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Passive solar greenhouses for winter commercial vegetable production [Tayikistán]

technologies_1041 - Tayikistán

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1. Información general

1.2 Detalles de contacto de las personas de referencia e instituciones involucradas en la evaluación y la documentación de la Tecnología

Persona(s) de referencia clave

Especialista MST:
Especialista MST:

Khudonazarov Artur

artur.khudonazarov@yahoo.com

Manager of the "Centre for Sustainable and Innovative Technology", a project of MSDSP

Tayikistán

Especialista MST:

Shariff Jamil

jamil.shariff@akdn.org

MSDSP

Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Kyrgyzstan Mountain Societies Development Support Programme, Aga Khan Development Network (MSDSP KG) - Kirguistán

1.3 Condiciones referidas al uso de datos documentados mediante WOCAT

¿Cuándo se compilaron los datos (en el campo)?

13/05/2011

El compilador y la/s persona(s) de referencia claves aceptan las condiciones acerca del uso de los datos documentados mediante WOCAT:

2. Descripción de la Tecnología MST

2.1 Breve descripción de la Tecnología

Definición de la Tecnología:

Passive solar greenhouses heated entirely by sunlight were established with the aim to produce vegetables for commercial use during the harsh winter conditions.

2.2 Descripción detallada de la Tecnología

Descripción:

A passive solar greenhouse is a greenhouse heated entirely by sunlight, with no additional fuel-based heating. In the Pamirs, the temperature inside these greenhouses can be kept high enough to grow vegetables throughout the year, even in winter if the greenhouse is built efficiently. Thus greenhouses can be of great use, particularly in those areas where there are continuing concerns about food security and economic development. These greenhouses were developed by GERES (Renewable Energy and Environment Group) and ICIMOD (International Centre for Integrated Mountain Development) and first tested with farmers in Ladakh, India. MSDSP adopted the idea and introduced it to the GBAO region in Tajikistan establishing 3 demonstration greenhouses in collaboration with farmers in the Shugnan district in 2010.

Purpose of the Technology: A solar greenhouse aims to trap and intensify the heating effect of solar radiation and thus enables plants to be grown that cannot be grown under the normal (outside) ambient conditions. Solar greenhouses are particularly useful in areas where there is a lot of sunshine in winter, but where the air is too cold for growing crops. The main benefits of solar greenhouses are that vegetables can be grown during the winter, helping to fulfill basic subsistence needs of people in remote areas and income generation through selling the produce.

Establishment / maintenance activities and inputs: A greenhouse is only efficient if it is constructed in the right place, in the right way, and is used properly. An efficient solar greenhouse should be designed along an east-west axis, with the length of the south face increased and angled to present the largest possible surface area to the sun, the size of the east and west facing walls reduced to minimise heat loss and provide shade inside the greenhouse, and the north wall should be heavily insulated.
The following steps are required in constructing an efficient greenhouse: (1) selecting an appropriate place: there needs to be a source of running water close to the greenhouse, solar radiation needs to be sufficient (sunrise should be before 9.30 and sunset after 3.00 pm even on the shortest days of the year), the land has to be flat and dry; (2) selecting the most appropriate design: (see manual); (3) constructing the foundation: digging a trench and filling the foundation with mud mortar; (4) preparing the floor; (5) building the double walls separated by one insulation layer; (6) making and installing an access door; (7) making and installing the wall ventilator; (8) constructing the roof; (9) making and installing the roof ventilator (shutter); (10) installing the polyethylene shutter; (11) installing night insulation.

Natural / human environment: The greenhouses were established in three villages of Shugnan district: Buni, Sokhcharv and Darmoracht. Two of these villages are located at about 2,500 metres a.s.l. and receive less than 300 mm of annual precipitation. The farmers who constructed these greenhouses are small-scale farmers with less than 0.5 ha of land available.

2.3 Fotografías de la Tecnología

2.5 País/ región/ lugares donde la Tecnología fue aplicada y que se hallan comprendidos por esta evaluación

País:

Tayikistán

Región/ Estado/ Provincia:

Tajikistan

Especifique más el lugar :

GBAO/Shugnan

2.6 Fecha de la implementación

Si no se conoce el año preciso, indique la fecha aproximada:
  • hace menos de 10 años (recientemente)

2.7 Introducción de la Tecnología

Especifique cómo se introdujo la Tecnología:
  • mediante proyectos/ intervenciones externas
Comentarios (tipo de proyecto, etc.):

2010

3. Clasificación de la Tecnología MST

3.1 Propósito(s) principal(es) de la Tecnología MST

  • mejorar la producción

3.2 Tipo(s) actuales de uso de la tierra donde se aplica la Tecnología

Tierras cultivadas

Tierras cultivadas

  • Cosecha anual
Cosechas principales (comerciales y de subsistencia):

Major food crop: Cucumbers, tomatoes, radishes, salad greens, onions

Other: In the greenhouse (for commercial purposes)

 asentamientos, infraestructura

asentamientos, infraestructura

  • Asentamientos, edificios
Comentarios:

Major land use problems (compiler’s opinion): A lack of precipitation and therefore irrigation water, soil erosion, low soil fertility (no fertilisers used or rotations), harsh climatic conditions (high altitude).

Future (final) land use (after implementation of SLM Technology): Cropland: Ca: Annual cropping

Si el uso de la tierra ha cambiado debido a la implementación de la Tecnología, indique el uso de la tierra antes de la implementación de la Tecnología.

Other: Os: Settlements, infrastructure networks

3.3 Información adicional sobre el uso de tierras

Provisión de agua para la tierra donde se aplica la Tecnología:
  • totalmente irrigada
Número de temporadas de cultivo por año:
  • 1
Especifique:

Longest growing period in days: 170Longest growing period from month to month: late April-early October

3.4 Grupo MST al que pertenece la Tecnología

  • jardines domésticos
  • greenhouse

3.5 Difusión de la Tecnología

Comentarios:

At least 3 greenhouses built in Shugnan district, each one is 50 m2 in size.

3.6 Medidas MST que componen la Tecnología

medidas agronómicas

medidas agronómicas

  • A2: materia orgánica/ fertilidad del suelo
medidas estructurales

medidas estructurales

  • S11: Otros
Comentarios:

Main measures: agronomic measures, structural measures

Type of agronomic measures: manure / compost / residues

3.7 Principales tipos de degradación del suelo encarados con la Tecnología

deterioro químico del suelo

deterioro químico del suelo

  • Cn: reducción de la fertilidad y contenido reducido de la materia orgánica del suelo (no ocasionados por la erosión)
degradación biológica

degradación biológica

  • Bq: reducción de la cantidad/ biomasa
  • Bs: reducción en la calidad y composición/ diversidad de las especies
Comentarios:

Main type of degradation addressed: Cn: fertility decline and reduced organic matter content, Bq: quantity / biomass decline, Bs: quality and species composition /diversity decline

Main causes of degradation: soil management (no application of fertilisers), deforestation / removal of natural vegetation (incl. forest fires), overgrazing, change of seasonal rainfall (decreased), droughts

Secondary causes of degradation: war and conflicts (during the civil war a lot of vegetation was cut to provide energy)

3.8 Prevención, reducción o restauración de la degradación del suelo

Especifique la meta de la Tecnología con relación a la degradación de la tierra:
  • prevenir la degradación del suelo

4. Especificaciones técnicas, actividades de implementación, insumos y costos

4.1 Dibujo técnico de la Tecnología

Autor:

GERES / ICIMOD

4.2 Especificaciones técnicas/ explicaciones del dibujo técnico

The diagram shows a greenhouse adapted to a cold climate, for greenhouses adapted to different climates please see the manual (annex 1)

GBAO

Date: 2004

Technical knowledge required for field staff / advisors: high

Technical knowledge required for land users: moderate (brochures available in Tajik)

Main technical functions: increase in organic matter, reduction in wind speed, increase of biomass (quantity), spatial arrangement and diversification of land use, production of microclimate suitable for crop growth in winter

Manure / compost / residues
Material/ species: manure is mixed with the soil to cover the floor of the greenhouse

Structural measure: greenhouse

Construction material (earth): mud

Construction material (stone): stone

Construction material (wood): wood (poplar, willow)

Construction material (other): straw, wool

4.3 Información general sobre el cálculo de insumos y costos

otra / moneda nacional (especifique):

Somoni

Indique la tasa de cambio de USD a la moneda local (si fuese relevante): 1 USD =:

4,5

Indique el costo promedio del salario de trabajo contratado por día:

9.00

4.4 Actividades de establecimiento

Actividad Tipo de medida Momento
1. Digging trench for fundament, 60 cm deep Estructurales spring
2. Put fundament using stones mixed with mud Estructurales
3. Build walls: outer layer stones (40 cm width), then insulation layer with straw or wool (10 cm), inner layer out of mudbricks (15-20 cm). Total height of wall is 1.20 m. Estructurales
4. Build doors Estructurales
5. Build wall ventilators Estructurales
6. Build roof: southfacing side put 2 layers of each 40m2 cellophane, northfacing side put woodlogs Estructurales
7. Build roof ventilators Estructurales
8. Install night insulation Estructurales

4.5 Costos e insumos necesarios para el establecimiento

Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad Costos totales por insumo % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra Digging trench for fundament, Persons/day 3,0 40,0 120,0 100,0
Mano de obra Put fundament Persons/day 10,5 40,0 420,0 100,0
Mano de obra Build walls Persons/day 30,0 40,0 1200,0 100,0
Mano de obra Build doors Persons/day 2,0 20,0 40,0 100,0
Equipo Shovels Pieces 2,0 20,0 40,0 100,0
Equipo Nails kg 3,0 10,0 30,0
Material de construcción Cellophane foil sq m 80,0 4,0 320,0
Otros Labour: Build wall ventilators Persons/day 12,0 40,0 480,0 100,0
Otros Labour: Build roof ventilators Persons/day 4,0 40,0 160,0 100,0
Otros Labour: Install night insulation Persons/day 5,0 40,0 200,0 100,0
Costos totales para establecer la Tecnología 3010,0
Si el usuario de la tierra no cubrió el 100% de los costos, indique quién financió el resto del costo:

MSDSP

Comentarios:

Duration of establishment phase: 1.5 month(s)

4.6 Actividades de establecimiento/ recurrentes

Actividad Tipo de medida Momento/ frequencia
1. Replace cellophane Estructurales when needed, every 1-2 years for bad material, 5 years for good material

4.7 Costos e insumos necesarios para actividades de mantenimiento/ recurrentes (por año)

Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad Costos totales por insumo % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra Replace cellophane Persons/day 2,0 40,0 80,0 100,0
Material de construcción Cellophane sq m 80,0 4,0 320,0 100,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 400,0
Comentarios:

The costs were calculated for the establishment of one 5x10m greenhouse.

4.8 Factores más determinantes que afectan los costos:

Describa los factores más determinantes que afectan los costos:

Apart from the cellophane cover, mainly local materials were used which did not require investments. If labour has to be paid, this is the most determinate factor, also wooden poles if they have to be bought.

5. Entorno natural y humano

5.1 Clima

Lluvia anual
  • < 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
Especificaciones/ comentarios sobre la cantidad de lluvia:

200-300 mm

Zona agroclimática
  • árida

Thermal climate class: temperate

5.2 Topografía

Pendientes en promedio:
  • 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
Zona altitudinal:
  • 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
Comentarios y especificaciones adicionales sobre topografía :

Landforms: plateau / plains, hill slopes, footslopes, valley floors

5.3 Suelos

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)
Materia orgánica de capa arable:
  • baja (<1%)
Si se halla disponible, adjunte una descripción completa de los suelos o especifique la información disponible, por ej., tipo de suelo, pH/ acidez de suelo, capacidad de intercambio catiónico, nitrógeno, salinidad, etc. :

Soil fertility is low

Soil drainage / infiltration is medium

Soil water storage capacity is medium

5.4 Disponibilidad y calidad de agua

Agua subterránea:

< 5 m

Disponibilidad de aguas superficiales:

bueno

Calidad de agua (sin tratar):

agua potable de mala calidad (requiere tratamiento)

Comentarios y especificaciones adicionales sobre calidad y cantidad de agua:

Water availability is good because area is close to river.

5.5 Biodiversidad

Diversidad de especies:
  • baja

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

Orientación del mercado del sistema de producción:
  • mixta (subsistencia/ comercial)
  • comercial/ mercado
Ingresos no agrarios:
  • menos del 10% de todos los ingresos
Nivel relativo de riqueza:
  • promedio
Individuos o grupos:
  • individual/ doméstico
Nivel de mecanización:
  • tracción animal
  • mecanizado/motorizado
Género:
  • mujeres
  • hombres
Indique otras características relevantes de los usuarios de las tierras:

Land users applying the Technology are mainly common / average land users

5.7 Área promedio de la tierra que pertenece a o es arrendada por usuarios de tierra que aplican la Tecnología

  • < 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
¿Esto se considera de pequeña, mediana o gran escala (refiriéndose al contexto local)?
  • pequeña escala

5.8 Tenencia de tierra, uso de tierra y derechos de uso de agua

Tenencia de tierra:
  • estado
  • individual, con título
Derechos de uso de tierra:
  • individual

5.9 Acceso a servicios e infraestructura

salud:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
educación:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
asistencia técnica:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
empleo (ej. fuera de la granja):
  • pobre
  • moderado
  • bueno
mercados:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
energía:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
caminos y transporte:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
agua potable y saneamiento:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
servicios financieros:
  • pobre
  • moderado
  • bueno

6. Impactos y comentarios para concluir

6.1 Impactos in situ demostrados por la Tecnología

Impactos socioeconómicos

Producción

producción de cultivo

disminuyó
incrementó

riesgo de fracaso de producción

incrementó
disminuyó

área de producción

disminuyó
incrementó
Ingreso y costos

ingreso agrario

disminuyó
incrementó

diversidad de fuentes de ingreso

disminuyó
incrementó

carga de trabajo

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

During construction of the greenhouse, 6 weeks

Otros impactos socioeconómicos

Establishment costs

high
low
Comentarios/ especifique:

high investment (400 $ for 1 greenhouse)

Impactos socioculturales

seguridad alimentaria/ autosuficiencia

disminuyó
mejoró

situación de salud

empeoró
mejoró

Livelihood and human well-being

reduced
improved
Comentarios/ especifique:

Higher income and better health through availability of vegetables in the winter

Impactos ecológicos

Otros impactos ecológicos

Creation of microclimate for growing vegetables during wintertime

reduced
improved

6.2 Impactos fuera del sitio demostrados por la Tecnología

Availability of vegetables on the market during wintertime

reduced
improved

6.3 Exposición y sensibilidad de la Tecnología al cambio climático gradual y a extremos relacionados al clima/ desastres (desde la percepción de los usuarios de tierras)

Cambio climático gradual

Cambio climático gradual
Estación tipo de cambios climáticos/ climas extremos ¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
temperatura anual incrementó bien

Extremos (desastres) relacionados al clima

Desastres climatológicos:
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
tormenta de viento no muy bien
Desastres climatológicos
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
sequía no muy bien

Otras consecuencias relacionadas al clima

Otras consecuencias relacionadas al clima
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
periodo reducido de crecimiento bien

6.4 Análisis costo-beneficio

¿Cómo se comparan los beneficios con los costos de establecimiento (desde la perspectiva de los usuarios de tierra)?
Ingresos a corto plazo:

ligeramente positivo

Ingresos a largo plazo:

muy positivo

¿Cómo se comparan los beneficios con los costos de mantenimiento/ recurrentes (desde la perspectiva de los usuarios de tierra)?
Ingresos a corto plazo:

ligeramente positivo

Ingresos a largo plazo:

muy positivo

Comentarios:

Income revenues from vegetables are high, during one winter season two yields of vegetables can be planted.

6.5 Adopción de la Tecnología

  • casos individuales / experimentales
Si tiene la información disponible, cuantifique (número de hogares y/o área cubierta):

3 households

De todos quienes adoptaron la Tecnología, ¿cuántos lo hicieron espontáneamente, es decir, sin recibir incentivos/ pagos materiales?
  • 0-10%
Comentarios:

100% of land user families have adopted the Technology with external material support

3 land user families have adopted the Technology with external material support

There is a strong trend towards spontaneous adoption of the Technology

Comments on adoption trend: many land users who have seen the demonstration greenhouses want to start constructing their own.

6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología

Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del usuario de la tierra
The materials are locally available (mud,
wood, straw, stone), except for the transparent
cover sheet

How can they be sustained / enhanced? Some traders should start providing transparent foil
Using the available construction manual it can be constructed by local builders

How can they be sustained / enhanced? The local builders still need to be advised by specialists
The cost can be recouped in less than
three years if the production is well-managed
and the products sold
Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave
Vegetable production during wintertime and diversified food production all year round

How can they be sustained / enhanced? Farmers should have access to microloan organisations in order to be able to invest in building greenhouses (initial investments are relatively high)
Availability of vegetables during wintertime, otherwise they have to be brought in from the capital (600 km by road) which makes them very expensive

How can they be sustained / enhanced? Greenhouses should be distributed over the whole of GBAO in order to ensure local availability of crops, because during wintertime transport might be a big problem
Income opportunity

How can they be sustained / enhanced? Better access to markets would improve profitability
Minimal heat loss, heat is stored during the day time and released at night

How can they be sustained / enhanced? The greenhouse and should be constructed in a very careful and exact manner in order to make sure that the inside temperature can be well regulated
Adequate air circulation and prevention of crop damage by overheating, through installation of manually operated ventilators in walls and roof

How can they be sustained / enhanced? Farmers need access to specialists who will help them in designing greenhouses appropriate to the prevailing ecological conditions

6.8 Debilidades/ desventajas/ riesgos de la Tecnología y formas de sobreponerse a ellos

Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Comparatively expensive, about 400 USD have to be invested for the construction of one greenhouse The increased revenues from selling the produced vegetables can help cover the initial investment
Comparatively time consuming to build compared to conventional greenhouses in the area, one greenhouse needs about 6 weeks to be constructed Plastic poles could be used instead of wooden ones
No good quality cellophane foil is available in this area, therefore it has to be replaced every 1-2 years Instead of cellophane plexiglas could be used which is stronger.

7. Referencias y vínculos

7.2 Vínculos a las publicaciones disponibles

Título, autor, año, ISBN:

Stauffer, Vincent. Solar Greenhouses for the Trans-Himalayas. Kathmandu, ICIMOD / Aubagne, GERES 2004.

¿Dónde se halla disponible? ¿Costo?

http://books.icimod.org/index.php/search/publication/93

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