Tecnologías

Reduced tillage - Non-inversion and shallow cultivation in organic systems [Reino Unido]

Non-inversion and shallow cultivation in organic systems

technologies_5012 - Reino Unido

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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

usuario de la tierra:

Weir Callum

The National Trust

Reino Unido

Nombre del proyecto que financió la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
European Interreg project FABulous Farmers
Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
UK Centre for Ecology & Hydrology (CEH) - Reino Unido
Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
The National Trust (National Trust) - Reino Unido

1.3 Condiciones referidas al uso de datos documentados mediante WOCAT

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

1.4 Declaración de la sostenibilidad de la Tecnología descrita

¿La Tecnología aquí descrita resulta problemática en relación a la degradación de la tierra, de tal forma que no puede considerársela una tecnología sostenible para el manejo de la tierra?

No

2. Descripción de la Tecnología MST

2.1 Breve descripción de la Tecnología

Definición de la Tecnología:

Non-inversion and ‘shallow’ ploughing cultivation strategies on an organic farm, where the use of herbicides for weed control is prohibited.

2.2 Descripción detallada de la Tecnología

Descripción:

The shallow plough is used on land dominated by clay soils at an organically farmed estate, south of Cambridgeshire, UK. Previously, ‘conventional’ ploughs were used, which plough deeper than a shallow plough. However, ploughing deeper would often bring large chunks of raw clay from the subsoil to the surface. This would quickly solidify, locally referred as when the soil turns to ‘concrete’. Numerous cultivations were then required to reduce these ‘concrete’ soil chunks into a seed bed. It was a laborious, expensive task which sacrificed soil health to produce a less than satisfactory result. However, the farm still required a plough of some form as a means of weed control through inversion. As it is an organic estate, chemical sprays could not be used. A shallow plough was invested in as a way of striking the balance between overcoming the problems of creating a seedbed, but also maintaining the weed control benefits of inversion tillage. It has been very successful in reducing the input requirements, and at the same time increasing the quality of the output. Whilst shallow ploughing has challenges, such as full inversion of weeds in very dry conditions, on balance it is much better for the farming business than the previous alternative. We are able to do less damage to soil, and increase outputs which is important due to agricultural labour scarcity and smaller weather windows due to climate change.

Reduced tillage options have been a challenge to combat in organic systems where herbicides are prohibited. As such, trials of reduced tillage options have been explored. These include;
1)Non-inversion tillage where no ploughing is done and soil is cultivated to the first 100 mm.
2)Shallow ploughing where a specifically designed plough inverts soil to a depth of 125 mm, as opposed to traditional plough depths of 200 mm.

The purpose of this technology is to minimise soil disturbance to enhance the soil structure, biology and chemistry, whilst creating a seed bed and controlling weeds. The challenge on the specific site is there has been a history of annual plough, which has led to the proliferation of weeds that thrive on such systems. These include creeping thistle and common docks. As such, there was also the purpose of ‘disrupting’ the existing system in order to control these weeds. The only specific input required was a shallow plough, designed to invert soil from lower depths. For non-inversion tillage, a subsoiler and disc cultivator were used. The non-inversion tillage was done at two sites; one cereal stubble and one out of a fertility building two-year grass and clover ley.

Benefits/impacts/things land owners did/did not like:
Non-inversion tillage:
-Instead of ploughing, non-inversion tillage from the fertility ley allowed us to keep the soil structure from 2 years of grass/clover intact and in the right soil profile. We weren’t burying the friable, high-nutrient and porous top soil 200 mm under the ground and we weren’t lifting heavy, lower-aerobic soil to the surface where we wanted to plant.
-This meant that plants established quicker and we were able to drill later, despite the fields being very heavy, poorly drained fields.
-Weeds were killed, primarily through timely cultivations during a hot-spell, so that the cultivator brought roots to the surface to dry them.
-Drainage was evident after drilling as we were able to graze sheep on the wheat in March.
-Crops have tillered well and responded to nutrients.
-Establishment costs were approximately £30/ha cheaper.
-However, non-inversion tillage in cereal stubbles has not been as successful due to weed control, and whether the cheaper costs outweighs the weed burden remains to be assessed. The reason for this is not being able to cultivate during the hot weather (as this came before harvest).
-In addition, in cereal stubbles, we have seen less creeping thistles and docks, but more wild oats and cereal volunteers.

Shallow ploughing:
-Cheaper establishment costs through lower diesel usage (yet to be quantified).
-Better in many circumstances of inverting soil completely, but from a much lower depth.
-Did not bring up any large clumps of sub-soil which the conventional plough would. These result in much cultivations to break the clumps down.
-Ploughing ‘on-land’ meant that there was no smearing in the furrow from tyres.
-Lower HP requirement – 180 hp tractor ploughing 3.2 m to 125 mm on heavy land.
-Ploughing left over-winter did not require more than one cultivation before drilling as ploughed soil was friable from lower plough depth.
-That being said, there were favourable ploughing conditions in 2018. Regardless, we have sold our conventional plough because we like the shallow plough so much.

General benefits are:
-Reduced, prevented or restored land degradation
-Improved/preserved biodiversity
-Increased adaptation/resilience to climate change/extremes and its impacts
-A potential beneficial economic impact

The compilation of this SLM is a part of the European Interreg project FABulous Farmers which aims to reduce the reliance on external inputs by encouraging the use of methods and interventions that increase the farm’s Functional AgroBiodiversity (FAB). Visit www.fabulousfarmers.eu and www.nweurope.eu/Fabulous-Farmers for more information.

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:

Reino Unido

Especifique más el lugar :

Wimpole Estate

Especifique la difusión de la Tecnología:
  • distribuida parejamente sobre un área
Si la Tecnología se halla difundida homogéneamente a lo largo de un área, especifique el área que cubre (en km2):

4,0

Si se desconoce el área precisa, indique el área aproximada cubierta:
  • 1-10 km2
¿El/los sitio(s) de la Tecnología se ubica(n) en un área de protección permanente?

No

2.6 Fecha de la implementación

Indique año de implementación:

2018

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 la innovación de usuarios de tierras
Comentarios (tipo de proyecto, etc.):

Hosted on a demonstration farm, so able to take more risks. The ideas were adapted from other farmer’s ideas. Some of these principles have not been tried much in organic systems, which is why they are unique. However, they are becoming more commonplace in conventional systems.

3. Clasificación de la Tecnología MST

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

  • reducir, prevenir, restaurar la degradación del suelo
  • preservar/ mejorar biodiversidad
  • adaptarse al cambio climático/ extremos climáticos y sus impactos
  • mitigar cambio climático y sus impactos
  • crear impacto económico benéfico

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

Mezcla de tipos de uso de tierras dentro de la misma unidad de tierras: :

No


Tierras cultivadas

Tierras cultivadas

  • Cosecha anual
Cosechas anuales - Especifique cultivos:
  • cereales - otros
  • cultivos para forraje - trébol
  • cultivos para forraje - pastos
Número de temporadas de cultivo por año:
  • 1
¿Se practica el intercultivo?

¿Se practica la rotación de cultivos?

No

3.3 ¿Cambió el uso de tierras debido a la implementación de la Tecnología?

¿Cambió el uso de tierras debido a la implementación de la Tecnología?
  • No (Continúe con la pregunta 3.4)
Mezcla de tipos de uso de tierras dentro de la misma unidad de tierras: :

No

3.4 Provisión de agua

Provisión de agua para la tierra donde se aplica la Tecnología:
  • de secano

3.5 Grupo MST al que pertenece la Tecnología

  • perturbación mínima del suelo
  • manejo integrado de la fertilidad del suelo
  • diversión y drenaje de agua

3.6 Medidas MST que componen la Tecnología

medidas agronómicas

medidas agronómicas

  • A3: Tratamiento de superficie del suelo
  • A5: Manejo de semillas, variedades mejoradas
A3: Diferencie sistemas de labranza:

A 3.2: Reduced tillage (> 30% soil cover)

3.7 Principales tipos de degradación del suelo encarados con la Tecnología

erosión de suelos por viento

erosión de suelos por viento

  • Et: pérdida de capa arable
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)
deterioro físico del suelo

deterioro físico del suelo

  • Pc: compactación
degradación biológica

degradación biológica

  • Bs: reducción en la calidad y composición/ diversidad de las especies
  • Bp: incremento de pestes/ enfermedades, pérdida de depredadores
degradación del agua

degradación del agua

  • Hs: cambio en la cantidad de aguas superficiales
  • 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

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
  • reducir la degradación del suelo

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

4.2 Información general sobre el cálculo de insumos y costos

Especifique cómo se calcularon los costos e insumos:
  • por área de Tecnología
Indique tamaño y unidad de área:

4 ha

Si usa una unidad de área local, indique el factor de conversión a una hectárea (ej. 1 ha = 2.47 acres): 1 ha =:

Approx. £45/ha – about 25% less than ‘deep ploughing’

otra / moneda nacional (especifique):

GBP

Si fuera relevante, indique la tasa de cambio de dólares americanos a la moneda local (ej. 1 U$ = 79.9 Reales Brasileros): 1 U$ =:

0,82

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

£90

4.3 Actividades de establecimiento

Actividad Momento (estación)
1. Use of shallow plough After harvest

4.4 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 Person per day person day 1,0 90,0 90,0 100,0
Equipo Ovlac Shallow Plough (7+1f) (one off) 1 1,0 11000,0 11000,0 100,0
Equipo Tractor per day 1,0 180,0 180,0 100,0
Otros Diesel (120 litres per day) ltrs per day 1,0 60,0 60,0 100,0
Costos totales para establecer la Tecnología 11330,0
Costos totales para establecer la Tecnología en USD 13817,07

4.5 Actividades de establecimiento/ recurrentes

Actividad Momento/ frequencia
1. Grease plough once per week
2. change plough points once per season

4.7 Factores más determinantes que afectan los costos:

Describa los factores más determinantes que afectan los costos:

Most important factors affecting cost are decreased time spent ploughing and lower diesel cost, reducing establishment costs by £15 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:

Highest rainfall month is August, which is important as this is when cultivations need to occur. As non-inversion and shallow ploughing are faster operations, this means that cultivations can occur at more optimum times.

Zona agroclimática
  • Sub-húmeda

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

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):
  • fina/ pesada (arcilla)
Textura del suelo (> 20 cm debajo de la superficie):
  • fina/ pesada (arcilla)
Materia orgánica de capa arable:
  • elevada (>3%)
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. :

Gault clay/Hanslope clay, pH 7.5

5.4 Disponibilidad y calidad de agua

Agua subterránea:

< 5 m

Disponibilidad de aguas superficiales:

mediana

La calidad de agua se refiere a:

agua subterránea y superficial

¿La salinidad del agua es un problema?

No

¿Se está llevando a cabo la inundación del área? :

No

5.5 Biodiversidad

Diversidad de especies:
  • elevada
Diversidad de hábitats:
  • elevada

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

Sedentario o nómada:
  • Sedentario
Orientación del mercado del sistema de producción:
  • 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:
  • mecanizado/motorizado
Género:
  • hombres
Edad de los usuarios de la tierra:
  • personas de mediana edad
  • ancianos

5.7 Área promedio de la tierra usada 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

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

Tenencia de tierra:
  • individual, con título
Derechos de uso de tierra:
  • arrendamiento
  • individual
¿Los derechos del uso de la tierra se basan en un sistema legal tradicional?

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

calidad de cultivo

disminuyó
incrementó

producción de forraje

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

Crop quality before SLM not able to handle grazing, but now can graze so large increase in fodder/animal production compared to previous model

producción animal

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

Crop quality before SLM not able to handle grazing, but now can graze so large increase in fodder/animal production compared to previous model

manejo de tierras

obstaculizado
simplificado
Ingreso y costos

gastos en insumos agrícolas

incrementó
disminuyó

ingreso agrario

disminuyó
incrementó

diversidad de fuentes de ingreso

disminuyó
incrementó

carga de trabajo

incrementó
disminuyó
Otros impactos socioeconómicos

work/life balance

Impactos socioculturales

oportunidades recreativas

disminuyó
mejoró

MST/ conocimiento de la degradación del suelo

disminuyó
mejoró

Impactos ecológicos

Ciclo de agua/ escurrimiento de sedimento

cosecha/ recolección de agua

disminuyó
mejoró

escurrimiento superficial

incrementó
disminuyó

drenaje de agua en exceso

disminuyó
mejoró
Suelo

humedad del suelo

disminuyó
incrementó

cubierta del suelo

disminuyó
mejoró

pérdida de suelo

incrementó
disminuyó

encostramiento/ sellado de suelo

incrementó
disminuyó

compactación de suelo

incrementó
disminuyó

ciclo/ recarga de nutrientes

disminuyó
incrementó

materia orgánica debajo del suelo C

disminuyó
incrementó
Biodiversidad: vegetación, animales

Cubierta vegetal

disminuyó
incrementó

biomasa/ sobre suelo C

disminuyó
incrementó

especies invasoras extrañas

incrementó
disminuyó

diversidad animal

disminuyó
incrementó

especies benéficas

disminuyó
incrementó

control de pestes/ enfermedades

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

A small decrease in disease control with shallow ploughing is not as effective as inverting with a conventional plough. This is because less of the stubble from the previous crop would be inverted, creating a greater chance of disease carryover, for example Septoria nodorum blotch.

Reducción de riesgos de desastres y riesgos climáticos

impactos de inundaciones

incrementó
disminuyó

impactos de sequías

incrementó
disminuyó

6.2 Impactos fuera del sitio demostrados por la Tecnología

corriente confiable y estable fluye en estación seca

disminuyó
incrementó

inundaciones río abajo

incrementó
disminuyó

colmatación río abajo

incrementó
disminuyó

contaminación de aguas subterráneas/ de ríos

incrementó
disminuyó

capacidad de amortiguación/ filtrado

disminuyó
mejoró

sedimentos transportados por el viento

incrementó
disminuyó

impacto de gases de invernadero

incrementó
disminuyó

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 Incremento o reducción ¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
temperatura anual incrementó bien
temperatura estacional primavera incrementó bien
lluvia anual disminuyó moderadamente
lluvia estacional primavera disminuyó bien

Extremos (desastres) relacionados al clima

Desastres climatológicos:
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
tormenta de lluvia local moderadamente
tormenta local moderadamente
Desastres climatológicos
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
ola de calor moderadamente
sequía moderadamente

Otras consecuencias relacionadas al clima

Otras consecuencias relacionadas al clima
¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
período extendido de crecimiento bien
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:

positivo

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

neutral/ balanceado

Ingresos a largo plazo:

ligeramente positivo

6.5 Adopción de la Tecnología

  • casos individuales / experimentales
De todos quienes adoptaron la Tecnología, ¿cuántos lo hicieron espontáneamente, por ej. sin recibir nada de incentivos/ materiales:
  • 51-90%
Comentarios:

No govt. or private incentive for reduced tillage.

6.6 Adaptación

¿La tecnología fue modificada recientemente para adaptarse a las condiciones cambiantes?

No

6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología

Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del usuario de la tierra
Cheaper establishment costs and quicker establishment time mean it will benefit the farm in the long term as labour becomes an issue (regardless of Brexit).
Makes soil more resilient to changing weather conditions, both drier and wetter conditions.
Reduced soil carbon emissions and diesel emissions from tractor.
Better soil structure, biology and chemistry to boost yield, plus allows us to use plough sparingly as a ‘reset’ button when we really need to.
However, there is a risk to yield if not used correctly. Plus, we may solve one weed issue (thistles and docks) and move to another weed issue (cereal volunteers, blackgrass and wild oats).

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

Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del usuario de la tierra ¿Cómo sobreponerse a ellas?
We may solve one weed issue (thistles and docks) and move to another weed issue (cereal volunteers, blackgrass and wild oats). - Use dry June/July to non-invert fertility leys, allowing plough to be used as a reset button later in the rotation.
- Minimise non-inversion in cereal stubbles to cleanest crops.
Management demand to adapt technology to annual changes in conditions (not as easy as ploughing or spraying in any conditions – to do this, you must be adaptable). -Operator education
-Planning

7. Referencias y vínculos

7.1 Métodos/ fuentes de información

  • entrevistas con usuarios de tierras

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