Drip irrigation under plastic mulch for cotton production in Xinjiang province, China [China]
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- Revisores: David Streiff, Deborah Niggli
膜下滴灌 (Chinese)
technologies_1305 - China
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- Drip irrigation under plastic mulch for cotton production in Xinjiang province, China: 9 de marzo de 2017 (inactive)
- Drip irrigation under plastic mulch for cotton production in Xinjiang province, China: 9 de marzo de 2017 (inactive)
- Drip irrigation under plastic mulch for cotton production in Xinjiang province, China: 4 de abril de 2018 (inactive)
- Drip irrigation under plastic mulch for cotton production in Xinjiang province, China: 13 de marzo de 2019 (public)
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Expandir todo Colapsar todos1. 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:
Müller Joachim
+49 711 459-22490
joachim.mueller@uni-hohenheim.de
University of Hohenheim
Alemania
Especialista MST:
Zia-Kahn Shamaila
+49 711 459-23119
shamaila.zia@uni-hohenheim.de
University of Hohenheim
Alemania
Especialista MST:
Nombre del proyecto que financió la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Sustainable Management of River Oases along the Tarim River, China (SuMaRiO / GLUES)Nombre del proyecto que financió la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Book project: Making sense of research for sustainable land management (GLUES)Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Universität Hohenheim - Alemania1.3 Condiciones referidas al uso de datos documentados mediante WOCAT
¿Cuándo se compilaron los datos (en el campo)?
14/05/2015
El compilador y la/s persona(s) de referencia claves aceptan las condiciones acerca del uso de los datos documentados mediante WOCAT:
Sí
2. Descripción de la Tecnología MST
2.1 Breve descripción de la Tecnología
Definición de la Tecnología:
Drip irrigation under plastic mulch, associated with drainage, to reduce water demand and improve cotton yields in Xinjiang Province, China.
2.2 Descripción detallada de la Tecnología
Descripción:
The dry climate and the long hours of sunshine make Xinjiang especially suitable for production of high quality cotton, and as a result some 40% of China’s cotton is grown here. But there are two main problems: shortage of water and salinization of the soil. Farmers who use the traditional flood irrigation method, and don’t have a drainage system, tend to abandon their fields when they become too saline - and then they look for new land to cultivate. A combination of mulching and drip irrigation can be very effective but still needs careful management. Drip irrigation helps to save water for farmers - and for the environment. But it is still very important to install a drainage system to dispose of surplus water in order to reduce the risk of salinization of the soils. Every four cotton rows are covered with transparent polyethylene film and as a result approximately 80% of the ground surface is covered by the plastic mulch. Plastic mulch and drip lines are placed with a specially equipped tractor.
Purpose of the Technology: Low temperatures and dry soil at sowing, in combination with soil salinity, hinder early plant growth. Plastic mulching increases soil temperature, reduces the need for irrigation, and also helps control salinity in the root zone and suppresses weeds, thereby increasing yields by 10–30% (and improving quality also) (Wang, R. et al., 2011). In the first stages after sowing the climate is particularly cold. With plastic mulching the cotton plants can be sown earlier, because the soil will not cool down during the night as much as without plastic mulch.
Establishment / maintenance activities and inputs: For the establishment of the new technology of drip irrigation under plastic mulch, it is simultaneously essential to install a drainage system to avoid raising the groundwater level and causing salinity. For the installation of the drip lines, the transparent plastic film and the seeding, a tractor and a special tool for the installationis needed: one acre can be installed in a day. After the emerging of the cotton plants, holes must be cut in the plastic film so that the cotton plants can emerge. After harvesting, the drip lines and the plastic film must be collected and recycled. If the plastic is left behind it will pollute the soils and injure livestock if they eat it. Furthermore plastic residues in the soil can reduce subsequent yields, as roots are physically inhibited. After the collection of the plastic residues, if there is no adequate drainage system, the field needs to be flooded to flush the salt layer, which has accumulated below the root zone, deeper into the soil. If the field is not flooded the salt will negatively affect the next years’ cotton plantation.
Natural / human environment: Southern Xinjiang is an arid region with 50 to 90 mm per year. Most precipitation occurs between June and August. It is classified as a temperate cold desert climate. For drip irrigation under plastic mulch, it is principally surface water that is used, which is delivered to the field via channels from reservoirs to the fields. The reservoirs are filled in summer with the floods along the Tarim River. The untreated surface water is of poor quality - for agricultural use only. For drip irrigation, the water needs to be treated to avoid blocking the drip outlets. The overall technology is expensive, and only land user groups and communities can afford the machines and the materials.
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:
China
Región/ Estado/ Provincia:
China / Xinjiang Province
Especifique más el lugar :
Tarim River Basin
Map
×2.6 Fecha de la implementación
Si no se conoce el año preciso, indique la fecha aproximada:
- 10-50 años atrás
2.7 Introducción de la Tecnología
Comentarios (tipo de proyecto, etc.):
It is not clear how the technology was invented.
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
- Cosecha anual
- Cosecha de árboles y arbustos
Cosechas principales (comerciales y de subsistencia):
major cash crop: cotton
major food crop: wheat
other: fruit trees
Comentarios:
Major land use problems (compiler’s opinion): Water use conflicts between agriculture and natural vegetation, soil salinization, desertification.
Major land use problems (land users’ perception): Soil salinization and water shortage.
Future (final) land use (after implementation of SLM Technology): Cropland: Ca: Annual cropping
Livestock is grazing on crop residues
Constraints of wastelands / deserts / glaciers / swamps: water availability, evaporation
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.
Forests / woodlands: Fn: Natural
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: 220Longest growing period from month to month: March to October with irrigation
3.4 Grupo MST al que pertenece la Tecnología
- cobertura de suelo/ vegetal mejorada
- diversión y drenaje de agua
3.5 Difusión de la Tecnología
Especifique la difusión de la Tecnología:
- distribuida parejamente sobre un área
Si la tecnología se halla difundida homogéneamente en un área, indique el área aproximada que cubre:
- > 10,000 km2
Comentarios:
It might be used also in other provinces. But this not known to the author.
3.6 Medidas MST que componen la Tecnología
medidas agronómicas
- A1: vegetación/ cubierta del suelo
medidas de manejo
- M2: Cambio de gestión/ nivel de intensidad
- M4: Cambios significativos en la programación de las actividades
- M6: Manejo de desperdicios (reciclado, reutilización o reducción)
Comentarios:
Main measures: management measures
Secondary measures: agronomic measures
Type of agronomic measures: mulching
3.7 Principales tipos de degradación del suelo encarados con la Tecnología
deterioro químico del suelo
- Cs: salinización/ alcalinización
deterioro físico del suelo
- Pw: encharcamiento
degradación del agua
- Ha: aridificación
Comentarios:
Main type of degradation addressed: Cs: salinisation / alkalinisation, Ha: aridification
Secondary types of degradation addressed: Pw: waterlogging
Main causes of degradation: soil management (Most fields have no drainage - Increase of groundwater - salinization of soils), crop management (annual, perennial, tree/shrub) (cotton monoculture), deforestation / removal of natural vegetation (incl. forest fires) (Deforestation to gain new arable land), over abstraction / excessive withdrawal of water (for irrigation, industry, etc.), wind storms / dust storms (Dust storms, blow out of top soil), droughts (It is an arid climate), population pressure (Doubling of population during the last thirty years.), land tenure (Land belongs to the state), poverty / wealth (Family farmers are poorer than city dwellers), education, access to knowledge and support services (Poorer farmers have less access to extension services.)
Secondary causes of degradation: industrial activities and mining (There is oil production in the region, but it was not studied), discharges (point contamination of water) (Non-point source pollution and drainage water discharge from the fields.), disturbance of water cycle (infiltration / runoff) (use of surface and ground water for large scale irrigation), floods (Floods are necessary for the region (riparian forests))
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:
- reducir la degradación del suelo
Comentarios:
Main goals: mitigation / reduction of land degradation
4. Especificaciones técnicas, actividades de implementación, insumos y costos
4.1 Dibujo técnico de la Tecnología
4.2 Especificaciones técnicas/ explicaciones del dibujo técnico
There are double rows of cotton 20 cm apart, with a drip line between. 40 cm then separates each double row. Two double rows are covered by one length of plastic mulch. There is a small strip of bare soil between each length of plastic mulch. Mulch covers around 80% of the soil surface.
Location: Korla City. Xinjiang Province / China
Technical knowledge required for field staff / advisors: moderate (For the easy and fast installation a tractor is needed)
Technical knowledge required for land users: moderate
Main technical functions: improvement of ground cover, increase of biomass (quantity), increase of water use efficiency
Secondary technical functions: improvement of surface structure (crusting, sealing), increase / maintain water stored in soil
Mulching
Material/ species: transparent plastic (Polyethylene), thickness: 0.08 mm
Quantity/ density: 7100 m/ha
Remarks: 1.4 m width in lines with spacing of 20 cm between lines
Change of land use practices / intensity level: Change from flood irrigation to drip irrigation
Major change in timing of activities: Plastic mulch enables early sowing of cotton
4.3 Información general sobre el cálculo de insumos y costos
Especifique la moneda usada para calcular costos:
- dólares americanos
Indique el costo promedio del salario de trabajo contratado por día:
1
4.4 Actividades de establecimiento
Actividad | Tipo de medida | Momento | |
---|---|---|---|
1. | Tractor | ||
2. | Drip line installation, plastic mulch and seeding tool | Agronómicas | At sowing |
3. | Making holes for the (cotton) plants in the plastic mulch.Maintaining hoses | Agronómicas | After emerging |
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 | Drip line installation | ha | 1,0 | 3,0 | 3,0 | 100,0 |
Mano de obra | Machine use | ha | 1,0 | 5,0 | 5,0 | 100,0 |
Equipo | Tractor | Piece | 1,0 | 5000,0 | 5000,0 | 100,0 |
Material para plantas | seeds | kg | 30,0 | 3,0 | 90,0 | |
Material de construcción | Plastic mulch | 1,0 | 32,0 | 32,0 | 50,0 | |
Material de construcción | Black dripe lines | Set | 1,0 | 380,0 | 380,0 | 50,0 |
Costos totales para establecer la Tecnología | 5510,0 |
Comentarios:
Duration of establishment phase: 0.33 month(s)
4.6 Actividades de establecimiento/ recurrentes
Actividad | Tipo de medida | Momento/ frequencia | |
---|---|---|---|
1. | Ploughing and leveling of field. | Agronómicas | Before sowing |
2. | Irrigation | ||
3. | Removal of the drip lines and the plastic mulch |
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 | Collecting mulch | ha | 1,0 | 5,0 | 5,0 | 98,0 |
Fertilizantes y biocidas | Irrigation and flooding water | 1,0 | 8,0 | 8,0 | 100,0 | |
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología | 13,0 |
Comentarios:
Machinery/ tools: tractor with installation tool for the drip irrigation under plastic mulch, other tools: hoe
The costs for the machine, the plastic hoses and the plastic mulch are calculated above are for 1 ha and were calculated on the basis of 2013 (subsequently costs have risen). Water price: 0.019 CNY/m3. Farmers need 3000 m3 per ha.
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:
90 mm per year. Jan, Feb, Apr and May: 3 mm; Mar, Sept: 5 mm; Jun: 33 mm; Jul: 18 mm; Oct: 0 mm; Dec: 8 mm
Zona agroclimática
- árida
Thermal climate class: temperate. cold desert climate
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
Indique si la Tecnología se aplica específicamente en:
- no relevante
Comentarios y especificaciones adicionales sobre topografía :
Altitudinal zone: altitudes of 800 to 1300 meters
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)
- mediana (limosa)
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: low - medium
Soil drainage / infiltration: medium
Soil water storage capacity: medium high
5.4 Disponibilidad y calidad de agua
Agua subterránea:
5-50 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:
Ground water table: also < 5 m and the installation of drip irrigation under plastic mulch should be installed with a drainage system. If the groundwater table is too high salinisation of the soil will be the result
Availability of surface water: For the drip irrigation under plastic mulch mostly surface water is used. It is diverted by channels to the agricultural fields. There must be a good water availability at the fields.
Water quality (untreated): For the drip irrigation under plastic mulch the water quality must be quite high, otherwise the small holes of the drip lines will be blocked soon.
5.6 Las características de los usuarios de la tierra que aplican la Tecnología
Orientación del mercado del sistema de producción:
- comercial/ mercado
Ingresos no agrarios:
- menos del 10% de todos los ingresos
Nivel relativo de riqueza:
- rico
- muy rico
Individuos o grupos:
- grupos/ comunal
Nivel de mecanización:
- trabajo manual
Género:
- hombres
Indique otras características relevantes de los usuarios de las tierras:
Land users applying the Technology are mainly common / average land users
Difference in the involvement of women and men: Man are doing the earth works in the fields, women do more the harvesting
Population density: 10-50 persons/km2
Annual population growth: > 4%; 7%
5% of the land users are very rich and own 10% of the land (income from large fields of cash crops).
20% of the land users are rich and own 30% of the land (income from cash crops (fruits, cotton)).
40% of the land users are average wealthy and own 30% of the land (income from cash crops (fruits, cotton)).
30% of the land users are poor and own 20% of the land.
5% of the land users are poor and own 10% of the land.
Off-farm income specification: Farmers who have not implemented the drip irrigation under plastic mulch also generate off-farm income.
Manual labour: harvesting
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)?
- escala mediana
Comentarios:
5-15 ha: state farms
< 0.5 ha: family farmers
5.8 Tenencia de tierra, uso de tierra y derechos de uso de agua
Tenencia de tierra:
- estado
Derechos de uso de tierra:
- comunitarios (organizado)
- arrendamiento
Derechos de uso de agua:
- comunitarios (organizado)
- arrendamiento
Comentarios:
All the land belongs to the state. Farmers have the right to use the land for 70 years.
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
Comentarios/ especifique:
15% of more cotton yield
Disponibilidad y calidad de agua
demanda de agua para irrigar
Ingreso y costos
gastos en insumos agrícolas
Impactos socioculturales
situación de grupos en desventaja social y económica
Livelihoods and human well-being
Impactos ecológicos
Ciclo de agua/ escurrimiento de sedimento
evaporación
Suelo
cubierta del suelo
pérdida de suelo
salinidad
Otros impactos ecológicos
salinization below root zone
6.2 Impactos fuera del sitio demostrados por la Tecnología
disponibilidad de agua
sedimentos transportados por el viento
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 lluvia local | no muy bien |
tormenta de viento | bien |
Desastres climatológicos
¿Cómo es que la tecnología soporta esto? | |
---|---|
sequía | bien |
Desastres hidrológicos
¿Cómo es que la tecnología soporta esto? | |
---|---|
inundación general (río) | 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 negativo
Ingresos a largo plazo:
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 negativo
Ingresos a largo plazo:
positivo
6.5 Adopción de la Tecnología
Si tiene la información disponible, cuantifique (número de hogares y/o área cubierta):
No number on households
Comentarios:
100% of land user families have adopted the Technology with external material support
Comments on acceptance with external material support: The government gives subsidies to the farmers who are installing the drip irrigation under plastic mulch.
There is a little trend towards spontaneous adoption of the Technology
Comments on adoption trend: The government want to spread the technology in the whole region by giving subsidies to the farmers.
6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología
Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del usuario de la tierra |
---|
helps to save water thus saves costs. How can they be sustained / enhanced? It is subsidies by the government. |
Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave |
---|
It helps to save water during the vegetation period and thus helps to reduce the conflicts between the upstream and downstream farmers. How can they be sustained / enhanced? The technology (drip + mulch) needs to be supplemented by installing a drainage system in the fields otherwise there will be a build-up of salinity and farmers will abandon land and move on. |
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? |
---|---|
Salinization of the soils is increasing The consequence is that the fields are flooded after harvest in November/December to leach out the salt. The water used for drip irrigation plus the water to flush the salts to lower soil layers add up to almost the same amount as if farmers were using the original flood irrigation technology. | drainage system in the fields required. |
7. Referencias y vínculos
7.2 Vínculos a las publicaciones disponibles
Título, autor, año, ISBN:
Zia-Khan,S., Spreer, W., et al. Effect of dust deposition on stomatal conductance and leaf temperature of cotton in Northwest China.
¿Dónde se halla disponible? ¿Costo?
Water 2015, 7, 116-131; doi: 10.3390/w7010116. www.mdpi.com/journal/water open access.
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