Lines of hybrid poplar trees, 15 years old. Soil around the poplars is much drier: at a distance of around 20 m the soil is moist and covered by reeds. (Hanspeter Liniger)

Poplar trees for bio-drainage (Kirguistán)

bio-drainage, reduce salinity, favourable microclimate for for plant growth

Descripción

Poplars planted to lower the ground water table and reduce salinity where irrigation drainage systems have broken down; lucerne cultivated between the tree lines.

In irrigated areas of Central Asia, the drainage system introduced during soviet times has broken down due to lack of maintenance. As a result, water tables have been rising and soil salinity increasing. In the Chui Valley, which is the main crop production area in Kyrgyzstan, approximately 90% of the cultivated land is irrigated for wheat, maize, sugar beet, lucerne and vegetables. Of this, approximately one third (ca. 320,000 ha) is degraded due to loss of fertility, salinisation and waterlogging.
The individual initiative described here - poplar planting - has been applied on a degraded plain (about 400 m a.s.l.), under semi-arid conditions on a plot of 5 hectares. Though initially planted for timber, an important side effect was noted by the farmer in question. Poplar trees, well known for their tolerance to waterlogging and salinity, provide ‘bio-drainage’. Excess water is rapidly taken up by the root system and transpired through the dense foliage. Within the plantation the humidity level of the lower layers of air is increased, thus reducing the influence of the dry, hot winds. A more favourable microclimate for plant growth is thus created. Simultaneously the original purpose of planting - to obtain cheap timber and firewood - is achieved through the rapid growth of the trees: there is a severe shortage of wood locally.
The varieties used include the local Populus alba and Populus nigra as well as a hybrid from Kazakhstan, P. pyramidalis. The trees are planted in rows about 5 metres wide, separated by 10-15 metre strips planted with Medicago sativa (lucerne) and Bromus inermis (a grass), both of which are grown for hay (see technical drawing). Around 3,000 saplings are needed per hectare. The young poplars require irrigating during the first year before their roots can reach the water table. The trees are weeded and their lower branches pruned to encourage straight and fast growth. They are thinned twice before they are 14 years old: these thinnings can be sold. The poplars then remain until they are 20-25 years old and suitable for felling. The output of commercial timber of a poplar plantation is 3,000 m2 per hectare (1 m2 per mature tree). Slow-growing/sick trees, as well as pruned branches, are used as firewood - which can amount to 20-30 m3 per hectare. The cycle begins again after approximately 10 years, when new saplings are planted between the existing, thinned, lines of poplars. Desalinisation of the soil takes 10 years or a little longer, when it again becomes suitable for irrigated cereal cropping.

Lugar

Lugar: Besh-Terek, Chui valley,, Kirguistán

No. de sitios de Tecnología analizados:

Georreferencia de sitios seleccionados
  • 79.0, 42.0

Difusión de la Tecnología: distribuida parejamente sobre un área (0.05 km²)

¿En un área de protección permanente?:

Fecha de la implementación:

Tipo de introducción
Training in the field: a researcher explains the impact of the poplar system on the groundwater level to a group of students. (Hanspeter Liniger)
-

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
Mezcla de tipos de uso de tierras dentro de la misma unidad de tierras: Sí - Agroforestería

  • Tierras cultivadas
    • Cosecha anual: cultivos para forraje - alfalfa
    Número de temporadas de cultivo por año: 1
  • BosquesTree types: Especies de Populus
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) , Cs: salinización/ alcalinización
  • deterioro físico del suelo - Pw: encharcamiento
Grupo MST
  • manejo de plantación forestal
  • cobertura de suelo/ vegetal mejorada
Medidas MST
  • medidas agronómicas - A1: vegetación/ cubierta del suelo
  • medidas vegetativas - V1: Cubierta de árboles y arbustos

Dibujo técnico

Especificaciones técnicas
Alternating strips of poplar trees for bio-drainage, and lucerne for fodder. Drainage channels (left) are spaced at 50 metres apart.

Technical knowledge required for field staff / advisors: moderate

Technical knowledge required for land users: moderate

Main technical functions: lower ground water level, decrease waterlogging & improve soil fertility, reduce risk of salinisation

Secondary technical functions: reduction in wind speed, increased air humidity & cooling effect

Aligned: -against wind
Vegetative material: T : trees / shrubs

Trees/ shrubs species: Poplars (Populus alba, Populus nigra, P.pyramidalis)
Author: Mats Gurtner

Establecimiento/ mantenimiento: actividades, insumos y costos

Cálculo de insumos y costos
  • Los costos se calculan:
  • Moneda usada para calcular costos: USD
  • 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
n.d.
Actividades de establecimiento
  1. Set up tree nursery one year before planting: take cuttings about (Momento/ frequencia: None)
  2. Demarcate lines in field. (Momento/ frequencia: None)
  3. Dig drainage trenches in the marshy area (50 cm deep, 50 cm wide, (Momento/ frequencia: (end of summer, early autumn))
  4. Plough where seedlings of the poplars are to be planted. (Momento/ frequencia: None)
  5. Transplant tree seedlings from the nursery to the field . (Momento/ frequencia: in spring)
  6. Irrigate the seedlings by furrow for one year. (Momento/ frequencia: None)
  7. Protect the area from animals. (Momento/ frequencia: None)
  8. Plant lucerne . (Momento/ frequencia: in first year after planting of poplars)
Insumos y costos para establecimiento
Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad (USD) Costos totales por insumo (USD) % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra
All the Labour ha 1,0 350,0 350,0 100,0
Machine use ha 1,0 100,0 100,0 100,0
Animal traction ha 1,0 5,0 5,0 100,0
Equipo
Tools ha 1,0 15,0 15,0
Material para plantas
Seeds ha 1,0 20,0 20,0 1,0
Seedlings ha 1,0 350,0 350,0 1,0
Nursery ha 1,0 80,0 80,0 1,0
Costos totales para establecer la Tecnología 920.0
Costos totales para establecer la Tecnología en USD 920.0
Actividades de mantenimiento
  1. Prune lower branches of the trees to encourage tall and straight (Momento/ frequencia: None)
  2. Continue protection of the plot (because of lucerne). (Momento/ frequencia: None)
  3. Cut lucerne for hay . (Momento/ frequencia: /4 times per year)
  4. Weed control (main weeds are Chenopodium album, (Momento/ frequencia: None)
Insumos y costos de mantenimiento
Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad (USD) Costos totales por insumo (USD) % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra
All the labour ha 1,0 25,0 25,0 100,0
Equipo
Machine use ha 1,0 5,0 5,0 100,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 30.0
Costos totales para mantener la Tecnología en USD 30.0

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

Impacto

Impactos socioeconómicos
producción de forraje
disminuyó
x
incrementó


Lucerne between tree lines

calidad de forraje
disminuyó
x
incrementó


Lucerne between tree lines

producción de madera
disminuyó
x
incrementó

ingreso agrario
disminuyó
x
incrementó

carga de trabajo
incrementó
x
disminuyó

input contstraints
increased
x
decreased


Not all the farmers have enough resources for introduction of this technology (equipment,

main benefit
delayed
x
immediately


However, short-term benefit from lucerne as fodder and from firewood through pruning

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

Impactos ecológicos
drenaje de agua en exceso
disminuyó
x
mejoró

humedad del suelo
disminuyó
x
incrementó

riesgo de incendio
incrementó
x
disminuyó

velocidad de viento
incrementó
x
disminuyó

soil fertility
decreased
x
increased


Due to lucerne: 100–130 kg of N

biodiversity
diminished
x
enhanced

Impactos fuera del sitio
sedimentos transportados por el viento
incrementó
x
disminuyó

General drop of water table
decreased
x
increased

Análisis costo-beneficio

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

Ingresos a largo plazo
muy negativo
x
muy positivo

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

Ingresos a largo plazo
muy negativo
x
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%
Número de hogares y/ o área cubierta
1 household
¿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
  • Positive ecological effect: salinity and area of marshy land can be reduced and waterlogged soils reclaimed

    How can they be sustained / enhanced? Awareness raising and training of
    farmers to show the effect of poplar trees on reduction of waterlogging
    and salinisation.
  • Rapid benefit through the production of lucerne and grass. Long-term production of valuable firewood and timber (both are in short supply)

    How can they be sustained / enhanced? Show the economic benefits of additional lucerne production and timber and firewood; demonstrate marketing opportunities.
Debilidades/ desventajas/ riesgos: perspectiva del usuario de tierrascómo sobreponerse
Debilidades/ desventajas/ riesgos: punto de vista del compilador o de otra persona recurso clavecómo sobreponerse
  • The implementation of the technology is not possible for all land users due to input and labour constraints Financial support, better organisation/
    share of equipment.
  • Major benefit from timber production comes only after 25 years Create awareness about additional short-term benefits, especially firewood
    and fodder, as well as the long-term effects and the sustainability of the system.
  • Cannot be replicated by all farmers in the valley at the same density as the market for trees (timber, firewood) will be saturated, and trees can never completely take the place of irrigated food crops: nevertheless
    the benefits will extend to those growers through the drainage function of the poplars A new overall production system will have to be worked out for the region.
  • The case reported here works in its current design because of its isolated ‘island effect’: if more farmer grew poplar, the same bio-drainage effect could be achieved over the whole valley at a lower density of trees per
    unit area, implying a larger proportion of cultivable land.

Referencias

Compilador
  • Abdybek Asanaliev
Editors
Revisado por
  • David Streiff
  • Deborah Niggli
  • Alexandra Gavilano
Fecha de la implementación: 6 de junio de 2011
Últimas actualización: 9 de mayo 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
  • Budaychiev D (2002) The prospects for hybrid poplar forest plantations. Resolving problems and the strategy of reformingagrarian science. News of Kyrgyz Agrarian Academy Vol. 2, Issue 3, 4.1 Bishkek:
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International