Straw mulching (Hongzhu Fan)

Straw residues left on field after harvest and no tillage (China)

No tillage planting

Descripción

Method of this agricultual technology the rice straw will be left on the field after mechanized harvesting. Succession crop, such as rape, wheat or potato, were seeded directly under no tillage condition. Both measures aim at better soil regeneration and soil conditions for agriculture and subsequently increased yield and less soil degradation.

The SLM practice (straw mulching and no tillage) is applied in the Chengdu Plain Paddy Soil. The Chengdu plain has mild climate and abundant rainfall. It belongs to the warm humid subtropical Pacific monsoon climate zone.The main types of soil in the Chengdu plain are paddy soil and purple soil.The total land resources of the Chengdu plain are 1331800 hectares, and the per capita land resources are about 0.1044 hectares per person. In 2010, the total amount of cultivated land in the Chengdu plain was 478069 hectares, accounting for 35.90% of the area of the plain, accounting for 42.36% of the total area of agricultural land in the region, and the per capita arable land area was only about 0.0375 hectares. The Chengdu Plain is an important grain production base in Sichuan. Rice field-upland field rotation (rice - wheat, rice - rapeseed) is an important agricultural system.
On the case study area, the N, P and K fertilizers were applied as urea, calcium superphosphate and potassium chloride at the rates of 120-150 kg N ha-1, 75-120 kg P2O5 ha-1,and 75-120 kg K2O ha-1, during every crop. During crop season, the rate of 60% of N, 100% of P, and 50% of K fertilizers were applied as base fertilizer, while remaining 40% of N and 50% of K were used as top dressing fertilizer. The main measures of this SLM is rice straw or wheat straw mulching while havesting (leaving the straw after havest scattered on the field). Crops were harvested by a combine harvester (Kuotian combine harvester, model PR0488), then straw and stubble of crops were left at size of less than 20 cm in the field. The seeding of succession crop such as wheat and oil seed rape is done by a direct seeding machine. The land users are working eighter with a contractor or they use their own machines and labour force. The purposes of this technology were to increase production and improve soil fertility. Although plough layer can become shallow by long-term no tillage cultivation, more and more land users like this technology because it promises increased grain yield, reduction of fertilizers (and subsequently cost), and it improves soil physical, chemical and biological properties of soil. Thus, it is expected that the measures of this SLM-Technology ends up in improved soil moisture, higher diversity of soil life and finally soil fertility .

Lugar

Lugar: Guanhan City, Wenjiang District, Chongzhou City, Basin plain, Chengdu, Sichuan, China

No. de sitios de Tecnología analizados: un solo sitio

Georreferencia de sitios seleccionados
  • 104.19102, 31.06222

Difusión de la Tecnología: distribuida parejamente sobre un área (approx. 100-1,000 km2)

¿En un área de protección permanente?:

Fecha de la implementación: 10-50 años atrás

Tipo de introducción
Mechnized harvest (Shanghong Chen)
Rape as succession crop has been seeded directly under no tillage condition. Straw mulch covers the soil. (Shanghong Chen)

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

  • Tierras cultivadas
    • Cosecha anual: cultivos de semillas oleaginosas - girasol, colza, otros, wheat, rice
    Número de temporadas de cultivo por año: 2
    ¿Se practica la rotación de cultivos? Sí

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

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 - Pc: compactación , Pk: desmoronamiento y encostramiento
Grupo MST
  • sistemas de rotación (rotación de cosecha, cosecha rotatoria con descanso, agricultura migratoria)
  • cobertura de suelo/ vegetal mejorada
  • perturbación mínima del suelo
Medidas MST
  • medidas agronómicas - A1: vegetación/ cubierta del suelo , A2: materia orgánica/ fertilidad del suelo, A3: Tratamiento de superficie del suelo

Dibujo técnico

Especificaciones técnicas
The SLM practice (straw mulching while harvesting and no tillage) is applied in the Chengdu Plain paddy soil. The main measures of this SLM method is straw mulching while harvesting and no tillage. Crops are harvested by machine (actually in this case study by Kuotian combine harvester/model was PR0488), and then straw and stubble were left at size of less than 20 cm on the soil surface. The N, P and K fertilizers to the succession crop were applied in form of urea, calcium superphosphate and potassium chloride at the rates of 120-150 kg N ha-1, 75-120 kg P2O5 ha-1, and 75-120 kg K2O ha-1. Rates of 60% of N, 100% of P and 50% of K fertilizers were applied as base fertilizers, while the remaining 40% of N and 50% of K were used as top dressing fertilizers. After previous crop harvest of rice the succession crop as for example wheat, oil rape, maize will be seeded directly under no tillage condition.
Author: Hongzhu Fan

Establecimiento/ mantenimiento: actividades, insumos y costos

Cálculo de insumos y costos
  • Los costos se calculan: por área de Tecnología (unidad de tamaño y área: 1 hectare)
  • Moneda usada para calcular costos: Renminbi (RMB)
  • Tasa de cambio (a USD): 1 USD = 6.6 Renminbi (RMB)
  • Costo promedio por día del sueldo de la mano de obra contratada: 120 RMB per day
Factores más determinantes que afectan los costos
Most of important factor affecting the costs of this technology is the type of machine used for harvest. (E.g. cost is high by the mini combine harvester because of the low efficiency).
Actividades de establecimiento
n.a.
Actividades de mantenimiento
  1. mechanized harvesting (Momento/ frequencia: August or September)
  2. spreading the straw residues after havest on the field (Momento/ frequencia: after harvest of crops)
  3. fertilization (Momento/ frequencia: October)
  4. no tillage and direct seeding (Momento/ frequencia: October)
Insumos y costos de mantenimiento (per 1 hectare)
Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad (Renminbi (RMB)) Costos totales por insumo (Renminbi (RMB)) % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra
All reccurent labour (above) is done within the familiy* person-day 0,5 120,0 60,0 100,0
Equipo
harvester (machine from contractor without labour force)* ha 1,0 3000,0 3000,0 100,0
Direct seeding machine (from contractor without labour force)* ha 1,0 1800,0 1800,0
Material para plantas
seed (weat, rape) kg 120,0 2,0 240,0 100,0
Fertilizantes y biocidas
urea kg 280,0 3,0 840,0 100,0
calcuim superphosphate kg 810,0 1,0 810,0 100,0
potassium chloride kg 200,0 3,5 700,0 100,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 7'450.0
Costos totales para mantener la Tecnología en USD 1'128.79

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 calidad de agua se refiere a:
¿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: 14.9 t ha-1*
Cantidad luego de MST: 15.5 t ha-1*
* yield for rape
Wheat yield were 6.3 t ha-1 before SLM and 6.7 t ha-1 after SLM, respectively. Rice yield were 8.6 t ha-1 before SLM and 8.8 t ha-1 after SLM, respectively.

manejo de tierras
obstaculizado
simplificado


No tillage is an important way to reduce cost by machine plough field. Less fertilizing work and amount of fertilizers by leaving straw on field (straw contains a large amount of C, N, P, and K)

demanda de agua para irrigar
incrementó
disminuyó


Straw mulching can decreased demand for irrigation water, because water can be keep in the straw, and straw mulching on the soil also can reduced evaporation of water.

gastos en insumos agrícolas
incrementó
disminuyó


No tillage is an important way to reduce cost by machine plough field. Less fertilizing work and amount of fertilizers by straw return compared with no straw mulching (straw contains a large number of C, N, P and K. Therefore agricultural inputs can be reduced.

ingreso agrario
disminuyó
incrementó


Do to better yield and reduction of costs.

carga de trabajo
incrementó
disminuyó

Impactos socioculturales
MST/ conocimiento de la degradación de la tierra
disminuyó
mejoró


Increased knowledge on the benefits of straw mulching by the land users.

Impactos ecológicos
humedad del suelo
disminuyó
incrementó


Due to straw mulching, because the water can be kept in the straw and soil evaporation can be reduced to improved oil cover.

cubierta del suelo
disminuyó
mejoró


Due to the mulching by straw, the soil remain covered practically the whole year round.

encostramiento/ sellado de suelo
incrementó
disminuyó


Without ploughing the soil crusting can occur at long term use of the technology (findings from a long-term straw mulch and fertilization experiment was initiated in 2005 at Sichuan Academy of Agricultural Sciences Soil and Fertilizer Research Institute’s Guanghan agricultural experiment station in Sichuan province)

compactación de suelo
incrementó
disminuyó


Without ploughing the soil gets more compact at long term use of the technology (findings from a long-term straw mulch and fertilization experiment was initiated in 2005 at Sichuan Academy of Agricultural Sciences Soil and Fertilizer Research Institute’s Guanghan agricultural experiment station in Sichuan province)

ciclo/ recarga de nutrientes
disminuyó
incrementó

materia orgánica debajo del suelo C
disminuyó
incrementó


Due to mulching by rice straw (crop residues)

biomasa/ sobre suelo C
disminuyó
incrementó


Due to mulching by rice straw (crop residues)

diversidad animal
disminuyó
incrementó


Due to mulching by rice straw (crop residues), soil life has increased.

especies benéficas (depredadores, gusanos de tierra, polinizadores)
disminuyó
incrementó

emisión de carbono y gases de invernadero
incrementó
disminuyó


Traditional burning of rice straw on the fields has been reduced, as straw is needed for mulching. Subsequently the C can be bound within the soil and will not be emitted into the air in form of CO2.

Impactos fuera del sitio
impacto de gases de invernadero
incrementó
disminuyó


Traditional burning of rice straw on the fields has been reduced, as straw is needed for mulching. Subsequently the C can be bound within the soil and will not be emitted into the air in form of CO2.

Análisis costo-beneficio

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

Ingresos a largo plazo
muy negativo
muy positivo

Cambio climático

-

Adopción y adaptación

Porcentaje de usuarios de la tierra que adoptaron la Tecnología
  • casos individuales / experimentales
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
De todos quienes adoptaron la Tecnología, ¿cuántos lo hicieron sin recibir incentivos/ pagos materiales?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
¿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)

Conclusiones y lecciones aprendidas

Fortalezas: perspectiva del usuario de tierras
  • This technology can improve the yield
  • It can save labour by leaving straw on the field
Fortalezas: punto de vista del compilador o de otra persona recurso clave
  • Straw mulching can increase the soil carbon input, and improve the soil quantity.
  • This technology can reduce land degradation.
Debilidades/ desventajas/ riesgos: perspectiva del usuario de tierrascómo sobreponerse
  • Soil structure was deteriorated by no tillage cultivation. tillage
Debilidades/ desventajas/ riesgos: punto de vista del compilador o de otra persona recurso clavecómo sobreponerse
  • Soil hardening occured, and also a thin impervious layer was built at the soil surface It could be good to plough up the soil after an interval of 5 years
  • Obstruction of rainwater infiltration
  • Soil plough layer becomes shallow

Referencias

Compilador
  • Song Guo
Editors
Revisado por
  • Gudrun Schwilch
  • Ursula Gaemperli
  • Alexandra Gavilano
Fecha de la implementación: 31 de octubre de 2017
Últimas actualización: 13 de marzo de 2019
Personas de referencia
Descripción completa en la base de datos de WOCAT
Datos MST vinculados
La documentación fue facilitada por
Institución Proyecto
Referencias claves
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  • Research on the effect of straw mulching on the soil moisture by field experiment in the piedmont plain of the Taihang Mountains. LI Man, ZHANG Wei, HE Yu-jiang, WANG Gui-ling.2017: ScienceDirect. No
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