UPSC MainsBOTANY-PAPER-II201810 Marks
Q22.

जल अंतःशक्ति

How to Approach

यह प्रश्न वनस्पति विज्ञान के संदर्भ में 'जल अंतःशक्ति' (Water Potential) पर केंद्रित है। उत्तर में जल अंतःशक्ति की परिभाषा, इसके घटक (जैसे परासरण क्षमता, दाब क्षमता, गुरुत्वाकर्षण क्षमता), पौधों में इसका महत्व, और इसे प्रभावित करने वाले कारकों को शामिल करना चाहिए। संरचना में, परिभाषा से शुरुआत करें, फिर घटकों को विस्तार से समझाएं, पौधों में इसके कार्यों पर प्रकाश डालें, और अंत में इसे प्रभावित करने वाले कारकों का उल्लेख करें। उदाहरणों का उपयोग करके अवधारणा को स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है।

Model Answer

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Introduction

जल अंतःशक्ति (Water Potential) वनस्पति विज्ञान की एक महत्वपूर्ण अवधारणा है जो पौधों में जल के अवशोषण, परिवहन और वाष्पोत्सर्जन को समझने में मदद करती है। यह मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन को दर्शाता है जो प्रति इकाई मात्रा में जल के स्थानांतरण से जुड़ा होता है। जल अंतःशक्ति को आमतौर पर मेगापास्कल (MPa) में मापा जाता है और यह हमेशा शुद्ध जल की तुलना में कम होता है, क्योंकि पौधों में घुले हुए पदार्थ और अन्य कारक जल की रासायनिक क्षमता को कम करते हैं। जल अंतःशक्ति की अवधारणा पौधों के जल संतुलन और उनके जीवित रहने के लिए आवश्यक है।

जल अंतःशक्ति की परिभाषा एवं घटक

जल अंतःशक्ति (Ψw) पौधों में जल की स्थिति को मापने का एक पैमाना है। यह दर्शाता है कि जल किसी विशेष स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित होने की कितनी संभावना है। जल अंतःशक्ति को निम्नलिखित दो मुख्य घटकों में विभाजित किया जा सकता है:

  • परासरण क्षमता (Osmotic Potential) या विलेय क्षमता (Solute Potential) (Ψs): यह विलय पदार्थों की सांद्रता के कारण होने वाला जल का अवशोषण है। विलेय पदार्थ की मात्रा बढ़ने पर परासरण क्षमता का मान ऋणात्मक हो जाता है।
  • दाब क्षमता (Pressure Potential) (Ψp): यह कोशिका भित्ति द्वारा जल पर लगाया गया दाब है। दाब क्षमता का मान धनात्मक होता है, लेकिन अत्यधिक दाब के कारण यह ऋणात्मक भी हो सकता है।

जल अंतःशक्ति को निम्नलिखित सूत्र द्वारा दर्शाया जाता है:

Ψw = Ψs + Ψp

इसके अतिरिक्त, गुरुत्वाकर्षण क्षमता (Ψg) भी जल अंतःशक्ति को प्रभावित करती है, खासकर ऊंचे पौधों में।

पौधों में जल अंतःशक्ति का महत्व

जल अंतःशक्ति पौधों के जीवन के लिए कई महत्वपूर्ण कार्यों में भूमिका निभाती है:

  • जल का अवशोषण: जड़ें मिट्टी से जल का अवशोषण जल अंतःशक्ति प्रवणता के आधार पर करती हैं। मिट्टी में जल अंतःशक्ति कम होने के कारण जल जड़ों की ओर प्रवाहित होता है।
  • जल का परिवहन: जल अंतःशक्ति प्रवणता के कारण जल जड़ों से तनों और पत्तियों तक स्थानांतरित होता है। यह प्रक्रिया वाष्पोत्सर्जन खिंचाव (Transpiration pull) और जड़ दाब (Root pressure) द्वारा संचालित होती है।
  • कोशिका टर्गोर दाब (Cell Turgor Pressure): जल अंतःशक्ति कोशिका टर्गोर दाब को बनाए रखने में मदद करती है, जो कोशिकाओं को कठोर और तना हुआ रखने के लिए आवश्यक है।
  • वाष्पोत्सर्जन: पत्तियों से जल का वाष्पोत्सर्जन भी जल अंतःशक्ति प्रवणता से प्रभावित होता है।

जल अंतःशक्ति को प्रभावित करने वाले कारक

कई कारक जल अंतःशक्ति को प्रभावित कर सकते हैं:

  • तापमान: तापमान बढ़ने पर जल की गतिशीलता बढ़ती है, जिससे जल अंतःशक्ति प्रभावित होती है।
  • आर्द्रता: आर्द्रता कम होने पर वाष्पोत्सर्जन की दर बढ़ जाती है, जिससे जल अंतःशक्ति कम हो जाती है।
  • मिट्टी की लवणता: मिट्टी में लवणता बढ़ने पर परासरण क्षमता कम हो जाती है, जिससे जल अंतःशक्ति प्रभावित होती है।
  • प्रकाश: प्रकाश की तीव्रता बढ़ने पर वाष्पोत्सर्जन की दर बढ़ जाती है, जिससे जल अंतःशक्ति कम हो जाती है।
  • हवा की गति: हवा की गति बढ़ने पर वाष्पोत्सर्जन की दर बढ़ जाती है, जिससे जल अंतःशक्ति कम हो जाती है।

जल अंतःशक्ति का मापन

जल अंतःशक्ति को मापने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

  • परासरणमापी (Osmometer): यह परासरण क्षमता को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।
  • दाबमापी (Pressure sensor): यह दाब क्षमता को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।
  • थर्मोमेट्री (Thermometry): यह तापमान के प्रभाव को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

Conclusion

जल अंतःशक्ति पौधों के जल संतुलन और जीवित रहने के लिए एक महत्वपूर्ण अवधारणा है। यह जल के अवशोषण, परिवहन और वाष्पोत्सर्जन को नियंत्रित करती है। जल अंतःशक्ति को प्रभावित करने वाले कारकों को समझकर, हम पौधों की जल उपयोग दक्षता को बढ़ा सकते हैं और उन्हें सूखे जैसी प्रतिकूल परिस्थितियों से बचाने में मदद कर सकते हैं। भविष्य में, जल अंतःशक्ति के अध्ययन से पौधों की सूखा प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाने के लिए नई रणनीतियों का विकास हो सकता है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

वाष्पोत्सर्जन खिंचाव (Transpiration pull)
यह वह बल है जो पत्तियों से जल के वाष्पोत्सर्जन के कारण उत्पन्न होता है और जड़ों से जल को ऊपर खींचता है।
टर्गोर दाब (Turgor Pressure)
यह कोशिका भित्ति के विरुद्ध कोशिका के अंदर का दाब है, जो कोशिका को कठोर और तना हुआ बनाए रखने के लिए आवश्यक है।

Key Statistics

वैश्विक स्तर पर, कृषि में उपयोग किए जाने वाले जल का लगभग 70% सिंचाई के लिए उपयोग किया जाता है। (स्रोत: FAO, 2023)

Source: FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations), 2023

भारत में लगभग 68% जल कृषि के लिए उपयोग होता है, जो विश्व औसत से अधिक है। (स्रोत: जल शक्ति मंत्रालय, भारत सरकार, 2022)

Source: जल शक्ति मंत्रालय, भारत सरकार, 2022

Examples

मरुस्थलीय पौधे

मरुस्थलीय पौधों, जैसे कैक्टस, में जल को संरक्षित करने के लिए विशेष अनुकूलन होते हैं, जैसे कि मोटी पत्तियां, कम संख्या में रंध्र, और ऊतक में जल भंडारण की क्षमता। ये अनुकूलन उन्हें कम जल अंतःशक्ति के साथ भी जीवित रहने में मदद करते हैं।

Frequently Asked Questions

जल अंतःशक्ति और परासरण दाब में क्या अंतर है?

जल अंतःशक्ति एक व्यापक अवधारणा है जो परासरण क्षमता और दाब क्षमता दोनों को शामिल करती है, जबकि परासरण दाब केवल विलेय पदार्थों की सांद्रता के कारण होने वाले जल के अवशोषण को दर्शाता है।