिश्रण असते. हलक्या व भारी जमिनीचे दोष तिच्यात आढळत
नाहीत.
इ)
बारीक व जाड वाळू (Fine and coarse sand) :-
१. बारीक
वाळू व जाड वाळू यांचे कण उघड्या डोळ्यांना सहजपणे दिसतात. कणांचा आकार प्रमाणबद्ध
नसतो,
तो लहानमोठा असतो. प्रत्येक कण वेगवेगळे राहतात. एकमेकांना चिकटून
राहत नाहीत. घडणसुलभता कमी असते अथवा अजिबात नसते.
२. दोन
कणांतील पोकळी मोठी असल्यामुळे त्यात फारसे पाणी धरून ठेवले जात नाही. वाळूमय
जमिनीत तिच्या वजनाच्या केवळ ३०% पाणी राहते. पावसाचे किंवा ओलिताचे पाणी लवकर
झिरपून जाते म्हणजेच पाण्याचा निचरा जास्त प्रमाणात होतो. त्यामुळे अन्नद्रव्ये
झिरपून जातात.
३. जमिनीतील
कणांची पोकळी मोठी असल्यामुळे पोकळीत हवा खेळती राहते. कण एकमेकांना चिकटून राहत
नसल्यामुळे वाऱ्यामुळे त्यांची धूप होते. कणांचे विघटन हळूहळू होते असल्यामुळे
पिकांना फार थोडा अन्नपुरवठा होतो.
४. जमिनीत
दगड,
वाळू, खडे यांचे प्रमाण जास्त असले की ती जमीन
मोकळी भुसभुसीत राहून पाण्याचा निचरा चांगला होतो, हवा खेळती
राहते. जमीन मशागतीला सुलभ होते. अशी जमीन हलकी असते, अन्नपुरवठा
योग्य प्रकारे होत नसल्यामुळे पिकांची वाढ चांगली होत नाही.
२.
मृदेचा पोत (Soil Texture) :-
१. जमिनीचा
पोत म्हणजे जमिनीतील वाळू (जाड व बारीक), गाळ
(पोयटा) व चिकण माती यांचे परस्परांशी असणारे प्रमाण होय. जमिनीत या चारही
प्रकारच्या मातीचे कण कमी अधीक प्रमाणात असतात व त्यांच्या प्रमाणावरून जमिनीचा
पोत ठरविला जातो.
२. मातीच्या
कणांचे प्रमाण किती आहे हे पाहण्यासाठी आंतरराष्ट्रीय मान्यताप्राप्त भौतिक
पृथक्करण (मेकॅनिकल अॅनालिसीस) पद्धत उपयोगात आणतात. यासाठी इंटरनॅशनल पिपेट- बीकर
पद्धतीचा उपयोग करतात.
३. जमिनीतील
पाण्याचे चलनवलन क्षमतादेखील जमिनीच्या पोतावरच अवलंबून असते.
४. भारी
पोताच्या जमिनीत बारीक कणांचे प्रमाण, खनिजद्रव्याचा
साठा आणि जमिनीची जलधारणा शक्तीदेखील अधिक असते. म्हणून पिकाच्या दृष्टीने भारी
जमिनी सुपीक असतात.
५. भारी
पोताच्या जमिनी पाण्याच्या शोषणामुळे प्रसरण व उन्हाळ्यात आकुंचन पावतात व जमिनीस
मोठ्या भेगा पडतात. मातीचे कण जितके सूक्ष्म तितकी जलधारणशक्ती अधिक असते.
६. भारी
पोताच्या जमिनीत पाणी मातीमधील सूक्ष्म कणांतील पोकळीत साठून राहते व
केशाकर्षणामुळे ते बऱ्याच काळापर्यंत पिकाच्या मुळांना मिळू शकते.
७. हलक्या
पोताच्या अथवा वाळूमिश्रीत जमिनीत पाणी फार वेळ राहत नाही. त्यामुळे पिकास दिलेले
खत निचऱ्यावाटे बाहेर पडण्याची शक्यता अधिक असते.
३.
मृदा संरचना / मातीची रचना :-
१. चिकणमाती
(Clay)
कणांकडे मृदेच्या कणांना एकत्रित आणण्याचा गुणधर्म असतो (Aggregate
formation) कॅल्शिअम आणि हायड्रोजन आयन यांच्यामुळे हा गुणधर्म चिकणमाती
कणांना प्राप्त झाला आहे.
२. मृदा
संरचना तयार होण्यासाठी लोह व अॅल्युमिनियम ऑक्साईड हे जोडकारक म्हणून काम करतात व
इतर कणांना चिकणमातीच्या कणांशी जोडून ठेवतात. मृदा सरंचनेशी कारणीभूत घटक : १)
मृदा व्यवस्थापन, २) धनआयन अवशोषण.
१.
पाटी मृदा (Platy Soil):-
मातीच्या
कणांची रचना ही आडव्या प्लेटसारखी असते. अशा प्रकारची रचना नव्याने तयार झालेल्या
चिकणमाती (Clay) मध्ये आढळते.
२.
त्रिकोणाकृती घन (Prism like) :-
मातीच्या
कणांची रचना ही उभ्या प्रकारची (Verticle) असते.
प्रिझम सारखा आकार असतो, मुख्यतः मृदा छेदाच्या 'बी' थरात आढळते.
३.
ठोकळा (Block
like) :-
गोल
पृष्ठभाग किंवा ठोकळ्यासारखी रचना. अशा प्रकारची रचना मुख्यतः 'बी' थराच्या वरच्या भागात आढळते.
४.
गोलाकृती आकार (Spherical or sphroidal) :-
बिंदूप्रमाणे
कणांची रचना असते. गोल आकार, मुख्यतः 'ए' थरामध्ये अशा प्रकारची रचना आढळते.
४.
मृदेतील पाणी (Soil Water) :-
मृदेमध्ये
असणारी छिद्रे मृदाजलास जागा पुरवितात. या छिद्रांमध्ये मृदाजल साठून राहते.
मृदेतील छिद्राच्या आकारावरून मृदाजल आणि मृदाकणांमधील आकर्षणबल ठरते. अतिसुक्ष्म
छिद्रामध्ये (Micropores) या बलाचे परिमाण अधिक असते
म्हणून हे पाणी वृक्षांच्या मुळांना सहजपणे उपलब्ध होत नाही. याउलट मृदेतील
छिद्रांचे आकारमान मोठे असेल (Macropores) तर पाणी सहजपणे
झिरपून जाईल व हे पाणीसुद्धा वनस्पती मुळांना उपलब्ध होत नाही. हे मृदालज
मृदाकणांस विशिष्ट बलाने धरून राहिलेले असते. हे मृदाजल किती बलाने मृदाकणास
चिकटूण राहिले आहे त्यावरून मृदाजलाचे पुढील प्रकार पडतात.
मृदेतील
छिद्रांमध्ये साठणाऱ्या मृदाजलाचे प्रमाण पुढील घटकांवर अवलंबून असते.
अ) मृदेचा पोत : सुक्ष्म पोत असणाऱ्या
चोपणी मृदा ह्या जलसंधारणासाठी योग्य असतात तर जाडाभरडा पोतच्या वालुकामय मृदा
पाण्याचा निचरा करतात.
ब) मृदेची रचना : कणीदार,
स्तंभीय मृदाकणांची रचणा असणाऱ्या मृदेत सुक्ष्म पोत आढळतो व अशा
मृदा जलधारणेसाठी योग्य असतात.
क) मृदेतील सेंद्रिय घटक हे घटक मृदेच्या
कणांना धरून ठेवतात, त्यांची जलधारणक्षमता
वाढवितात तसेच मृदेच्या रचनेचा नाश होऊ देत नाहीत.
ड) मृदेच्या सच्छिद्र थराची खोली
मृदाथराखाली खडकाळ किंवा अच्छिद्र अशा कठिण स्तर रचना असेल तर मृदाजल व पाण्याच्या
झिरपण्याचे प्रमाण कमी रहाते.
इ) मृदेचे तापमान : तापमान अधिक असेल तर
ही मृदा अधिक पाणी शोषूण घेते.
फ) मृदेमध्ये पूर्वीच मृदाजलाचे प्रमाण
अधिक असले म्हणजे मृदा संपृक्त बनते व नव्याने जलधारण क्षमता कमी होते.
५.
मृदेतील हवा (Soil Air) :-
१) जमिनीतील
पोकळी जमिनीची हवा साठवण्याची जागा होय. मातींच्या कणांच्या रचनेमुळे ही पोकळी
निर्माण होते. तर मातीचे कण एकमेकांना चिकटलेले असतील तर पोकळी कमी राहते व याउलट
मृदा कण रचनेत अंतर असेल तर हवा अधिक राहते.
२) परिणाम
भार आणि अपेक्षित भार यांच्या सहाय्याने जमिनीतील सच्छिद्रता काढता येते.
३) जमिनीतील
सच्छिद्रता पोकळी मशागतीच्या रानात ३० ते ६० टक्क्यांपर्यंत असते. ही पोकळी ज्या
जमिनीत वाळू आहे, तेथे ६० टक्के तर ज्या
जमिनीत गाळ जास्त आहे तेथे ३० टक्के असते. नांगरणीनंतर ही पोकळी मोठी होते,
नंतर ती कमी होते. वरच्या थरात ही पोकळी जास्त तर खालच्या थरात कमी
असते.
४) जमिनीचा
पृष्ठभाग वाळूमय असेल तर जमिनीतील सच्छिद्रता पोकळी ३० ते ५० टक्के आणि मध्यम ते
चांगल्या घडणीच्या जमिनीत ही ४० ते ६० टक्के असते.
५) जमिनीत
सतत पिके घेतली गेली तर पोकळी कमी होते. सेंद्रिय पदार्थामुळे सच्छिद्रतेत किंवा
पोकळीत वाढ होते.
६) सच्छिद्रता
पोकळीचा आकार दोन प्रकारचा असतो (१) मोठा (मॅक्रो), (२) लहान (मायक्रो) ०.०६ मिलिमिटरपेक्षा ज्या रंध्राचा आकार कमी असतो त्यास
लहान पोकळी तर त्यापेक्षा आकार मोठा असतो त्यास मोठी पोकळी असे म्हणतात.
७) मोठ्या
आकाराच्या पोकळीतून पाणी आणि हवा यांची चांगली हालचाल होते. याउलट जेथे लहान पोकळी
आहे तेथील जमिनीत विशेषकरून पाणीच असते. तेथे हवेचे प्रमाण फारच कमी किंवा शून्य
असते. रंध्राच्या पोकळीचा आकार एकूण पोकळीपेक्षा महत्त्वाचा असतो.
६.
मृदेचे तापमान (Temperature) :-
पिकाच्या
उगवणीकरीता व वाढिकरीता योग्य तापमानाची गरज असते. ते निरनिराळ्या पिकासाठी वेगवेगळे
लागते. परंतु तापमान सुमारे ९ सेंटिग्रेड (४८ फॅरेनहेट) पेक्षा कमी झाले किंवा
सुमारे ५० सेंटीग्रेड (१२० फॅरेनहेट) च्या वर गेले म्हणजे सर्व पिकांची वाढ फारच
सावकाश होते. त्याचप्रमाणे अनेक प्रकारच्या सूक्ष्म जीवजंतुचे जमिनीतील कार्य
सुमारे २७ सेंटिग्रेड ते ३२ सेंटिग्रेड (८० ते ९० फॅरेनहेट) या तापमानात फार
झपाट्याने होते आणि म्हणून जमिनीचे तापमान वनस्पती आणि सूक्ष्म जीव जंतुच्या
कार्यासाठी उपयोगी आहे किंवा नाही, हे
जाणून घेणे जरूरीचे आहे. मातीच्या कणांची विशिष्ट उष्णता (१ ग्रॅम पदार्थाचे १
सेंटीग्रेड तापमान वाढविण्यासाठी लागणारी उष्णता) सुमारे ०.२ सेंटिग्रेड म्हणजे
पाण्याच्या १/५ आहे. गडद रंगाच्या जमीनी हलक्या रंगाच्या जमीनीपेक्षा जास्त उष्णता
शोषून घेतात म्हणून त्या जास्त गरम असतात. आच्छादन विरहित जमिनी लवकर तापतात व
लवकर थंड होतात. जमिनीचे तापमान हे जमिनीतील रासायनिक आणि सुक्ष्म जीव जंतूंच्या
कणांसाठी मदत करतात.
७.
मृदेची घनता (Soil Density) :-
मातीची
घनता दोन प्रकारांनी व्यक्त करता येते. एक म्हणजे कण घनता किंवा आकार घनता. दुसरी
म्हणजे पोकळी धरून संपूर्ण मातीची घनता पहिल्या प्रकाराला कण घनता (Particle
Density) किंवा खरी विशिष्ट गुरूत्व आणि दुसऱ्यास आकार घनता (Bulk
Density) म्हणतात.
१)
कण घनता : म्हणजे केवळ १ घन से.मी. मातीचे वजन
सुमारे २.६५ ग्रॅम असते. जर मातीत हेमेटाईट, मॅग्रेटाईट,
लिमोनाईटसारखे वजनदार खनिज पदार्थ जास्त प्रमाणात असतील, तर घनता थोडी जास्त असते आणि सेंद्रीय पदार्थाचे प्रमाण जास्त असेल तर
घनता कमी असते.
२)
आकार घनता : भट्टीत वाळविलेल्या मातीचे त्यातील
पोकळीसह १ घन सें.मी. मातीचे वजन होय. ते नेहमी कण घनतेपेक्षा कमी असते. आकार घनता
पर्यायाने मातीच्या एकूण पोकळीबरोबर बदलत असते आणि जास्त पोकळी असेल तर आकार घनता
कमी असते. साधारणपणे ज्या जमिनीची आकार घनता कमी असते तिची प्राकृतिक स्थिती जास्त
आकार घनता असलेल्या जमिनीपेक्षा चांगली असते. पृष्ठभागावरील जमिनीची आकार घनता
तिच्या खाली असलेल्या मातीपेक्षा कमी असते. जमिनीच्या आकार घनतेला पाण्याच्या
घनतेने भाग दिला तर आकारमान, वजन किंवा भासमान
विशिष्ट गुरूत्व मिळते.
8.
मृदेची स्थिरता (Soil Consistency) :-
जमिनीचा
आणखी एक प्राकृतिक गुणधर्म म्हणजे तिची स्थिती होय, जमिनीच्या
स्थिरतेमुळे दोन गोष्टींचा निर्णय होतो. एक म्हणजे अवजारांनी कोरडी माती घासली जात
असताना त्याला प्रतिकार करण्याची शक्ती आणि दुसरी म्हणजे माती ओली असताना तिची
आकार बदलण्याची पात्रता. ओलसर मातीला थोडा दाब दिला तर हवा तो आकार घेण्याची
योग्यता आणि दाब काढला तरीही तो आकार टिकविण्याची पात्रता यालाच जमीनीचा चिकटपणा (Plasticity)
असे म्हणतात.
9. मृदेचा रंग (Soil Colour) :-
मातीच्या
रंगावरून तिच्या कसाची कल्पना येते. मातीचा रंग, कसदारपणा
यावरून तिच्यातून होणाऱ्या निचऱ्याचा व सुपिकतेचा अंदाज करता येतो. आपल्याकडील
बहुतेक सर्व जमिनी सह्याद्रिच्या काळ्या प्रस्तारापासून (Deccan trap) तयार झाल्या आहेत. या खडकास बेसॉल्ट खडक असे म्हणतात. या खडकात विम्लयुक्त
खनिजद्रव्ये विपूल प्रमाणात असतात. मातीतील सेंद्रिय पदार्थ, चुन्याचे प्रमाण, लोह क्षाराचे प्रमाण व इतर क्षार
यामुळे मातीस विविध रंग येतात. एकंदर मातीच्या रंगानुसार प्रमुख तीन प्रकार आढळून
येतात काळा, पांढरा व तांबडा. ज्या जमिनीत सेंद्रीय
पदार्थांचे प्रमाण कमी असते ती जमीन फिकट रंगाची दिसते. मातीत सेंद्रीय पदार्थ व
चुना विपूल प्रमाणात असेल तर ती गडद रंगाची दिसते. ज्या जमिनीत लोह व खनिजाचे
प्रमाण जास्त असेल अथवा ते खनिज विखुरलेले असतील, तेव्हा
निरनिराळ्या प्रकारच्या लोहानुसार जमिनीस तांबूस, पिवळसर,
तपकिरी इत्यादी रंग चढतात. कापसाच्या काळ्या जमिनी, लाल पोयट्याच्या जमिनी आणि लाल मातीच्या जमिनी इ. टिटॅनियमच्या संयुक्त
पदार्थासारख्या काही खनिज द्रव्यामुळे जमिनीला गडद रंग येतो. हेमेटाईटसारखे लोखंडाचे
संयुक्त पदार्थ लाल रंग तर लिमोनाइटसारखे खनिजे पिवळा रंग देतात. या दोन खनिज द्रव्यांच्या
प्रमाणावर जमिनीचा रंग लाल किंवा पिवळा दिसून यतो. सिलिका किंवा चुन्याचे
प्राधान्य असलेल्या जमिनीला पांढरट किंवा भुरकट रंगाची छटा येते. उदा. गडद तपकिरी
किंवा काळ्या रंगाच्या जमिनी अधिक सेंद्रिय पदार्थांचे अस्तित्व व सुपिकता
दर्शवितात. लाल किंवा पिवळसर जमिनी हे खेळत्या हवेचे आणि चांगल्या निचऱ्याचे
निदर्शक आहेत. क्षार आणि विम्लतेच्या साठ्यामुळे झालेला पांढरा किंवा काळा रंग
जमिनीची सुपिकता बिघडण्याचा आणि पिकांच्या सामान्य वाढीकरीता त्यांची अयोग्यता
दर्शवितात.
२.
२. ४ मृदेचे रासायनिक गुणधर्म
मृदेचे
रासायनिक गुणधर्म खालील प्रमाणे आहेत.
१.
जमिनीचा सामू (जमिनीचा आम्ल /विम्ल निर्देशांक) :-
जमिनीचा
आम्ल /विम्ल निर्देशांक हा एक महत्त्वाचा रासायनिक गुणधर्म आहे. त्यावरून जमिनीची आम्लता
व विम्लता अजमावता येते. पिकास दिलेल्या खतांचा सुलभतेने पुरवठा होणे. तसेच
जमिनीचा पोत टिकून राहणे इ. बाबतचे प्रत्यक्ष व अप्रत्यक्षपणे या गुणधर्माशी आहे.
जमिनीचा
आम्लपणा ज्या अंकात मोजतात ते माप म्हणजे एक प्रकारची फुटपट्टीच होय. या पट्टीत ०
ते १४ अंक असतात. प्रयोगशाळेत 'पीएच मीटर' नामक यंत्राद्वारे आम्ल /विम्ल निर्देशांक पाहिला जातो. आम्ल/निम्ल
निर्देशांकाचा पल्ला ० पासून १४ पर्यंत आहे आणि त्याचा मध्य बिंदू म्हणजे ७ पीएच
हा तटस्थ किंवा मध्यम स्थान दर्शवितो.
पीएच
७ पेक्षा कमी अंक आम्लता व जास्त अंक विम्लता दर्शवितात. पीएचचा बहुतेक शेतीयोग्य
जमिनीचा पल्ला सुमारे ६ ते ८.५ असतो. परंतु फारच आम्ल जमिनीचा आम्ल निर्देशांक ४
च्या जवळपास व सोडियम कार्बेनेट असलेल्या अति विम्ल जमिनीचा विम्ल निर्देशांक
सुमारे १० असतो. शुद्ध पाण्याचे एच आणि ओएच विद्युतभारीत कण सारख्याच प्रमाणात
असतात,
म्हणून त्यांचा पीएच तटस्थ असतो.
एकंदरीत
पीक वाढीस उपयुक्त अशी परिस्थितीत हा अंक ६.५ ते ७.५ चे दरम्यान असते. जमीन चोपण
बनल्यास हा क्रम ८.५ च्या पुढे जातो व तिचा पोत बिघडतो व निचऱ्याचे प्रमाण कमी
होते. हा चोपणपणा सोडियम क्लोराईडचे प्रमाण जास्त वाढल्यामुळे येतो. जमिनीच्या
पीएचवर तिच्यातील पोषणद्रव्यांच्या उपलब्धतेचे प्रमाण अवलंबून असते. ज्या जमिनीचा
पीएच चारपेक्षा कमी अथवा नऊपेक्षा जास्त आहे अशा जमिनीत कोणतेही पीक येत नाही.
मृदेतील
विदल किंवा विद्युतसंचित हॅड्रोजनच्या क्रियाशीलतेवरून आम्ल-विम्ल निर्देशांक
ठरतो. क्ले-ह्यूमस या चिकट द्रव्यांच्या संपर्कात मृदाजल व निरनिराळी खनिजे आली की
त्यांचे आयनीकरण होऊन निरनिराळी विदले (ions) निर्माण
होतात. हे विदल, धनात्मक (cautions) व
ऋणात्मक (Anions) विद्युतभारीत असतात. विदल हॅड्रोजन
सर्वाधिक क्रियाशील असतो. त्यामुळे मृदेत त्याचे प्रमाण जास्त असेल तर तो इतर
खनिजांच्या विदल घटकांची जागा घेतो. उतरत्या क्रमाने विदल अवस्थेतील खनिजांची
मृदेतील धारकता पुढील प्रमाणे असते - H+ हॅड्रोजन Ca
> mg > K>N> Na म्हणजे हॅड्रोजन (H+) पासून उतरत्या क्रमाने कॅल्शियम, मॅग्नेशियम,
पोटॅशियम, नायट्रोजन व सोडियमचे कॅटआयन्स
मृदेत राहतात. जर विदल हॅड्रोजन अधिक असेल तर तो पर्यायाने इतर कमी क्रियाशील
विदलांना दूर करतो व हे घटक मृदेतून खालील थरात वाहून गेल्याने वनस्पतींना आवश्यक ती
खनिजे मृदेत शिल्लक राहात नाहीत. विदल हॅड्रोजन अशा सुमारे १२ किंवा त्यापेक्षा जास्तच
खनिजांचे स्थानांतरण करतो. म्हणून क्रियाशील विदल हॅड्रोजनचे प्रमाण कमी असणे
महत्त्वाचे असते. विदल हॅड्रोजन मापन आम्ल-विम्ल निर्देशांकावरून करतात. जर विदल
हॅड्रोजनची तीव्रता ७ पेक्षा कमी असेल तर ती मृदा आम्लयुक्त (Acidic) असते व जर ७ पेक्षा जास्त असेल तर मृदा विम्लयुक्त (Alkaline) असते. आम्ल-विम्लता ७ म्हणजे तटस्थ गुण (Neutral) किंवा
उदासीनता होय. वनस्पती या प्रकारच्या मृदा गुणधर्मास कारणीभूत ठरतात. वनस्पतींच्या
पालापाचोळ्याच्या विघटनातून आम्लधर्मीय मूलद्रव्ये तयार झाली तर मृदा कमी आम्ल
विम्लतेच्या होतात. जर वनस्पतीजन्य पदार्थांच्या विघटनातून आम्लधर्मीय घटक निर्माण
झाले नाहीत तर मृदा विम्लधर्मी होतात.
मृदा
जर आम्ली झाल्या तर त्यांच्यातील सोडियम, मॅग्नेशियम,
फॉस्फरस सारख्या खनिजांचे प्रमाण घटते. शिवाय जिवाणूंची क्रियाशीलता
कमी होते. नायट्रोजनचे स्थिरीकरण करणारे सूक्ष्म जीव मृतवत होतात. परिणामी मृदांची
सुपीकता कमी होते. प्रत्येक पिकाची पोषण द्रव्यांची मागणी व मृदेतील
पोषणद्रव्यांची स्थिती, यावरून खताचा प्रकार व मात्रा
ठरवाव्या लागतात. कोणती पिके कोणत्या मृदेत योग्य ठरतील हा निर्णयही यावर अवलंबून
असतो. म्हणूनच मृदेची आम्ल-विम्लता महत्त्वाची असते.
सामू
मोजण्याच्या पद्धती :-
सामू
मोजण्याच्या पद्धतीपैकी दोन पद्धती म्हत्त्वाच्या आहेत. त्या म्हणजे
इलेक्ट्रोमेट्रिक पद्धत, आणि आम्लविम्ल दार्शनिक
कागद पद्धत.
१.
इलेक्ट्रोमेट्रिक पद्धत : सामूमापक (पी.एच. मीटर) या विद्युतयंत्राच्या साहाय्याने
जमिनीचे पी.एच. मूल्य मोजले जाते. ही एक अचूक पद्धत असून तिचा वापर मोठ्या प्रमाणात
करतात. या पद्धतीत चार प्रकारच्या विद्युत अग्रांचा (इलेक्ट्रोड) वापर केला जातो.
२.
आम्ल-विम्ल दर्शनिक कागद पद्धत हा कागद ओल्या मातीत ठेवल्यास आम्ल- विम्लतेप्रमाणे
त्याच्या रंगछटा बदलतात व त्या रंगावरून जमिनीचा आम्ल-विम्ल निर्देशांक ढोबळ
स्वरूपात काढता येतो.
१.
जैवीक घटक (Organic matter) :-
अ)
वनस्पती :-
प्रदेशामधील
मृदेवर वनस्पतींची विविध वैशिष्ट्ये आढळतात. उदाहरणार्थ पानगळ,
पर्णाच्छादन, खोड वहन (वनस्पतीच्या खोडाद्वारा
पावसाच्या पाण्याचे वहन) मूळ प्रणाली, वनस्पतीच्या वाढीची
स्पर्धा इत्यादींचा प्रभाव पडतो व तिच्या वैशिष्ट्यांमध्ये रूपातंरण होते.
१. वृक्षाच्या
पर्णाच्छादनाचे स्वरूप (घनदाट/विरळ, वर्षभर
हिरवी गार) याच्या परिणाम मृदेची आर्द्रता व मृदेचे तापमान यावर होतो.
२. मृदेच्या
रासायनिक गुणधर्माचे निर्धारण पानांच्या कचऱ्यामधील रासायनिक घटकांवर मोठ्या
प्रमाणात अवलंबून असते.
३. वृक्षाच्या
पानांपेक्षा गवत आणि शिंबा (डशर्सीीशी) मध्ये मोठ्या प्रमाणात पोटॅशिअम व
मॅग्नेशिअम असते.
४. वनस्पतींची
मुळे मृदेमध्ये घुसतात व द्रव्यपदार्थांचे अपक्षय होते आणि मृदेच्या गुणधर्मामध्ये
परिवर्तन होते कारण मृदेमध्ये हवा व पाण्याच्या शोधार्य नवीन मुळे निर्माण होतात.
मृदेचे कण एकत्रित बांधण्यास वनस्पतीची मुळे मदत करतात.
५. मृदेच्या
उच्छेदाचा एक भाग वनस्पतींचा असतो. द्रव्यपदार्थांचा कुजणारा भाग म्हणजे ह्यूमस
असतो.
६. पावसाच्या
पाण्यास वनस्पती अडथळा करून वनस्पतींची मुळे मृदेला धरून ठेवतात आणि मृदेच्या
धूपेस आळा बसतो.
७. वनस्पती
मृदेच्या निम्न क्षितिज थरांच्या विभागापासून आधार तळ शोधून घेतात याची
वनस्पतींच्या मूळ, खोड, फांद्या यांना प्राप्ती होते नंतर पानगळ होऊन पुन्हा वरच्या भागामध्ये ते
परत प्राप्त होते.
ब)
प्राणी :-
मृदानिर्मितीच्या
स्थलांतरण आणि रूपांतरण (Translocation and Transformation) प्रक्रियेमध्ये प्राणी महत्त्वाची भूमिका पार पाडतात.
१. लहान
मोठे प्राणी यांची बिळे, विवरे सेंद्रिय व
असेंद्रिय द्रव्यपदार्थांचे मिश्रण करतात. मृदेच्या गुणधर्मात वहनद्वारा परिवर्तन
होत जाते. मृदेच्या परिवर्तनात ससे, छकुंदर, चिचुंद्री, पेअरी कुत्रे, खारी,
उंदीर इत्यादी प्राण्यांचा सहभाग महत्त्वाचा असतो.
२. गांडूळ,
वाळवी इत्यादी प्राणी मृदेमध्ये रूपांतर करतात. सूक्ष्म जीव जंतू (Micro-
organisma) ह्यूमसमध्ये बुरशी, शैवाल व
सूक्ष्म जंतू विभाजन करतात नायट्रोजनचे निश्चितीकरण-हायझोनियमसारखे सूक्ष्म जंतू
करतात.
२.
मृदा पोषक मुख्य अन्नद्रव्ये नायट्रोजन, फॉस्फरस,
पोटॅशिअम (Major Nutrients of Crops- NPK) :-
मृदेच्या
व पिकांच्या निरोगी वाढीकरीता १६ घटक द्रव्यांची आवश्यकता असते. नायट्रोजन,
फॉस्फरस, पोटॅशिअम, कार्बन,
हायड्रोजन, ऑक्सिजन, कॅल्शिअम,
मॅग्नेशिअम, गंधक, लोह,
मँगनीज, बोरॉन, तांबे,
जस्त, मॉलीब्डेनम आणि क्लोरीन यांची अत्यंत
आवश्यकता असते.
नायट्रोजन,
फॉस्फरस व पोटॅशिअम ही मुख्य पोषक द्रव्ये, कॅल्शिअम,
मॅग्नेशिअम आणि गंधक ही दुय्यम आणि लोह, मॅगनीज,
जस्त, तांबे, बोरॉन आणि
मॉलीब्डेनम ही सूक्ष्म मूलद्रव्ये म्हणून ओळखली जातात. नायट्रोजन, फॉस्फरस व पोटॅशिअम या मुख्य अन्नद्रव्यांचे मृदा व पीक वाढीस असलेले
महत्त्व पुढील प्रमाणे :
अ)
नत्र (नायट्रेट) :-
नत्राच्या
शोषणाने वनस्पतींच्या पानांची, खोडांची व
फांद्यांची वाढ होते. वनस्पतीस गडद हिरवा रंग चढतो व ते ठिसूळ बनते. नत्रामुळे
मातीतील इतर अन्नघटके यांची देवाण-घेवाण जलद होण्यास चालना मिळते. स्फुरद, पालाश, चुना यांचे शोषण होण्यास मदत होते.
नत्राचा
उपयोग :-
वनस्पतीस
प्रथिने,
हरित द्रव्ये, मृदा आम्ल / अल्कलाईड्स व
प्रोटोप्लॅझम तयार करण्यासाठी होतो. मृदेतील काही उपयुक्त सूक्ष्म जिवाणू व द्विदल
धान्य पिकांच्या मुळांवरील गाटींद्वारे वनस्पतीस नत्र उपलब्ध होते. वनस्पती
नायट्रेट स्वरूपात मृदेतील नत्र शोषण करतात. मृदेतील होणाऱ्या रासायनिक घडामोडींमुळे
नत्राचे स्थानांतरण होत असते. मृदेत नत्र खत रूपात पुरवता येते. जनावरांच्या
खाण्यात वनस्पती आल्यामुळे शेणखतातून नत्र मृदेत मिसळला जातो.
ब)
स्फुरद (फॉस्फेट)
पिकांच्या
जीवनचक्रात ज्या काही अनेक घटना घडत असतात त्यात हे पीक पोषक द्रव्य प्रामुख्याने भाग
घेते. वनस्पतींच्या रासायनिक व सेंद्रिय घटकात फॉस्फेट आढळते. परिपक्व
वनस्पतींच्या फळात किंवा बियात स्फुरदाचे प्रमाण अधिक असते. तसेच पीक वाढत असताना
वाढीच्या विकसीत भागात फॉस्फेट जास्त प्रमाणात आढळते. सर्वसाधारणपणे पिकांमध्ये या
द्रव्याचे प्रमाण शेकडा ०.१ ते ०.८ पर्यंत असते. नैसर्गिकरित्या अॅपेटाई नावाच्या
खनिजात फॉस्फेट आढळून येतो व तोच या पीक पोषक द्रव्याचा एक मोठा नैसर्गिक साठा
होय. याशिवाय मृदेत फॉस्फेटचा साठा पुढील निरनिराळ्या रूपात आढळतो.
१.
चुन्याशी संबंधित असलेले फॉस्फेट घटक.
२.
सेंद्रिय पदार्थाशी संबंधित असलेले घटक.
३.
लोह व अॅल्युमिनिअम यांच्याशी निगडित असलेले घटक.
४.
अॅपेटाईटच्या रूपात असलेले फॉस्फेट.
स्फुरदाचे
उपयोग :-
स्फुरदामुळे
मृदेतील सूक्ष्म जीवाणूंची वाढ होते. नायट्रिफिकेशनची क्रिया जलद होते.
फॉस्फेटच्या उपलब्धतेमुळे शेंगवर्गातील पिकांच्या मुळांवरील गाठीमध्ये उपयुक्त
असणाऱ्या जीवाणूंची वाढ होते व त्यामुळे हवेतील नायट्रोजनचे शोषणही जास्त होते.
म्हणून शेंगावर्गाच्या पिकास स्फुरदाची फार जरूरी असते. मुक्त चुना व उपलब्ध
स्फुरद यांचे एकमेकांशी पोषक असे संबंध आहेत. परंतु मुक्त चुना मात्र स्फुरदाची
उपलब्धता कमी करतो.
क)
पालाश (पोटॅश) :-
पिकांच्या
वाढीस पालाश द्रव्य फार महत्त्वाचे आहे. कारण वनस्पती आपल्या वाढीसाठी मृदेतून हे
द्रव्य मोठ्या प्रमाणात घेतात.
वापरा:-
वनस्पतीच्या
जीवन रसात पालाश दिसून येते. ते पदार्थाचे गोठण्याच्या क्रियेस मदत करते आणि
पदार्थाची चलनवलन क्षमता वाढविते. पालाशमुळेच पिष्टमय पदार्थाचे साखरेत रूपांतर
होण्यास मदत होते. तसेच या द्रव्यांमुळे वनस्पती नेहमी जोमदार व तजेलदार राहतात.
ऊसाच्या बाबतीत अधिक नत्रापासून होणारे दुष्परिणाम कमी करून ऊसाची प्रत सुधारण्याकडे
जास्त उपयोग होतो. वनस्पतींच्या असंख्य जीवनकार्यात पालाश मदत करते. परंतु स्वतः
मात्र कोणत्याही सेंद्रिय घटकात दिसत नाही. पालाशमुळे पिकांच्या प्रत्यक्ष उत्पादन
वाढीपेक्षा त्याची प्रत सुधारण्याकडे फार मदत होते आणि म्हणून त्यास प्रत
सुधारणारे पोषक द्रव्य म्हणण्यास हरकत नाही.
३.
मृदेची लवणता (Salinity of Soil) :-
मृदेची
निर्मिती होत असतानाच मूळ खडकामधील खनिज घटकावर रासायनिक प्रक्रिया होऊन लवणांची
उत्पत्ती होते. मृदेत सर्वसाधारणपणे पुढील लवणे आढळतात : (१) सोडिअम क्लोराइड,
(२) कॅल्शिअम क्लोराइड, (३) मॅग्नेशिअम
क्लोराइड (४) सोडिअम सल्फेट (५) कॅल्शिअम सल्फेट (६) मॅग्नेशिअम सल्फेट (७) सोडिअम
कार्बोनेट व सोडियम बायकार्बोनेट आणि (८) कॅल्शिअम बायकार्बोनटे याशिवाय अगदी अल्प
प्रमाणात सोडिअम नायट्रेट, पोटॅशिअम नायट्रेट व सल्फेट आदी
लवणे दिसून येतात. वरील लवणांपैकी क्लोराइड लवणे, सोडिअम
सल्फेट व मॅग्नेशिअम सल्फेट, सोडिअम कार्बोनेट व
बायकार्बोनेट लवणे सहज विरघळतात, परंतु कॅल्शिअमची सल्फेट,
बायकार्बोनेट आणि कार्बोनेट ही लवणे मात्र अल्प प्रमाणात पाण्यात
विरघळणारी असतात. जेव्हा या लवणाचे प्रमाण विशिष्ट मर्यादेपलीकडे जाते तेव्हा मृदा
लवणयुक्त बनतात आणि त्यांचे उत्पादक्षमता घटते.
मृदेत
लवणांचे प्रमाण वाढले तर त्याचे पीक वाढीवरील परिणाम :-
पिकांची
मुळे व कोशिका अकार्यक्षम बनतात. कधी-कधी तर मुळे जळून निष्क्रिय बनतात. म्हणून
विशिष्ट मर्यादेच्या पलीकडे लवणांचे प्रमाण गेल्यास ते पिकांच्या दृष्टीने
अपायकारक ठरते. काही पिके मात्र जास्त लवणांच्या मृदेतदेखील तग धरू शकतात.
पाटबंधारे योजनेखाली येणाऱ्या लाभक्षेत्रात मृदा पुष्कळदा खारवट बनतात आणि त्याचे
प्रमुख कारण म्हणजे तेथे सतत वर येणारी पाण्याची पातळी व निचऱ्याचा अभाव म्हणून
सुसंबद्ध चर योजना आखून जादा पाण्याचा निचरा करणे अगत्याचे ठरते.
