Chisel machine (National Research and Development Institute for Soil Science, Agrochemistry and Environment (ICPA) - Romania)

Non-inversion tillage for arable land (Romania)

Descripción

Soil tillage with chisel, non-inversion of furrow, 28 cm depth of tillage implemented.

The technology is applied in Braila region and is located in north-eastern part of Romanian Plain. It has an agricultural area of 387,646 ha (of which 350,001 ha are arable land), and has specific geomorphologic, hydrological and climatic conditions which need to use ameliorative agricultural systems. Within Braila County are distinguished the following relief units: Calmatui Plain, part of the Braila Plain (51% from County area) and the Floodplains of Danube (Big Island of Braila), Siret, Buzau and Calmatui rivers (49% from County area).
Braila Plain is characterized by a specific micro-relief of Baragan type with large floodplains, poorly fragmented, with altitudes ranging between 20-25 m in the east part and 35-40 m to the west part, with soils mainly of chernozem type, formed on loess and loess deposits and which shows numerous small depression areas. Floodplains, areas adjacent to Danube, Siret, Buzau and Calmatui rivers are located at lower altitudes, ranging between 2-4 m and 13-15 m and are characterized by the presence of alluvial soils formed on river-limnic and alluvial deposits, with alternating of layers with different textures. According to United Nations Convention to Combat Desertification, Braila County is located in arid region with an average annual temperature of 10.9°C, long-term average annual precipitations (P) of 447 mm, potential evapotranspiration (ETP) of 705 mm (750-800 mm in dry years) and an average climatic water deficit of 258 mm (350-400 mm in dry years). The biophysical aridity index (P/ETP = 0.50-0.65) places the Braila region in area with moderate risk to desertification. Both intensive and extensive farming systems are practiced within Braila County. Intensive agriculture, characterized by high inputs and yield levels, is realized on large vegetal farms. On the other hand, extensive agriculture, with low input and yield levels, is practiced by farmers on small vegetal farms, and is so-called the semi-subsistent agriculture.
The chisel tillage technology is an agronomic measure, that is practiced on medium to large farms (from 50 ha to more than 1000 ha in size) within the North-Eastern part of the Romanian Plain. Over the past years some farmers have changed the farming system from conventional to reduced or conservation tillage. The most important characteristic of the technology is that the farmers do not invert the furrow during the main soil tillage operation. Also the soils are covered by plant residues (cereals straw and maize stalk chopped) on 30% of soil surface. In this way, in the long term, the soils remain protected from destructive factors, as e.g. erosive rainfalls, increases soil water retention capacity, and with this water availability and infiltration rate increase. The technology is applied on arable land with annual crops. The advantage of the tillage by chisel is that it leaves a higher surface roughness and is less destructive to soil aggregates.
The technology is applied on flat Fluvisols and Chernozems. The soil depth is very deep, the texture is in the medium class within the whole profile and the organic matter content is in medium range (1-3 %). The technology was firstly applied within a research project by the Agricultural Research and Development Station of Braila (ARDS Braila) and later was adopted by some land users within the area. The chisel equipment is usually bought by land users which have big vegetal farms. However, the equipment may be borrowed/leased by other land users from neighborhood.
In the land user's view, the strengths of the technology are as follows: positive effects on soil structure, biodiversity and soil water conservation, is a simple agricultural technique. In addition, the weaknesses of the technology reported by the land user might be: high investment costs for buying new agricultural machinery which can be met by renting from other farmers/agricultural contractors, new technology requires greater skill of the farmer which can be countered by further education and training, and sometimes soil surface neuniformity which can be prevented by additional tillage.

Lugar

Lugar: Braila, Braila, Romania

No. de sitios de Tecnología analizados: 2-10 sitios

Georreferencia de sitios seleccionados
  • 27.58103, 45.39616

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

¿En un área de protección permanente?:

Fecha de la implementación: 10-50 años atrás

Tipo de introducción
A view of the soil tillage with chisel in the field (National Research and Development Institute for Soil Science, Agrochemistry and Environment (ICPA) - Romania)

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: cereales - maíz, cereales - trigo (invierno), cultivos de semillas oleaginosas - girasol, colza, otros
    Número de temporadas de cultivo por año: 1
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 físico del suelo - Pu: pérdida de la función bioproductiva a causa de otras actividades
Grupo MST
  • perturbación mínima del suelo
Medidas MST
  • medidas agronómicas - A3: Tratamiento de superficie del suelo (A 3.2: Reduced tillage (> 30% soil cover))

Dibujo técnico

Especificaciones técnicas
Soil tillage by chisel is done usually by two passes (one pass replace the ploughing and the second pass is done before plant sowing). The main advantage of this technology is that after plant sowing, around 30 % of the soil surface is covered by plant residues from the previous crop which were left on the soil surface. In this way, the water is preserved in soil and the infiltration rate is improved. Also the soil loosening may be done on the whole soil rooting depth.
Dimensions of the chisel implements are as follows: working width - 4 m; number of implements: 13; working depth: 15 - 40 cm; the implement slope angle: 27 degrees; the distance between implements: 30 cm.

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: USD
  • Tasa de cambio (a USD): 1 USD = 4.12
  • Costo promedio por día del sueldo de la mano de obra contratada: 17.60 USD
Factores más determinantes que afectan los costos
Costs are mostly affected by input costs (e.g. seeds, biocides). Costs do not include chisel equipment because the farmer rely on borrowing/leasing the equipment from other land users or agricultural contractors from the neighboring area.
Actividades de establecimiento
n.a.
Actividades de mantenimiento
  1. non-inversion tillage by chisel (Momento/ frequencia: annually)
Insumos y costos de mantenimiento (per 1 hectare)
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
driving tractor with chisel implement person-days 0,5 17,6 8,8 100,0
Equipo
chisel plough machinery machine-hours 3,0 20,2 60,6 100,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 69.4
Costos totales para mantener la Tecnología en USD 16.84

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
Promedio anual de lluvia en mm:447.0
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
x
bueno
educación

pobre
x
bueno
asistencia técnica

pobre
x
bueno
empleo (ej. fuera de la granja)

pobre
x
bueno
mercados

pobre
x
bueno
energía

pobre
x
bueno
caminos y transporte

pobre
x
bueno
agua potable y saneamiento

pobre
x
bueno
servicios financieros

pobre
x
bueno

Impacto

Impactos socioeconómicos
manejo de tierras
obstaculizado
x
simplificado


The main advantage of the soil tillage by chisel is that the energy consumption is reduced, especially the fuel and labour are reduced.

gastos en insumos agrícolas
incrementó
x
disminuyó


The chisel equipments are expensive.

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


Knowledge about this technology can be also obtained by farmers from the Agricultural Research and Development Station of Braila .

Impactos ecológicos
humedad del suelo
disminuyó
x
incrementó


The plant residues from soil surface prevent the soil water loss by evaporation.

materia orgánica debajo del suelo C
disminuyó
x
incrementó


Leaving the plant residues from the previous crop at the soil surface can improve the soil organic matter content.

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


Leaving the plant residues from the previous crop at the soil surface has beneficial impact on soil fauna.

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

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

Cambio climático gradual
temperatura anual incrementó

nada bien
x
muy bien
lluvia anual disminuyó

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

nada bien
x
muy bien
sequía

nada bien
x
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
  • The technology has positive effects on soil structure and biodiversity.
  • The technology has positive effects on soil water conservation.
  • The technology is a simple agricultural technique.
Fortalezas: punto de vista del compilador o de otra persona recurso clave
  • The technology can be adapted and used under climate changes extremes.
Debilidades/ desventajas/ riesgos: perspectiva del usuario de tierrascómo sobreponerse
  • High investment costs for buying new agricultural machinery agricultural contractors
  • New technology requires greater skill of the farmer education, training
  • Sometimes soil surface neuniformity additional tillage
Debilidades/ desventajas/ riesgos: punto de vista del compilador o de otra persona recurso clavecómo sobreponerse
  • The farmer's mentality from local area towards conservation agriculture is constraining the adoption of the system by other farmers. continuous demonstration and dissemination about benefits of the technology

Referencias

Compilador
  • Olga Vizitiu
Editors
Revisado por
  • Ursula Gaemperli
  • Gudrun Schwilch
  • Nina Lauterburg
  • Alexandra Gavilano
Fecha de la implementación: 18 de julio de 2017
Últimas actualización: 14 de junio 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
  • "Lucrarea conservativa a solului intre traditie si perspectiva in agricultura durabila" (Conservative tillage of soil between tradition and perspective in sustainable agriculture), Elisabeta Dumitru et. al., 2005, ISBN 973-86587-9-9.:
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