The picture shows the farmer steering in the 1,000 liters collection tank for the waste at the kraal (Amon Aine)

BANANA PLANTATION INTEGRATED FERTILIZER-IRRIGATION TECHNOLOGY (Uganda)

Okushukyerera na okuteka amasha omurutokye

Descripción

The irrigation fertilizer system is an innovation designed to distribute manure and water in a banana plantation. A kraal (livestock zero grazing shed) with a cow dung reservior, set up uphill and connected with pipes to deliver diluted cow dug to a banana plantation downslope. This reduces the labor required for waste management at the Kraal while maintainig soil fertility.

The Kraal (livestock zero grazing shed) was initially designed with a waste management system to hold cow dug in a reservoir for 1 to 2 months before being used in a 2-acre garden as manure. However, the farmer faced challenges transporting and distributing manure to the garden which was tedious and time wasting.

The dung from 4 cows is first mixed with water at a ratio of 1 (dung): 3 (water) as it drains into the reservoir producing approximately 1,500 litres of liquid manure monthly. Therefore, a pipe outlet was devised at the base of the cow dung reservoir to transport the waste 50m down-slope into 3 other reservoirs (each 2×1×1m, l×w×h) evenly distributed within the garden. These reservoirs store the liquid manure until the farmer wishes to fertilize the garden.

The garden preparation starts with clearing the weeds and then excavating small trenches that direct the flow of the liquid manure to any direction of interest in the garden. At different points along the flow in the trenches, the farmer opens tributaries leading to pits dug at least 0.75 m away from the banana plantains of interest. The pits made are normally approximately of 12.5 litres capacity. The trenches, tributaries and pits are then covered with soil after a day. This integrated fertilizer-irrigation system can only be possible on farms established on a gently sloping terrain. To set up the system one must have an animal house or any other source of animal dung uphill. The source must be able to provide enough dung to sustain the gardens established downhill.

Alternatively, the system can also be set up with a biogas plant replacing the cow dung reservoir to produce biogas for domestic energy supply and the slurry being used as manure. In case of such modification, the biogas should be set up at a slightly elevated position to give the liquid digestate a gravity force to flow to the garden. A foundation is excavated and a mixing chamber (50 litres capacity) constructed at some distance away from the farm house as well as 3 reservoirs to store the digestate (of a capacity at least 400 litres each) sited in the garden. An outlet pipe is fixed at the bottom of the mixing chamber through which the slurry can be channelled into the garden after the fermentation process producing biogas has stopped.

The construction process of the system without the biogas plant cost the farmer labour worth USD $ 13.44, construction materials were USD $ 251.04 and equipment USD $ 32.25. According to the farmer, the system is averagely expensive in the short run but profitable in the long run.

The system eases waste management and reduces costs of labour. The farmer, over the last 3 seasons realized improvement in the number of banana bunches harvested from averagely 50 to 60 bunches per month. The bunch weight also increased from 8-15Kg to 10-25Kg on average which is important for food security and livelihood.

The impacts of drought on the plantation have reduced compared to the time before adopting the technology. The farmer recommends upscaling since it is easy to manage, it improves productivity and is environment friendly. The major challenge is lack of enough cow dung supply from the kraal and scarcity of water in the dry season. A rainwater harvest system may be constructed to collect and provide water for diluting the cowdung.

Lugar

Lugar: Rwentuha T/C , Kitwe, Wester Uganda, Bushenyi, Uganda

No. de sitios de Tecnología analizados: un solo sitio

Georreferencia de sitios seleccionados
  • 30.26895, -0.54969

Difusión de la Tecnología: distribuida parejamente sobre un área (approx. < 0.1 km2 (10 ha))

Fecha de la implementación: 2016

Tipo de introducción
The photo shows a a tributary trench leading the liquid manure to one side of the banana plantation. (Amon Aine)

Clasificación de la Tecnología

Propósito principal
  • mejorar la producción
  • reducir, prevenir, restaurar la degradación de la tierra
  • conservar el ecosistema
  • proteger una cuenca hidrográfica/ áreas corriente abajo – en combinación con otras Tecnologías
  • preservar/ mejorar biodiversidad
  • reducir el riesgo de desastres naturales
  • adaptarse al cambio climático/ extremos climáticos y sus impactos
  • mitigar cambio climático y sus impactos
  • crear impacto económico benéfico
  • crear impacto social benéfico
Uso de tierra

  • Cultivos asociados (cultivos/ pastoreo/ árboles), incl. agroforestería - Agro-silvopastoralismo

Provisión de agua
  • de secano
  • mixta de secano – irrigada
  • totalmente irrigada

Número de temporadas de cultivo por año: 2
Uso de las tierras antes de implementar la Tecnología: n.d.
Densidad del ganado: n.d.

Propósito relacionado a la degradación de las tierras
  • prevenir la degradación de la tierra
  • reducir la degradación de la tierra
  • restaurar/ rehabilitar tierra severamente degradada
  • adaptarse a la degradación de la tierra
  • no aplica
La degradación considerada
  • deterioro químico del suelo - Cn: reducción de la fertilidad y contenido reducido de la materia orgánica del suelo (no ocasionados por la erosión)
  • deterioro físico del suelo - Pu: pérdida de la función bioproductiva a causa de otras actividades
  • degradación del agua - Hq: reducción de la calidad de subterráneas, Hq: reducción de la calidad de aguas subterráneas
Grupo MST
  • manejo de agricultura—ganadería integrada
Medidas MST
  • medidas estructurales - S3: Acequias graduadas, canales, vías fluviales, S5: Diques, hondonadas, estanques, S7: Equipo para cosechar agua / provisión de agua/ irrigación
  • medidas de manejo - M3: disposición de acuerdo al entorno natural y humano

Dibujo técnico

Especificaciones técnicas
The cowdung reservior of 2 cubic meters (with a capacity of 2000 litre slurry per month). A doom plastic pipe outlet at the bottom of the reservoir drains into the hand dug channels. Trenches of about 0.25 m diameter are constructed to directly drain the flow of the liquid waste to any direction of interest in the plantation. At different points along, tributaries are made leading to points atleast 0.75 m away from the foot of the banana plant. When the trenches fill up, they are left for a day before covering them with soil as manure.

Establecimiento/ mantenimiento: actividades, insumos y costos

Cálculo de insumos y costos
  • Los costos se calculan: por área de Tecnología (unidad de tamaño y área: 4 acres of banana plantation fed with cowdung manure from 4 cows under zero grazing)
  • Moneda usada para calcular costos: Uganda shillings
  • Tasa de cambio (a USD): 1 USD = 3638.0 Uganda shillings
  • Costo promedio por día del sueldo de la mano de obra contratada: 17000.0
Factores más determinantes que afectan los costos
Establishment of the reservoirs and the labor required to construct them
Actividades de establecimiento
  1. Excavation of the main reservior (Momento/ frequencia: Best done during the dry season)
  2. Construction of the reservoirs (Momento/ frequencia: Best done during the dry season)
  3. Establishment of under ground doom pipe (Momento/ frequencia: None)
  4. Excavation of cannals within the plantation (Momento/ frequencia: When its time to fertilize the plantation)
Insumos y costos para establecimiento (per 4 acres of banana plantation fed with cowdung manure from 4 cows under zero grazing)
Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad (Uganda shillings) Costos totales por insumo (Uganda shillings) % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra
Labour Man day 3,0 17000,0 51000,0 100,0
Equipo
Hoe hire pieces 2,0 5000,0 10000,0 100,0
Panga pieces 1,0 9999,0 9999,0 100,0
Hammer pieces 1,0 50000,0 50000,0 100,0
Wheel barrow hire pieces 1,0 50000,0 50000,0 100,0
Material de construcción
Cement 60kg bags 13,0 29000,0 377000,0 100,0
Sand 1 tonne trips 2,0 70000,0 140000,0 100,0
Bricks 1 tonne trip 1,0 270000,0 270000,0 100,0
Doom pipe Meters 2,0 15000,0 30000,0 100,0
Costos totales para establecer la Tecnología 987'999.0
Actividades de mantenimiento
  1. Washing the cow dug into the kraal (Momento/ frequencia: Daily)
  2. Mixing water and manure (Momento/ frequencia: Daily)
  3. Construction of trenches and pits in the garden (Momento/ frequencia: None)
  4. Release of manure into the garden and covering of the pits and trenches (Momento/ frequencia: After the pits have filled with slurry)
Insumos y costos de mantenimiento (per 4 acres of banana plantation fed with cowdung manure from 4 cows under zero grazing)
Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad (Uganda shillings) Costos totales por insumo (Uganda shillings) % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra
Labour to clean the cow shed and the reservoir and drain it Man day 1,0 17000,0 17000,0 100,0
Labour to excavate temporary drains Man per month 2,0 150000,0 300000,0 100,0
Equipo
Spade piece 1,0 50000,0 50000,0 100,0
Hoe piece 1,0 50000,0 50000,0 100,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 417'000.0

Entorno natural

Promedio anual de lluvia
  • < 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
Zona agroclimática
  • húmeda
  • Sub-húmeda
  • semi-árida
  • árida
Especificaciones sobre el clima
n.d.
Pendiente
  • plana (0-2 %)
  • ligera (3-5%)
  • moderada (6-10%)
  • ondulada (11-15%)
  • accidentada (16-30%)
  • empinada (31-60%)
  • muy empinada (>60%)
Formaciones telúricas
  • meseta/ planicies
  • cordilleras
  • laderas montañosas
  • laderas de cerro
  • pies de monte
  • fondo del valle
Altura
  • 0-100 m s.n.m.
  • 101-500 m s.n.m.
  • 501-1,000 m s.n.m
  • 1,001-1,500 m s.n.m
  • 1,501-2,000 m s.n.m
  • 2,001-2,500 m s.n.m
  • 2,501-3,000 m s.n.m
  • 3,001-4,000 m s.n.m
  • > 4,000 m s.n.m
La Tecnología se aplica en
  • situaciones convexas
  • situaciones cóncavas
  • no relevante
Profundidad promedio del suelo
  • muy superficial (0-20 cm)
  • superficial (21-50 cm)
  • moderadamente profunda (51-80 cm)
  • profunda (81-120 cm)
  • muy profunda (>120 cm)
Textura del suelo (capa arable)
  • áspera/ ligera (arenosa)
  • mediana (limosa)
  • fina/ pesada (arcilla)
Textura del suelo (> 20 cm debajo de la superficie)
  • áspera/ ligera (arenosa)
  • mediana (limosa)
  • fina/ pesada (arcilla)
Materia orgánica de capa arable
  • elevada (>3%)
  • media (1-3%)
  • baja (<1%)
Agua subterránea
  • en superficie
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Disponibilidad de aguas superficiales
  • excesiva
  • bueno
  • mediana
  • pobre/ ninguna
Calidad de agua (sin tratar)
  • agua potable de buena calidad
  • agua potable de mala calidad (requiere tratamiento)
  • solo para uso agrícola (irrigación)
  • inutilizable
¿La salinidad del agua es un problema?
  • No

Incidencia de inundaciones
  • No
Diversidad de especies
  • elevada
  • mediana
  • baja
Diversidad de hábitats
  • elevada
  • mediana
  • baja

Las características de los usuarios de la tierra que aplican la Tecnología

Orientación del mercado
  • subsistencia (autoprovisionamiento)
  • mixta (subsistencia/ comercial)
  • comercial/ mercado
Ingresos no agrarios
  • menos del 10% de todos los ingresos
  • 10-50% de todo el ingreso
  • > 50% de todo el ingreso
Nivel relativo de riqueza
  • muy pobre
  • pobre
  • promedio
  • rico
  • muy rico
Nivel de mecanización
  • trabajo manual
  • tracción animal
  • mecanizado/motorizado
Sedentario o nómada
  • Sedentario
  • Semi-nómada
  • Nómada
Individuos o grupos
  • individual/ doméstico
  • grupos/ comunal
  • cooperativa
  • empleado (compañía, gobierno)
Género
  • mujeres
  • hombres
Edad
  • niños
  • jóvenes
  • personas de mediana edad
  • ancianos
Área usada por hogar
  • < 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
Escala
  • pequeña escala
  • escala mediana
  • gran escala
Tenencia de tierra
  • estado
  • compañía
  • comunitaria/ aldea
  • grupal
  • individual, sin título
  • individual, con título
Derechos de uso de tierra
  • acceso abierto (no organizado)
  • comunitarios (organizado)
  • arrendamiento
  • individual
Derechos de uso de agua
  • acceso abierto (no organizado)
  • comunitarios (organizado)
  • arrendamiento
  • individual
Acceso a servicios e infraestructura
salud

pobre
bueno
educación

pobre
bueno
asistencia técnica

pobre
bueno
empleo (ej. fuera de la granja)

pobre
bueno
mercados

pobre
bueno
energía

pobre
bueno
caminos y transporte

pobre
bueno
agua potable y saneamiento

pobre
bueno
servicios financieros

pobre
bueno

Impacto

Impactos socioeconómicos
Producción de cultivo
disminuyó
incrementó

Cantidad antes de MST: 50 bunches
Cantidad luego de MST: 70bunches

producción animal
disminuyó
incrementó


The hygiene at the cattle kraal has improved

riesgo de fracaso de producción
incrementó
disminuyó


Increase soil moisture and manure

manejo de tierras
obstaculizado
simplificado


Less labor required to handle wastes from the cattle

gastos en insumos agrícolas
incrementó
disminuyó

Cantidad antes de MST: 3 workers
Cantidad luego de MST: 1 worker

ingreso agrario
disminuyó
incrementó


Increased production of banana bunches per unit area monthly

carga de trabajo
incrementó
disminuyó


No need for casual labor to fetch manure with baskets

Impactos socioculturales
Impactos ecológicos
humedad del suelo
disminuyó
incrementó

materia orgánica debajo del suelo C
disminuyó
incrementó


Manure from dug is well distributed in the garden

impactos de sequías
incrementó
disminuyó


Irrigation through the liquid slurry

Impactos fuera del sitio
contaminación de aguas subterráneas/ de ríos
incrementó
disminuyó


Waste from the cattle is well managed and utilized for manure

Análisis costo-beneficio

Beneficios comparados con los costos de establecimiento
Ingresos a corto plazo:
muy negativo
muy positivo

Ingresos a largo plazo
muy negativo
muy positivo

Beneficios comparados con costos de mantenimiento
Ingresos a corto plazo:
muy negativo
muy positivo

Ingresos a largo plazo
muy negativo
muy positivo

Cambio climático

Cambio climático gradual
temperatura anual incrementó

nada bien
muy bien
temperatura estacional incrementó

nada bien
muy bien
Estación: estación húmeda/ de lluvias
lluvia estacional disminuyó

nada bien
muy bien
Estación: estación húmeda/ de lluvias
Extremos (desastres) relacionados al clima
tormenta de lluvia local

nada bien
muy bien
granizada local

nada bien
muy bien
ola de calor

nada bien
muy bien
sequía

nada bien
muy bien

nada bien
muy bien
Otras consecuencias relacionadas al clima
período extendido de crecimiento

nada bien
muy bien
periodo reducido de crecimiento

nada bien
muy bien
Soil moisture loss

nada bien
muy bien

Adopción y adaptación

Porcentaje de usuarios de la tierra que adoptaron la Tecnología
  • casos individuales / experimentales
  • 1-10%
  • 10-50%
  • más de 50%
De todos quienes adoptaron la Tecnología, ¿cuántos lo hicieron sin recibir incentivos/ pagos materiales?
  • 0-10%
  • 10-50%
  • 50-90%
  • 90-100%
¿La tecnología fue modificada recientemente para adaptarse a las condiciones cambiantes?
  • No
¿A qué condiciones cambiantes?
  • cambios climáticos / extremos
  • mercados cambiantes
  • disponibilidad de mano de obra (ej. debido a migración)
The farmer intends to establish a waterreservoir for rain water harvesting

Conclusiones y lecciones aprendidas

Fortalezas: perspectiva del usuario de tierras
  • Less labour required to manage waste at the cattle kraal
  • The system allows easy manuring of the banana plantation
  • The system enables increase in soil moisture for the banana plantation
Fortalezas: punto de vista del compilador o de otra persona recurso clave
  • The digester from the biogas plant releases slurry free of microbes hence reduces possible infections
Debilidades/ desventajas/ riesgos: perspectiva del usuario de tierrascómo sobreponerse
  • The system requires constant water supply hence it might be affected by long drought spells due to water scarcity Construction of water reservoirs
Debilidades/ desventajas/ riesgos: punto de vista del compilador o de otra persona recurso clavecómo sobreponerse
  • The system requires use of enough dung supply from the cows and water which may not be available in the dry season Establishment of a rain water harvesting system to reserve and provide water though out the year

Referencias

Compilador
  • Aine Amon
Editors
  • Drake Mubiru
  • Kamugisha Rick Nelson
Revisado por
  • Nicole Harari
  • Udo Höggel
Fecha de la implementación: 31 de enero de 2018
Últimas actualización: 15 de noviembre de 2022
Personas de referencia
Descripción completa en la base de datos de WOCAT
Datos MST vinculados
La documentación fue facilitada por
Institución Proyecto
Referencias claves
  • Fertilizer Information System for Banana Plantation , Yu Shin Shuen November 2017: Open access
Vínculos a la información relevante disponible en línea
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