Exemplary solar greenhouse in Khorog (Julie Zähringer (Baumackerstr. 51, 8050 Zürich))

Passive solar greenhouses for winter commercial vegetable production (طاجيكستان)

الوصف

Passive solar greenhouses heated entirely by sunlight were established with the aim to produce vegetables for commercial use during the harsh winter conditions.

A passive solar greenhouse is a greenhouse heated entirely by sunlight, with no additional fuel-based heating. In the Pamirs, the temperature inside these greenhouses can be kept high enough to grow vegetables throughout the year, even in winter if the greenhouse is built efficiently. Thus greenhouses can be of great use, particularly in those areas where there are continuing concerns about food security and economic development. These greenhouses were developed by GERES (Renewable Energy and Environment Group) and ICIMOD (International Centre for Integrated Mountain Development) and first tested with farmers in Ladakh, India. MSDSP adopted the idea and introduced it to the GBAO region in Tajikistan establishing 3 demonstration greenhouses in collaboration with farmers in the Shugnan district in 2010.

Purpose of the Technology: A solar greenhouse aims to trap and intensify the heating effect of solar radiation and thus enables plants to be grown that cannot be grown under the normal (outside) ambient conditions. Solar greenhouses are particularly useful in areas where there is a lot of sunshine in winter, but where the air is too cold for growing crops. The main benefits of solar greenhouses are that vegetables can be grown during the winter, helping to fulfill basic subsistence needs of people in remote areas and income generation through selling the produce.

Establishment / maintenance activities and inputs: A greenhouse is only efficient if it is constructed in the right place, in the right way, and is used properly. An efficient solar greenhouse should be designed along an east-west axis, with the length of the south face increased and angled to present the largest possible surface area to the sun, the size of the east and west facing walls reduced to minimise heat loss and provide shade inside the greenhouse, and the north wall should be heavily insulated.
The following steps are required in constructing an efficient greenhouse: (1) selecting an appropriate place: there needs to be a source of running water close to the greenhouse, solar radiation needs to be sufficient (sunrise should be before 9.30 and sunset after 3.00 pm even on the shortest days of the year), the land has to be flat and dry; (2) selecting the most appropriate design: (see manual); (3) constructing the foundation: digging a trench and filling the foundation with mud mortar; (4) preparing the floor; (5) building the double walls separated by one insulation layer; (6) making and installing an access door; (7) making and installing the wall ventilator; (8) constructing the roof; (9) making and installing the roof ventilator (shutter); (10) installing the polyethylene shutter; (11) installing night insulation.

Natural / human environment: The greenhouses were established in three villages of Shugnan district: Buni, Sokhcharv and Darmoracht. Two of these villages are located at about 2,500 metres a.s.l. and receive less than 300 mm of annual precipitation. The farmers who constructed these greenhouses are small-scale farmers with less than 0.5 ha of land available.

الموقع

الموقع: GBAO/Shugnan, Tajikistan, طاجيكستان

عدد مواقع تنفيذ التقنيةالتي تم تحليلها:

المرجع الجغرافي للمواقع المختارة
  • 71.5176, 37.6002

انتشار التقنية:

في منطقة محمية بشكل دائم؟:

تاريخ التنفيذ: منذ أقل من 10 سنوات (مؤخرًا)

نوع التقديم
South-facing side of a solar greenhouse during construction process before the cellophane layer was put in place (MSDSP Khorog)

تصنيف التقنية

الغرض الرئيسي
  • تحسين الإنتاج
  • الحد من تدهور الأراضي ومنعه وعكسه
  • الحفاظ على النظام البيئي
  • حماية مستجمعات المياه / المناطق الواقعة في اتجاه مجرى النهر - مع تقنيات أخرى
  • الحفاظ على/تحسين التنوع البيولوجي
  • الحد من مخاطر الكوارث
  • التكيف مع تغير المناخ/الظواهر المتطرفة وآثارها
  • التخفيف من تغير المناخ وآثاره
  • خلق أثر اقتصادي مفيد
  • خلق أثر اجتماعي مفيد
استخدام الأراضي

  • الأراضي الزراعية
    • زراعة سنوية
    عدد مواسم الزراعة في السنة: 1
  • المستوطنات والبنية التحتية - المستوطنات والمباني
إمدادات المياه
  • بعلية
  • مختلط بعلي-مروي
  • ري كامل

الغرض المتعلق بتدهور الأراضي
  • منع تدهور الأراضي
  • الحد من تدهور الأراضي
  • اصلاح/إعادة تأهيل الأراضي المتدهورة بشدة
  • التكيف مع تدهور الأراضي
  • غير قابل للتطبيق
معالجة التدهور
  • التدهور الكيميائي للتربة - (Cn): تراجع الخصوبة وانخفاض محتوى المادة العضوية (غير ناتج عن الانجراف)
  • التدهور البيولوجي - (Bq): انخفاض الكمية/الكتلة الحيوية, (Bs): انخفاض جودة وتركيبة الأنواع/التنوع
مجموعة الإدارة المستدامة للاراضي
  • حدائق منزلية
  • greenhouse
تدابير الإدارة المستدامة للأراضي
  • التدابير الزراعية - A2: المادة العضوية/خصوبة التربة
  • التدابير البنيوية - S11: غير ذلك

الرسم الفني

المواصفات الفنية
The diagram shows a greenhouse adapted to a cold climate, for greenhouses adapted to different climates please see the manual (annex 1)

GBAO

Date: 2004

Technical knowledge required for field staff / advisors: high

Technical knowledge required for land users: moderate (brochures available in Tajik)

Main technical functions: increase in organic matter, reduction in wind speed, increase of biomass (quantity), spatial arrangement and diversification of land use, production of microclimate suitable for crop growth in winter

Manure / compost / residues
Material/ species: manure is mixed with the soil to cover the floor of the greenhouse

Structural measure: greenhouse

Construction material (earth): mud

Construction material (stone): stone

Construction material (wood): wood (poplar, willow)

Construction material (other): straw, wool
Author: GERES / ICIMOD

التأسيس والصيانة: الأنشطة والمدخلات والتكاليف

حساب المدخلات والتكاليف
  • يتم حساب التكاليف:
  • العملة المستخدمة لحساب التكلفة: Somoni
  • سعر الصرف (بالدولار الأمريكي): 1 دولار أمريكي = 4.5 Somoni
  • متوسط تكلفة أجر العمالة المستأجرة في اليوم: 9.00
أهم العوامل المؤثرة على التكاليف
Apart from the cellophane cover, mainly local materials were used which did not require investments. If labour has to be paid, this is the most determinate factor, also wooden poles if they have to be bought.
أنشطة التأسيس
  1. Digging trench for fundament, 60 cm deep (التوقيت/الوتيرة: spring)
  2. Put fundament using stones mixed with mud (التوقيت/الوتيرة: None)
  3. Build walls: outer layer stones (40 cm width), then insulation layer with straw or wool (10 cm), inner layer out of mudbricks (15-20 cm). Total height of wall is 1.20 m. (التوقيت/الوتيرة: None)
  4. Build doors (التوقيت/الوتيرة: None)
  5. Build wall ventilators (التوقيت/الوتيرة: None)
  6. Build roof: southfacing side put 2 layers of each 40m2 cellophane, northfacing side put woodlogs (التوقيت/الوتيرة: None)
  7. Build roof ventilators (التوقيت/الوتيرة: None)
  8. Install night insulation (التوقيت/الوتيرة: None)
مدخلات وتكاليف التأسيس
تحديد المدخلات الوحدة الكمية التكاليف لكل وحدة (Somoni) إجمالي التكاليف لكل مدخل (Somoni) % من التكاليف التي يتحملها مستخدمو الأراضي
العمالة
Digging trench for fundament, Persons/day 3,0 40,0 120,0 100,0
Put fundament Persons/day 10,5 40,0 420,0 100,0
Build walls Persons/day 30,0 40,0 1200,0 100,0
Build doors Persons/day 2,0 20,0 40,0 100,0
معدات
Shovels Pieces 2,0 20,0 40,0 100,0
Nails kg 3,0 10,0 30,0
مواد البناء
Cellophane foil sq m 80,0 4,0 320,0
غير ذلك
Labour: Build wall ventilators Persons/day 12,0 40,0 480,0 100,0
Labour: Build roof ventilators Persons/day 4,0 40,0 160,0 100,0
Labour: Install night insulation Persons/day 5,0 40,0 200,0 100,0
إجمالي تكاليف إنشاء التقنية 3'010.0
إجمالي تكاليف إنشاء التقنية بالدولار الأمريكي 668.89
أنشطة الصيانة
  1. Replace cellophane (التوقيت/الوتيرة: when needed, every 1-2 years for bad material, 5 years for good material)
مدخلات وتكاليف الصيانة
تحديد المدخلات الوحدة الكمية التكاليف لكل وحدة (Somoni) إجمالي التكاليف لكل مدخل (Somoni) % من التكاليف التي يتحملها مستخدمو الأراضي
العمالة
Replace cellophane Persons/day 2,0 40,0 80,0 100,0
مواد البناء
Cellophane sq m 80,0 4,0 320,0 100,0
إجمالي تكاليف صيانة التقنية 400.0
إجمالي تكاليف صيانة التقنية بالدولار الأمريكي 88.89

المناخ الطبيعي

متوسط هطول الأمطار السنوي
  • < 250 مم
  • 251- 500 ملم
  • 501 - 750ملم
  • 1,000-751 ملم
  • 1,500-1,100 ملم
  • 2,000-1,500 ملم
  • 3,000-2,001 ملم
  • 4,000-3,100 ملم
  • > 4000 ملم
المنطقة المناخية الزراعية
  • رطبة
  • شبه رطبة
  • شبه قاحلة
  • قاحلة
المواصفات الخاصة بالمناخ
200-300 mm
Thermal climate class: temperate
المنحدر
  • مسطح (0-2%)
  • بسيط (3-5%)
  • معتدل (6-10%)
  • متدحرج (11-15%)
  • تلال (16-30%)
  • شديدة الانحدار(31-60%)
  • فائقة الانحدار (>60%)
التضاريس
  • هضاب/سهول
  • أثلام مرتفعة
  • المنحدرات الجبلية
  • منحدرات التلال
  • منحدرات في السفوح
  • قاع الوادي
الارتفاع
  • 100-0 متر فوق سطح البحر
  • 500-101 متر فوق سطح البحر
  • 1,000-501 متر فوق سطح البحر
  • 1,500-1,001 متر فوق سطح البحر
  • 2,000-1,501 متر فوق سطح البحر
  • 2,500-2,100 متر فوق سطح البحر
  • 3,000-2,501 متر فوق سطح البحر
  • 4,000-3,001 متر فوق سطح البحر
  • > 4000 متر فوق سطح البحر
يتم تطبيق التقنية في
  • حالات محدبة أو نتؤات
  • حالات مقعرة
  • غير ذات صلة
عمق التربة
  • ضحل جدًا (0-20 سم)
  • ضحلة (21-50 سم)
  • متوسطة العمق (51-80 سم)
  • عميقة (81-120 سم)
  • عميقة جدًا (> 120 سم)
قوام التربة (التربة السطحية)
  • خشن / خفيف (رملي)
  • متوسط ( طميي، سلتي)
  • ناعم/ثقيل (طيني)
قوام التربة (> 20 سم تحت السطح)
  • خشن / خفيف (رملي)
  • متوسط ( طميي، سلتي)
  • ناعم/ثقيل (طيني)
محتوى المادة العضوية في التربة السطحية
  • عالية (>3%)
  • متوسطة (1-3%)
  • منخفضة (<1%)
مستوى المياه الجوفية
  • سطحية
  • < 5 م
  • 50-5 م
  • > 50 م
توافر المياه السطحية
  • زائدة
  • جيد
  • متوسط
  • ضعيف/ غير متوافر
جودة المياه (غير المعالجة)
  • مياه شرب جيدة
  • مياه الشرب سيئة (تتطلب معالجة)
  • للاستخدام الزراعي فقط (الري)
  • غير صالحة للإستعمال
تشير جودة المياه إلى:
هل تمثل الملوحة مشكلة؟
  • نعم
  • كلا

حدوث الفيضانات
  • نعم
  • كلا
تنوع الأنواع
  • مرتفع
  • متوسط
  • منخفض
تنوع الموائل
  • مرتفع
  • متوسط
  • منخفض

خصائص مستخدمي الأراضي الذين يطبقون التقنية

التوجه السوقي
  • الكفاف (الإمداد الذاتي)
  • مختلط (كفاف/ تجاري)
  • تجاري/سوق
الدخل من خارج المزرعة
  • أقل من % 10من كامل الدخل
  • 10-50% من جميع الإيرادات
  • ‏‏ >50‏% من إجمالي الدخل
المستوى النسبي للثروة
  • ضعيف جدا
  • ضعيف
  • متوسط
  • ثري
  • ثري جدا
مستوى المكننة
  • عمل يدوي
  • الجر الحيواني
  • ميكانيكية/ مزودة بمحرك
مستقر أو مرتحل
  • غير المترحل
  • شبه مرتحل
  • مرتحل
أفراد أو مجموعات
  • فرد/أسرة معيشية
  • المجموعات/ المجتمع المحلي
  • تعاونية
  • موظف (شركة، حكومة)
الجنس
  • نساء
  • رجال
العمر
  • أطفال
  • شباب
  • متوسط العمر
  • كبار السن
المساحة المستخدمة لكل أسرة
  • < 0.5 هكتارا
  • 0.5 - 1 هكتار
  • 1 -2 هكتار
  • 2 - 5 هكتار
  • 5 - 15 هكتار
  • 15 - 50 هكتار
  • 50 - 100هكتار
  • 500-100 هكتار
  • 1,000-500 هكتار
  • 10,000-1,000 هكتار
  • > 10,000 هكتار
الحجم
  • على نطاق صغير
  • على نطاق متوسط
  • على نطاق واسع
ملكية الارض
  • دولة
  • شركة
  • مجتمعي/قروي
  • لمجموعة
  • فردية، لا يوجد سند ملكية
  • فردية، يوجد سند ملكية
حقوق استخدام الأراضي
  • وصول مفتوح (غير منظم)
  • مجتمعي (منظم)
  • مؤجر
  • فردي
حقوق استخدام المياه
  • وصول مفتوح (غير منظم)
  • مجتمعي (منظم)
  • مؤجر
  • فردي
الوصول إلى الخدمات والبنية التحتية
الصحة

ضعيف
x
جيد
التعليم

ضعيف
x
جيد
المساعدة التقنية

ضعيف
x
جيد
العمل (على سبيل المثال خارج المزرعة)

ضعيف
x
جيد
الأسواق

ضعيف
x
جيد
الطاقة

ضعيف
x
جيد
الطرق والنقل

ضعيف
x
جيد
مياه الشرب وخدمات الصرف الصحي

ضعيف
x
جيد
الخدمات المالية

ضعيف
x
جيد

الآثار

الآثار الاجتماعية والاقتصادية
إنتاج المحاصيل
انخفض
x
زاد

خطر فشل الإنتاج
زاد
x
انخفض

منطقة الإنتاج (الأراضي الجديدة المزروعة/المستخدمة)
انخفض
x
زاد

دخل المزرعة
انخفض
x
زاد

تنوع مصادر الدخل
انخفض
x
زاد

عبء العمل
زاد
x
انخفض


During construction of the greenhouse, 6 weeks

Establishment costs
high
x
low


high investment (400 $ for 1 greenhouse)

الآثار الاجتماعية والثقافية
الأمن الغذائي / الاكتفاء الذاتي
انخفاض
x
تحسن

الوضع الصحي
ساءت
x
تحسن

Livelihood and human well-being
reduced
x
improved


Higher income and better health through availability of vegetables in the winter

الآثار الايكولوجية
Creation of microclimate for growing vegetables during wintertime
reduced
x
improved

الآثار خارج الموقع
Availability of vegetables on the market during wintertime
reduced
x
improved

تحليل التكلفة والعائد

العوائد مقارنة بتكاليف التأسيس
عوائد قصيرة الأجل
سلبي للغاية
x
ايجابي جدا

عوائد طويلة الأجل
سلبي للغاية
x
ايجابي جدا

العوائد مقارنة بتكاليف الصيانة
عوائد قصيرة الأجل
سلبي للغاية
x
ايجابي جدا

عوائد طويلة الأجل
سلبي للغاية
x
ايجابي جدا

Income revenues from vegetables are high, during one winter season two yields of vegetables can be planted.

تغير المناخ

تغير مناخ تدريجي
درجة الحرارة السنوية زيادة

ليس جيدا على الاطلاق
x
جيدة جدا
الظواهر المتطرفة / الكوارث المرتبطة بالمناخ
عاصفة هوائية محلية

ليس جيدا على الاطلاق
x
جيدة جدا
جفاف

ليس جيدا على الاطلاق
x
جيدة جدا
العواقب الأخرى المتعلقة بالمناخ
انخفاض فترة النمو

ليس جيدا على الاطلاق
x
جيدة جدا

التبني والتكيف

نسبة مستخدمي الأراضي في المنطقة الذين تبنوا التقنية
  • حالات فردية/تجريبية
  • 1-10‏%
  • 11-50%
  • > 50%
من بين جميع الذين تبنوا التقنية، كم منهم فعلوا ذلك دون تلقي أي حوافز مادية؟
  • 10-0‏%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
عدد الأسر المعيشية و/أو المساحة المغطاة
3 households
هل تم تعديل التقنية مؤخرًا لتتكيف مع الظروف المتغيرة؟
  • نعم
  • كلا
مع أي من الظروف المتغيرة؟
  • تغير المناخ / التطرف
  • الأسواق المتغيرة
  • توفر العمالة (على سبيل المثال بسبب الهجرة)

الاستنتاجات والدروس المستفادة

نقاط القوة: وجهة نظر مستخدم الأرض
  • The materials are locally available (mud,
    wood, straw, stone), except for the transparent
    cover sheet

    How can they be sustained / enhanced? Some traders should start providing transparent foil
  • Using the available construction manual it can be constructed by local builders

    How can they be sustained / enhanced? The local builders still need to be advised by specialists
  • The cost can be recouped in less than
    three years if the production is well-managed
    and the products sold
نقاط القوة: وجهة نظر جامع المعلومات أو غيره من الأشخاص الرئيسيين لمصدر المعلومات
  • Vegetable production during wintertime and diversified food production all year round

    How can they be sustained / enhanced? Farmers should have access to microloan organisations in order to be able to invest in building greenhouses (initial investments are relatively high)
  • Availability of vegetables during wintertime, otherwise they have to be brought in from the capital (600 km by road) which makes them very expensive

    How can they be sustained / enhanced? Greenhouses should be distributed over the whole of GBAO in order to ensure local availability of crops, because during wintertime transport might be a big problem
  • Income opportunity

    How can they be sustained / enhanced? Better access to markets would improve profitability
  • Minimal heat loss, heat is stored during the day time and released at night

    How can they be sustained / enhanced? The greenhouse and should be constructed in a very careful and exact manner in order to make sure that the inside temperature can be well regulated
  • Adequate air circulation and prevention of crop damage by overheating, through installation of manually operated ventilators in walls and roof

    How can they be sustained / enhanced? Farmers need access to specialists who will help them in designing greenhouses appropriate to the prevailing ecological conditions
نقاط الضعف / المساوىء / المخاطر: وجهة نظر مستخدم الأرضكيفية التغلب عليها
نقاط الضعف / المساوىء / المخاطر: وجهة نظر جامع المعلومات أو غيره من الأشخاص الرئيسيين لمصدر المعلوماتكيفية التغلب عليها
  • Comparatively expensive, about 400 USD have to be invested for the construction of one greenhouse The increased revenues from selling the produced vegetables can help cover the initial investment
  • Comparatively time consuming to build compared to conventional greenhouses in the area, one greenhouse needs about 6 weeks to be constructed Plastic poles could be used instead of wooden ones
  • No good quality cellophane foil is available in this area, therefore it has to be replaced every 1-2 years Instead of cellophane plexiglas could be used which is stronger.

المراجع

جامع المعلومات
  • Julie Zähringer
المحررون
المُراجع
  • Alexandra Gavilano
  • David Streiff
  • Joana Eichenberger
تاريخ التوثيق: 13 مايو، 2011
اخر تحديث: 2 نوفمبر، 2021
الأشخاص الرئيسيين لمصدر المعلومات
الوصف الكامل في قاعدة بيانات WOCAT
بيانات الإدارة المستدامة للأراضي المرتبطة
تم تسهيل التوثيق من قِبَل
المؤسسة المشروع
المراجع الرئيسية
  • Stauffer, Vincent. Solar Greenhouses for the Trans-Himalayas. Kathmandu, ICIMOD / Aubagne, GERES 2004.: http://books.icimod.org/index.php/search/publication/93
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International