Suckler cow and calf on a re-wetted fen (Norbert Röder (Thünen-Institute of Rural Studies, Bundesallee 50, D-38116, Braunschweig, Germany))

Adapted management of organic soils (Alemania)

Descripción

Re-wetting of organic soils and following adapted management suitable for wet conditions like extensive grazing land or paludiculture.

In peat lands, formed over centuries, reducing the ground water level leads to min-eralization: this results in greenhouse gas (GHG) emissions and leaching of dis-solved organic nutrients into adjacent water bodies. Furthermore, drainage leads to the destruction of highly specialized ecosystems. Re-wetting, by removing of drain-age systems (etc.), means the restoration of a higher ground water level which can reduce GHG emissions in the long term. Re-wetting to a water-level of 10 cm below the soil surface is ideal for reducing GHG emissions and preventing peat mineraliza-tion. One prerequisite for re-wetting is that soil degradation and peat mineralization are not too advanced. An adequate water supply must be available. Re-wetting also affects adjacent areas so possible impacts such as flooding of settlements and in-frastructure must be considered.

Purpose of the Technology: Land uses suitable for the soil conditions after re-wetting are extensive grazing, or paludiculture. Paludiculture is the cultivation of wet organic soils by preserving or renewing peat by planting and harvesting specific trees (e.g. alder), reeds and sedges. On fens, alder trees (for wood /biomass production) or plant species grown for their products (e.g. for thatch) or bioenergy, including the common reed, reed canary grass or cat’s-tail, can be cultivated. On peat bogs sphagnum farming as a peat substitute in horticulture, or as a medicinal plant, is possible. The first harvest of the common reed can take place four years post-establishment; thereafter annually. Alternatively, extensive livestock grazing with water buffalo or suitable breeds of cattle like Galloway or Heck has potential for re-wetted land. Year-round grazing is possible with a carrying capacity of up to 0.7 livestock units/ha.

Establishment / maintenance activities and inputs: Apart from avoiding huge amounts of GHG emissions and bringing land into alter-native production, further aims of re-wetting and adapting land use are:
-soil protection (soil structure, water content, peat protection);
-water protection (water quality, buffering / filtering water);
-protection of the landscape’s water regime and material balance (solute transport);
-biodiversity protection (retaining a sensitive ecosystem with specialized/ threatened species); and
-flood protection (organic soils can quickly absorb large amount of water).
There are many advantages for the environment while still creating a (modest) in-come for land users. Unlike most other bioenergy production chains (e.g. maize, rapeseed) which do not have these environmental co-benefits, paludiculture with the common reed can become a sustainable production system.

Natural / human environment: The Altmark region is located on the North German Plain. The region is predomi-nantly characterized by agriculture but has many forests too. Because of the high proportion of grassland, cattle are important. The use of biomass for bioenergy was increasing and many biogas plants were established in the last few years. Fens are mostly located in Altmark-County Salzwedel. Here, the average population density (42.7 inhabitants km2) is relatively low in the German context and the annual precipi-tation of 466mm is also below the overall German average.

Lugar

Lugar: Altmarkkreis Salzwedel and district Stendal (total area of region: 4744 km²), Germany, Saxony-Anhalt, Alemania

No. de sitios de Tecnología analizados:

Georreferencia de sitios seleccionados
  • n.d.

Difusión de la Tecnología:

¿En un área de protección permanente?:

Fecha de la implementación: hace menos de 10 años (recientemente)

Tipo de introducción
Extensive pastoral farming with cattle (Norbert Röder)
Reed canary grass on re-wetted fens and half bogs (Dr. Wendelin Wichtmann (Michael Succow Stiftung zum Schutz der Natur Ellernholzstr. 1/3 17489 Greifswald))

Clasificación de la Tecnología

Propósito principal
  • mejorar la producción
  • reducir, prevenir, restaurar la degradación del suelo
  • 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
Mezcla de tipos de uso de tierras dentro de la misma unidad de tierras: Sí - Agropastoralismo (incluyendo cultivo-ganado integrados)

  • Tierras cultivadas
    • Cosecha anual
    Número de temporadas de cultivo por año: 1
  • Tierra de pastoreo
    • Ganadería de hacienda
    Tipo de animal: búfalos, cattle

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

Propósito relacionado a la degradación de las tierras
  • prevenir la degradación del suelo
  • reducir la degradación del suelo
  • restaurar/ rehabilitar tierra severamente degradada
  • adaptarse a la degradación del suelo
  • 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 , Ps: hundimiento de suelos orgánicos, asentamiento del suelo, Pu: pérdida de la función bioproductiva a causa de otras actividades
  • degradación biológica - Bh: pérdida de hábitats, Bs: reducción en la calidad y composición/ diversidad de las especies
  • degradación del agua - Ha: aridificación, Hg: cambio en nivel de aguas subterráneas/ nivel de acuífero, Hq: reducción de la calidad de aguas subterráneas, Hw: reducción de la capacidad de amortiguación de las áreas humedales
Grupo MST
  • protección/manejo de humedales
  • Re-wetting of organic soils
Medidas MST
  • medidas vegetativas - V2: Pastos y plantas herbáceas perennes, V5: Otros
  • medidas estructurales - S11: Otros
  • medidas de manejo - M1: Cambio de tipo de uso de la tierra , M2: Cambio de gestión/ nivel de intensidad , M3: disposición de acuerdo al entorno natural y humano

Dibujo técnico

Especificaciones técnicas
Re-wetting of a fen with adapted agricultural land use afterwards: extensive grazing with cattle and paludiculture in Common Reed production.

Date: 07/2015

Technical knowledge required for field staff / advisors: high

Technical knowledge required for land users: high

Technical knowledge required for planners: high (Re-wetting concerns large areas)

Main technical functions: increase in organic matter, increase / maintain water stored in soil, increase of groundwater level / recharge of groundwater, improvement of water quality, buffering / filtering water

In blocks
Vegetative material: G : grass, O : other
Number of plants per (ha): G: full coverage, O: 5000
Vertical interval within rows / strips / blocks (m): O: 2m
Width within rows / strips / blocks (m): O: 1m

Grass species: Grasses for extensive grassland use

Other species: Paludicultures like Common reed, Reed Canary grass

Slope (which determines the spacing indicated above): ~0%

Gradient along the rows / strips: ~0%

Structural measure: close/chamber ditches for groundwater level rise

Change of land use type: Crop land or intensive grassland to extensive grassland or paludiculture: see 2.5.2.2

Change of land use practices / intensity level: extensification

Layout change according to natural and human environment: Closed and chambered ditches/removed drainage systems: see 2.5.3.2
Author: Sarah Baum, Thünen Institute of Rural Studies, Bundesallee 50, D-38116, Braunschweig, Germany

Establecimiento/ mantenimiento: actividades, insumos y costos

Cálculo de insumos y costos
  • Los costos se calculan:
  • Moneda usada para calcular costos: n.d.
  • Tasa de cambio (a USD): 1 USD = n.d.
  • Costo promedio por día del sueldo de la mano de obra contratada: n.d.
Factores más determinantes que afectan los costos
Only rough estimates on costs and income can be given due to the very new and innovative technology. The technology is still in the introductory phase at present
Actividades de establecimiento
  1. For fen re-wetting, removal or blocking of drainage systems like ditches, pumping stations, dykes or drainages is necessary. Extent depends strongly on local site conditions! (examples chosen from Landesumweltamt Brandenburg (2004)). (Momento/ frequencia: None)
  2. Extensive grassland or paludiculture (Momento/ frequencia: None)
  3. Extensive grassland: if field is not already used as grassland but as cropland: grassland sowing (Momento/ frequencia: July/August)
  4. Extensive grassland: natural spread: no input (Momento/ frequencia: None)
  5. Paludiculture: planting Common Reed (Momento/ frequencia: Spring)
Insumos y costos para establecimiento
Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad (n.d.) Costos totales por insumo (n.d.) % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra
Labour ha 1,0 300,0 300,0 100,0
Equipo
Machine use ha 1,0 400,0 400,0 100,0
Material para plantas
Seedling ha 1,0 2500,0 2500,0 100,0
Otros
Removal of drainage ha 1,0 200,0 200,0 100,0
Ditch filling ha 1,0 100,0 100,0 100,0
Make-ready and set-up cost ha 1,0 2500,0 2500,0 100,0
Costos totales para establecer la Tecnología 6'000.0
Costos totales para establecer la Tecnología en USD 6'000.0
Actividades de mantenimiento
  1. water level management: weir control ~once a week: efforts depends strongly on local conditions. Control is also necessary when weirs are used to ensure controlled water level. (Momento/ frequencia: None)
  2. extensive grassland: mowing (Momento/ frequencia: 2 times per year)
  3. extensive grassland: grazing with water buffalo, adapted cattles (e.g. Heck cattle, Galloway) (Momento/ frequencia: year round)
  4. paludiculture (Common Reed): harvesting (Momento/ frequencia: Winter (ideally: frozen ground)/first harvest 4 years after establishment, thereafter annually)
  5. management (Momento/ frequencia: yearly)
Insumos y costos de mantenimiento
Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad (n.d.) Costos totales por insumo (n.d.) % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra
Labour ha 1,0 250,0 250,0 100,0
Equipo
Machine use ha 1,0 600,0 600,0 100,0
Otros
Management ha 1,0 150,0 150,0 100,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 1'000.0
Costos totales para mantener la Tecnología en USD 1'000.0

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
Annual rainfall: 500-750 mm, 750-1000 mm, 1000-1500 mm, 1500-2000 mm
250-500mm: This only characterises the Altmark region (average 460mm); more rainfall is possible!
Thermal climate class: temperate. Altmark region
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
  • NGO
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

Impacto

Impactos socioeconómicos
Producción de cultivo
disminuyó
incrementó

producción de forraje
disminuyó
incrementó

calidad de forraje
disminuyó
incrementó

producción animal
disminuyó
incrementó

riesgo de fracaso de producción
incrementó
disminuyó

área de producción (nuevas tierras bajo cultivo/ en uso)
disminuyó
incrementó

manejo de tierras
obstaculizado
simplificado

demanda de agua para irrigar
incrementó
disminuyó

gastos en insumos agrícolas
incrementó
disminuyó


Thorugh extensification

ingreso agrario
disminuyó
incrementó

diversidad de fuentes de ingreso
disminuyó
incrementó


possibly

disparidades económicas
incrementó
disminuyó

carga de trabajo
incrementó
disminuyó


Thorugh extensification

Impactos socioculturales
Impactos ecológicos
cantidad de agua
disminuyó
incrementó

calidad de agua
disminuyó
incrementó

escurrimiento superficial
incrementó
disminuyó

nivel freático/ acuífero
disminuyó
recargó

humedad del suelo
disminuyó
incrementó

cubierta del suelo
disminuyó
mejoró


In terms of former cropland

pérdida de suelo
incrementó
disminuyó

compactación de suelo
incrementó
disminuyó

ciclo/ recarga de nutrientes
disminuyó
incrementó


Extensive usage

materia orgánica debajo del suelo C
disminuyó
incrementó

diversidad vegetal
disminuyó
incrementó

diversidad animal
disminuyó
incrementó

diversidad de hábitats
disminuyó
incrementó

emisión de carbono y gases de invernadero
incrementó
disminuyó

Cantidad antes de MST: 15-30
Cantidad luego de MST: 0.8
Before conserv.: Ca. 15-30 tCO2eq/ha*a quantify (indicate unit) after conserv.: 0-8 tCO2equ/ha*a specify: mean reduction potential peat bogs: 15tCO2equ/ha*a; fens: 30tCO2equ/ha*a

Value for nature conservation/relevant species
reduced
improved

Impactos fuera del sitio
corriente confiable y estable fluye en estación seca (inc. caudales bajos)
disminuyó
incrementó


Perhaps

inundaciones río abajo (no deseadas)
incrementó
disminuyó

contaminación de aguas subterráneas/ de ríos
incrementó
disminuyó

capacidad de amortiguación/ filtrado (por suelo, vegetación, humedales)
disminuyó
mejoró

daño a campos de vecinos
incrementó
disminuyó


Re-wetting is only possible on larger scales

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

Depends strongly on subsidies and other incentive mechanisms as well as opportunity costs (regionally different). Further, if re-wetting is not financed by the land user the economic benefit is greater but even less as before re-wetting.

Cambio climático

Cambio climático gradual
temperatura anual incrementó

nada bien
muy bien
Extremos (desastres) relacionados al clima
tormenta de lluvia local

nada bien
muy bien
tormenta de viento

nada bien
muy bien
Respuesta: no se sabe
sequía

nada bien
muy bien
inundación general (río)

nada bien
muy bien
Otras consecuencias relacionadas al clima
periodo reducido de crecimiento

nada bien
muy bien

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
Fortalezas: punto de vista del compilador o de otra persona recurso clave
  • By re-wetting organic soil huge amounts of GHG emissions can be avoided on a relatively small area

    How can they be sustained / enhanced? Financial incentives for farmers are needed e.g. based on GHG-mitigation potential. Alternatively, areas can be bought by e.g. NGOs or government for re-wetting/ nature protection
  • Paludiculture on re-wetted soils allows an adapted agricultural land use

    How can they be sustained / enhanced? Financial incentives (e.g. subside payments) for farmers are needed
  • Extensive grassland cultivation on re-wetted soils allows an adapted agricultural land use (grazing/mowing)

    How can they be sustained / enhanced? Financial incentives (e.g. subside payments) for farmers are needed
  • The use of fertilizer and manure inputs leads to pollution of water bodies. The water quality will be enhanced by less fertilizer/manure input through this technology compared to intensive agriculture.
  • Due to the technology, higher water retention, flood prevention and biodiversity can increase compared to use of drained organic soils.
Debilidades/ desventajas/ riesgos: perspectiva del usuario de tierrascómo sobreponerse
  • On re-wetted soil land use options are very restricted due to wet soil conditions. Financial incentives for farmers are needed.
Debilidades/ desventajas/ riesgos: punto de vista del compilador o de otra persona recurso clavecómo sobreponerse
  • High opportunity cost for land users: income from intensive cropland on drained soils is higher than income from re-wetted soils with extensive land use. The technology could be economically attractive if farmers get financial incentives for applying it (re-wetting and adapted extensive usage). It would become even more attractive if no incentives were paid for e.g. maize production on drained organic soils (those incentives are actually paid if the maize is used for bioenergy production).

Referencias

Compilador
  • Johanna Fick
Editors
Revisado por
  • Fabian Ottiger
  • David Streiff
  • Alexandra Gavilano
Fecha de la implementación: 29 de julio de 2015
Últimas actualización: 1 de abril 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
  • Bonn A, et al. (2014) Klimaschutz durch Wiedervernässung von kohlenstoffreichen Böden. In: Naturkapital und Klimapolitik-Synergien und Konflikte.: Naturkapital Deutschland TEEB DE Report. Technische Universität Berlin Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung-UFZ, Berlin, Leipzig
  • Wichtmann W, Wichmann S (2011) Environmental, Social and Economic Aspects of a Sustainable Biomass Production.: Journal of Sustainable Energy & Environment, Special Issue (2011):77-81
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International