Процесс лазерной планировки поля (О.Эгамбердиев)

Лазерная планировка поверхности поля для повышения эффективности внутрихозяйственного использования оросительной воды (Uzbekistan)

Лазерная планировка поверхности поля для повышения эффективности внутрихозяйственного использования оросительной воды

Description

Современный метод подготовки полей к орошению при помощи лазерного планировщика обеспечивает высокую точность выравнивания поверхности, что способствует равномерному увлажнению почвы по всей площади поля, обеспечивает экономию воды на 20-25%, повышение урожайности до 10%, снижает выбросы парниковых газов.

В условиях орошаемого земледелия обеспечение ровной поверхности поля с помощью высокоточной технологии лазерной планировки – один из ключевых подходов в системе УУЗР мероприятий, способствующих эффективному использованию водных ресурсов, повышению сельскохозяйственной производительности, экономии воды и энергии. В наши дни фермеры выравнивают поля с помощью традиционного длиннобазового (или короткобазового) планировщика. Широкое внедрение высокоточных технологий планировки сдерживается по причине слабой информированности, недостаточной осведомленности и отсутствия опыта и навыков у фермерских сообществ. Традиционная планировка земель включает капитальную и текущую планировку. Капитальная планировка выполняется для приведения естественного рельефа местности к дальнейшему использованию под сельскохозяйственное производство. Объем общих планировочных работ может достигать 300-1000 м3/ почвы с 1га в зависимости от рельефа. Текущая (эксплуатационная) планировка – ежегодная обработка поверхности земли с помощью длиннобазового/короткобазового планировщика (или малованием) применяется для устранения относительно небольших неровностей поверхности и измельчения комьев земли после вспашки. Основные недостатки традиционных методов планировки – недостаточная точность и возникающие неровности на полях, превышающие длину базы машин. Предлагаемая технология обеспечивает ровную поверхность с точностью ±3 см, что создает условия для проведения качественного сева, поливов, снижения непроизводительных потерь воды и, соответственно, равномерного роста и развития растений. По данным Хорезмского Агроконсультативного центра KRASS лазерная планировка обеспечивает: (i) снижение затрат на рабочую силу на 11- 23%, (ii) снижение затрат на механизацию на 11-14% (со 2-го года), (iii) экономию поливной воды на 20-30%, (iv) повышение урожайности хлопчатника и пшеницы на 10% (www.sgp.uz). Для проведения лазерной планировки 1 га поля требуется порядка 350 долл. США. Сокращение водопотребления на полях, снижение засоления, повышение производительности труда и урожайности культур в результате планировки компенсируют первоначальные затраты.
Мероприятия и вклады на введение / содержание: Планировка земель осуществляется с помощью лазерной установки, состоящей из лазерного передатчика и приемника, панели управления, телескопической рейки и лазерного планировщика, который устанавливается на тракторы с мощностью двигателя 75-100л.с. Лазерная планировка включает топографическую съемку с помощью лазерной установки и дополнительную подготовку поля: (i) очищение от стерни, и крупных комьев земли (ii) грубое выравнивание (планировка обычным способом), (iii) определение направлений посева и полива. Производительность лазерной планировки - 1-3га/день, периодичность проведения – 1 раз в 5-8 лет. Чтобы избежать уплотнения почвы, рекомендуется проводить планировку по сухой почве. Природная / социальная среда: В настоящее время в Узбекистане половина орошаемых земель страдают от вторичного засоления. Ранее была предпринята попытка поднять уровень урожайности культур путем более интенсивной обработки почв, удобрений и пестицидов. Однако, многолетняя мировая практика показывает, что это неизбежно ведет к еще большему истощению почвы и деградации ее структуры. Внедрение лазерной планировки в сочетании с другими практиками и технологиями УУЗР обеспечит устойчивое повышение продуктивности земель и значительный рост доходов каждого фермера и сообщества в целом.

Location

Location: кишлак Питнак, Хазараспский район, Хорезмская область, Uzbekistan

No. of Technology sites analysed: 2-10 sites

Geo-reference of selected sites
  • 61.29356, 41.2031

Spread of the Technology: evenly spread over an area (approx. 10-100 km2)

In a permanently protected area?:

Date of implementation: 2002; 10-50 years ago

Type of introduction
Неровности при плохой планировке поля приводят к неравномерному распределению воды (О. Эгамбердиев)
Промывка поля после лазерной планировки (О. Эгамбердиев)

Classification of the Technology

Main purpose
  • improve production
  • reduce, prevent, restore land degradation
  • conserve ecosystem
  • protect a watershed/ downstream areas – in combination with other Technologies
  • preserve/ improve biodiversity
  • reduce risk of disasters
  • adapt to climate change/ extremes and its impacts
  • mitigate climate change and its impacts
  • create beneficial economic impact
  • create beneficial social impact
  • Основные задачи – повышение эффективности использования воды на внутрихозяйственном уровне и рост урожайности культур
Land use

  • Cropland
    • Annual cropping
    Number of growing seasons per year: 1

Water supply
  • rainfed
  • mixed rainfed-irrigated
  • full irrigation

Purpose related to land degradation
  • prevent land degradation
  • reduce land degradation
  • restore/ rehabilitate severely degraded land
  • adapt to land degradation
  • not applicable
Degradation addressed
  • chemical soil deterioration - Cs: salinization/ alkalinization
  • biological degradation - Bl: loss of soil life
SLM group
  • irrigation management (incl. water supply, drainage)
SLM measures
  • agronomic measures - A7: Others

Technical drawing

Technical specifications
None

Establishment and maintenance: activities, inputs and costs

Calculation of inputs and costs
  • Costs are calculated: per Technology area (size and area unit: 1 га)
  • Currency used for cost calculation: USD
  • Exchange rate (to USD): 1 USD = 1620.0
  • Average wage cost of hired labour per day: около 10 долл.США (2010г.)
Most important factors affecting the costs
Наибольшие затраты относятся к приобретению лазерного планировщика. Однако, существует возможность окупить стоимость оборудования для лазерной планировки за 3 года. Для этого данную технологию нужно будет применить на 39 га пшеничного поля или 58 га хлопкового поля
Establishment activities
  1. Очищение поля от стерни, грубая планировка, определение направление сева культур и полива, топографическая съемка и лазерная планировка, глубокое рыхление, боронование, малование (Timing/ frequency: Июнь-сентябрь после уборки оз.пшеницы, когда поле свободно от культуры)
Establishment inputs and costs (per 1 га)
Specify input Unit Quantity Costs per Unit (USD) Total costs per input (USD) % of costs borne by land users
Labour
Затраты на рабочую силу долл./га 1.0 30.3 30.3
Equipment
Затраты на механизацию долл./га 1.0 314.1 314.1
Other
Приобретение лазерного оборудования долл./комплект 1.0 11501.0 11501.0
Total costs for establishment of the Technology 11'845.4
Total costs for establishment of the Technology in USD 7.31
Maintenance activities
  1. Вспашка (Timing/ frequency: осень)
  2. Боронование+малование (Timing/ frequency: апрель)
Maintenance inputs and costs (per 1 га)
Specify input Unit Quantity Costs per Unit (USD) Total costs per input (USD) % of costs borne by land users
Labour
Труд рабочего долл./га 1.0 10.0 10.0 100.0
Equipment
Затраты на механизацию долл./га 1.0 43.2 43.2 100.0
Total costs for maintenance of the Technology 53.2
Total costs for maintenance of the Technology in USD 0.03

Natural environment

Average annual rainfall
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1,000 mm
  • 1,001-1,500 mm
  • 1,501-2,000 mm
  • 2,001-3,000 mm
  • 3,001-4,000 mm
  • > 4,000 mm
Agro-climatic zone
  • humid
  • sub-humid
  • semi-arid
  • arid
Specifications on climate
90% осадков приходится на октябрь-май
Name of the meteorological station: Ургенч, Хива
Продолжительность вегетационного периода составляет 160 дней
Slope
  • flat (0-2%)
  • gentle (3-5%)
  • moderate (6-10%)
  • rolling (11-15%)
  • hilly (16-30%)
  • steep (31-60%)
  • very steep (>60%)
Landforms
  • plateau/plains
  • ridges
  • mountain slopes
  • hill slopes
  • footslopes
  • valley floors
Altitude
  • 0-100 m a.s.l.
  • 101-500 m a.s.l.
  • 501-1,000 m a.s.l.
  • 1,001-1,500 m a.s.l.
  • 1,501-2,000 m a.s.l.
  • 2,001-2,500 m a.s.l.
  • 2,501-3,000 m a.s.l.
  • 3,001-4,000 m a.s.l.
  • > 4,000 m a.s.l.
Technology is applied in
  • convex situations
  • concave situations
  • not relevant
Soil depth
  • very shallow (0-20 cm)
  • shallow (21-50 cm)
  • moderately deep (51-80 cm)
  • deep (81-120 cm)
  • very deep (> 120 cm)
Soil texture (topsoil)
  • coarse/ light (sandy)
  • medium (loamy, silty)
  • fine/ heavy (clay)
Soil texture (> 20 cm below surface)
  • coarse/ light (sandy)
  • medium (loamy, silty)
  • fine/ heavy (clay)
Topsoil organic matter content
  • high (>3%)
  • medium (1-3%)
  • low (<1%)
Groundwater table
  • on surface
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Availability of surface water
  • excess
  • good
  • medium
  • poor/ none
Water quality (untreated)
  • good drinking water
  • poor drinking water (treatment required)
  • for agricultural use only (irrigation)
  • unusable
Water quality refers to:
Is salinity a problem?
  • Ja
  • Nee

Occurrence of flooding
  • Ja
  • Nee
Species diversity
  • high
  • medium
  • low
Habitat diversity
  • high
  • medium
  • low

Characteristics of land users applying the Technology

Market orientation
  • subsistence (self-supply)
  • mixed (subsistence/ commercial)
  • commercial/ market
Off-farm income
  • less than 10% of all income
  • 10-50% of all income
  • > 50% of all income
Relative level of wealth
  • very poor
  • poor
  • average
  • rich
  • very rich
Level of mechanization
  • manual work
  • animal traction
  • mechanized/ motorized
Sedentary or nomadic
  • Sedentary
  • Semi-nomadic
  • Nomadic
Individuals or groups
  • individual/ household
  • groups/ community
  • cooperative
  • employee (company, government)
Gender
  • women
  • men
Age
  • children
  • youth
  • middle-aged
  • elderly
Area used per household
  • < 0.5 ha
  • 0.5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1,000 ha
  • 1,000-10,000 ha
  • > 10,000 ha
Scale
  • small-scale
  • medium-scale
  • large-scale
Land ownership
  • state
  • company
  • communal/ village
  • group
  • individual, not titled
  • individual, titled
Land use rights
  • open access (unorganized)
  • communal (organized)
  • leased
  • individual
Water use rights
  • open access (unorganized)
  • communal (organized)
  • leased
  • individual
  • лимитированное
Access to services and infrastructure
health

poor
good
education

poor
good
technical assistance

poor
good
employment (e.g. off-farm)

poor
good
markets

poor
good
energy

poor
good
roads and transport

poor
good
drinking water and sanitation

poor
good
financial services

poor
good

Impacts

Socio-economic impacts
Crop production
decreased
increased

Quantity before SLM: 4 тонн/га
Quantity after SLM: 4,4 тонн/га

expenses on agricultural inputs
increased
decreased

farm income
decreased
increased

Quantity before SLM: 777
Quantity after SLM: 855

workload
increased
decreased

Socio-cultural impacts
Ecological impacts
salinity
increased
decreased

Off-site impacts
impact of greenhouse gases
increased
reduced

Cost-benefit analysis

Benefits compared with establishment costs
Short-term returns
very negative
very positive

Long-term returns
very negative
very positive

Benefits compared with maintenance costs
Short-term returns
very negative
very positive

Long-term returns
very negative
very positive

Выгоды положительные уже в краткосрочной перспективе

Climate change

Gradual climate change
annual temperature increase

not well at all
very well

Adoption and adaptation

Percentage of land users in the area who have adopted the Technology
  • single cases/ experimental
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Of all those who have adopted the Technology, how many have done so without receiving material incentives?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
Has the Technology been modified recently to adapt to changing conditions?
  • Ja
  • Nee
To which changing conditions?
  • climatic change/ extremes
  • changing markets
  • labour availability (e.g. due to migration)

Conclusions and lessons learnt

Strengths: land user's view
  • Экономное расходование воды и равномерное увлажнение поля
  • Сокращение времени и рабочей силы на полив
  • Повышение урожайности
  • Снижение уровня грунтовых вод
  • Сокращение затрат на механизированную обработку почвы в последующие годы
Strengths: compiler’s or other key resource person’s view
  • Эффективное использование ограниченных водных ресурсов
  • Равномерное увлажнение всего поля, как по площади, так и по глубине
  • Предотвращение засоление
  • Снижение выбросов парниковых газов
Weaknesses/ disadvantages/ risks: land user's viewhow to overcome
  • Относительно высокая стоимость лазерного оборудования Помощь государства, кооперация самих фермеров, совместное приобретение и использование лазерного оборудования
  • Отсутствие знаний по эксплуатации лазерного оборудования Обучение
  • Ограниченные сроки для выполнения мероприятия (июль-сентябрь), когда поле свободно от культуры и сухая почва Упорядочить и строго придерживаться сроков выполнения полевых работ
Weaknesses/ disadvantages/ risks: compiler’s or other key resource person’s viewhow to overcome
  • Относительно высокая стоимость лазерного оборудования Существует Гос. поддержка (УП № УП-3860 от от 14 .03. 2007, Импортированное оборудование для лазерной планировки освобождается от уплаты таможенной пошлины и налога на добавленную стоимость.
  • Неосведомлённость о затратах и выгодах данной технологии: лазерный планировщик окупается за 7-8 месяцев работы. Лазерная планировка выполняется 1 раз в 3 года Консультационные услуги, обучение, информирование
  • Техническая неоснащенность ф/х Кредиты, закупка на основе лизинга

References

Compiler
  • Rustam Ibragimov
Editors
Reviewer
  • Alexandra Gavilano
  • Elizaveta Soloveyva
  • Olga Andreeva
Date of documentation: April 13, 2018
Last update: Feb. 4, 2020
Resource persons
Full description in the WOCAT database
Linked SLM data
Documentation was faciliated by
Institution Project
Links to relevant information which is available online
  • ННО «KRASS» Распространение ресурсосберегающих технологий для устойчивого развития сельского хозяйства в Хорезмской области Узбекистана. Техническая инструкция. Ургенч, 2012: http://sgp.uz/userfiles/Lazer%20rus%20low%20resolution.pdf
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International