The picture shows the farmer steering in the 1,000 liters collection tank for the waste at the kraal (Amon Aine)

BANANA PLANTATION INTEGRATED FERTILIZER-IRRIGATION TECHNOLOGY (Ouganda)

Okushukyerera na okuteka amasha omurutokye

Description

The irrigation fertilizer system is an innovation designed to distribute manure and water in a banana plantation. A kraal (livestock zero grazing shed) with a cow dung reservior, set up uphill and connected with pipes to deliver diluted cow dug to a banana plantation downslope. This reduces the labor required for waste management at the Kraal while maintainig soil fertility.

The Kraal (livestock zero grazing shed) was initially designed with a waste management system to hold cow dug in a reservoir for 1 to 2 months before being used in a 2-acre garden as manure. However, the farmer faced challenges transporting and distributing manure to the garden which was tedious and time wasting.

The dung from 4 cows is first mixed with water at a ratio of 1 (dung): 3 (water) as it drains into the reservoir producing approximately 1,500 litres of liquid manure monthly. Therefore, a pipe outlet was devised at the base of the cow dung reservoir to transport the waste 50m down-slope into 3 other reservoirs (each 2×1×1m, l×w×h) evenly distributed within the garden. These reservoirs store the liquid manure until the farmer wishes to fertilize the garden.

The garden preparation starts with clearing the weeds and then excavating small trenches that direct the flow of the liquid manure to any direction of interest in the garden. At different points along the flow in the trenches, the farmer opens tributaries leading to pits dug at least 0.75 m away from the banana plantains of interest. The pits made are normally approximately of 12.5 litres capacity. The trenches, tributaries and pits are then covered with soil after a day. This integrated fertilizer-irrigation system can only be possible on farms established on a gently sloping terrain. To set up the system one must have an animal house or any other source of animal dung uphill. The source must be able to provide enough dung to sustain the gardens established downhill.

Alternatively, the system can also be set up with a biogas plant replacing the cow dung reservoir to produce biogas for domestic energy supply and the slurry being used as manure. In case of such modification, the biogas should be set up at a slightly elevated position to give the liquid digestate a gravity force to flow to the garden. A foundation is excavated and a mixing chamber (50 litres capacity) constructed at some distance away from the farm house as well as 3 reservoirs to store the digestate (of a capacity at least 400 litres each) sited in the garden. An outlet pipe is fixed at the bottom of the mixing chamber through which the slurry can be channelled into the garden after the fermentation process producing biogas has stopped.

The construction process of the system without the biogas plant cost the farmer labour worth USD $ 13.44, construction materials were USD $ 251.04 and equipment USD $ 32.25. According to the farmer, the system is averagely expensive in the short run but profitable in the long run.

The system eases waste management and reduces costs of labour. The farmer, over the last 3 seasons realized improvement in the number of banana bunches harvested from averagely 50 to 60 bunches per month. The bunch weight also increased from 8-15Kg to 10-25Kg on average which is important for food security and livelihood.

The impacts of drought on the plantation have reduced compared to the time before adopting the technology. The farmer recommends upscaling since it is easy to manage, it improves productivity and is environment friendly. The major challenge is lack of enough cow dung supply from the kraal and scarcity of water in the dry season. A rainwater harvest system may be constructed to collect and provide water for diluting the cowdung.

Lieu

Lieu: Rwentuha T/C , Kitwe, Wester Uganda, Bushenyi, Ouganda

Nbr de sites de la Technologie analysés: site unique

Géo-référence des sites sélectionnés
  • 30.26895, -0.54969

Diffusion de la Technologie: répartie uniformément sur une zone (approx. < 0,1 km2 (10 ha))

Date de mise en oeuvre: 2016

Type d'introduction
The photo shows a a tributary trench leading the liquid manure to one side of the banana plantation. (Amon Aine)

Classification de la Technologie

Principal objectif
  • améliorer la production
  • réduire, prévenir, restaurer les terres dégradées
  • préserver l'écosystème
  • protéger un bassin versant/ des zones situées en aval - en combinaison avec d'autres technologies
  • conserver/ améliorer la biodiversité
  • réduire les risques de catastrophes
  • s'adapter au changement et aux extrêmes climatiques et à leurs impacts
  • atténuer le changement climatique et ses impacts
  • créer un impact économique positif
  • créer un impact social positif
L'utilisation des terres

  • Mixte (cultures/ pâturages/ arbres), incluant l'agroforesterie - Agro-sylvo-pastoralisme

Approvisionnement en eau
  • pluvial
  • mixte: pluvial-irrigué
  • pleine irrigation

Nombre de période de croissance par an: 2
Utilisation des terres avant la mise en oeuvre de la Technologie: sans objet
Densité d'élevage/ chargement: sans objet

But relatif à la dégradation des terres
  • prévenir la dégradation des terres
  • réduire la dégradation des terres
  • restaurer/ réhabiliter des terres sévèrement dégradées
  • s'adapter à la dégradation des terres
  • non applicable
Dégradation des terres traité
  • dégradation chimique des sols - Cn: baisse de la fertilité des sols et réduction du niveau de matière organique (non causée par l’érosion)
  • dégradation physique des sols - Pu: perte de la fonction de bio-production en raison d’autres activités
  • dégradation hydrique - Hp: baisse de la qualité des eaux de surface, Hq: baisse de la qualité des eaux souterraines
Groupe de GDT
  • gestion intégrée cultures-élevage
Mesures de GDT
  • structures physiques - S3: Fossés étagés, canaux, voies d'eau, S5: Barrages/retenues, micro-bassins, étangs, S7: Collecte de l'eau/ approvisionnent en eau/ équipement d'irrigation
  • modes de gestion - M3: Disposition/plan en fonction de l'environnement naturel et humain

Dessin technique

Spécifications techniques
The cowdung reservior of 2 cubic meters (with a capacity of 2000 litre slurry per month). A doom plastic pipe outlet at the bottom of the reservoir drains into the hand dug channels. Trenches of about 0.25 m diameter are constructed to directly drain the flow of the liquid waste to any direction of interest in the plantation. At different points along, tributaries are made leading to points atleast 0.75 m away from the foot of the banana plant. When the trenches fill up, they are left for a day before covering them with soil as manure.

Mise en œuvre et entretien : activités, intrants et coûts

Calcul des intrants et des coûts
  • Les coûts sont calculés : par superficie de la Technologie (taille et unité de surface : 4 acres of banana plantation fed with cowdung manure from 4 cows under zero grazing)
  • Monnaie utilisée pour le calcul des coûts : Uganda shillings
  • Taux de change (en dollars américains - USD) : 1 USD = 3638.0 Uganda shillings
  • Coût salarial moyen de la main-d'oeuvre par jour : 17000.0
Facteurs les plus importants affectant les coûts
Establishment of the reservoirs and the labor required to construct them
Activités de mise en place/ d'établissement
  1. Excavation of the main reservior (Calendrier/ fréquence: Best done during the dry season)
  2. Construction of the reservoirs (Calendrier/ fréquence: Best done during the dry season)
  3. Establishment of under ground doom pipe (Calendrier/ fréquence: None)
  4. Excavation of cannals within the plantation (Calendrier/ fréquence: When its time to fertilize the plantation)
Intrants et coûts de mise en place (per 4 acres of banana plantation fed with cowdung manure from 4 cows under zero grazing)
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (Uganda shillings) Coût total par intrant (Uganda shillings) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Labour Man day 3,0 17000,0 51000,0 100,0
Equipements
Hoe hire pieces 2,0 5000,0 10000,0 100,0
Panga pieces 1,0 9999,0 9999,0 100,0
Hammer pieces 1,0 50000,0 50000,0 100,0
Wheel barrow hire pieces 1,0 50000,0 50000,0 100,0
Matériaux de construction
Cement 60kg bags 13,0 29000,0 377000,0 100,0
Sand 1 tonne trips 2,0 70000,0 140000,0 100,0
Bricks 1 tonne trip 1,0 270000,0 270000,0 100,0
Doom pipe Meters 2,0 15000,0 30000,0 100,0
Coût total de mise en place de la Technologie 987'999.0
Activités récurrentes d'entretien
  1. Washing the cow dug into the kraal (Calendrier/ fréquence: Daily)
  2. Mixing water and manure (Calendrier/ fréquence: Daily)
  3. Construction of trenches and pits in the garden (Calendrier/ fréquence: None)
  4. Release of manure into the garden and covering of the pits and trenches (Calendrier/ fréquence: After the pits have filled with slurry)
Intrants et coûts de l'entretien (per 4 acres of banana plantation fed with cowdung manure from 4 cows under zero grazing)
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (Uganda shillings) Coût total par intrant (Uganda shillings) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Labour to clean the cow shed and the reservoir and drain it Man day 1,0 17000,0 17000,0 100,0
Labour to excavate temporary drains Man per month 2,0 150000,0 300000,0 100,0
Equipements
Spade piece 1,0 50000,0 50000,0 100,0
Hoe piece 1,0 50000,0 50000,0 100,0
Coût total d'entretien de la Technologie 417'000.0

Environnement naturel

Précipitations annuelles
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1000 mm
  • 1001-1500 mm
  • 1501-2000 mm
  • 2001-3000 mm
  • 3001-4000 mm
  • > 4000 mm
Zones agro-climatiques
  • humide
  • subhumide
  • semi-aride
  • aride
Spécifications sur le climat
sans objet
Pentes moyennes
  • plat (0-2 %)
  • faible (3-5%)
  • modéré (6-10%)
  • onduleux (11-15%)
  • vallonné (16-30%)
  • raide (31-60%)
  • très raide (>60%)
Reliefs
  • plateaux/ plaines
  • crêtes
  • flancs/ pentes de montagne
  • flancs/ pentes de colline
  • piémonts/ glacis (bas de pente)
  • fonds de vallée/bas-fonds
Zones altitudinales
  • 0-100 m
  • 101-500 m
  • 501-1000 m
  • 1001-1500 m
  • 1501-2000 m
  • 2001-2500 m
  • 2501-3000 m
  • 3001-4000 m
  • > 4000 m
La Technologie est appliquée dans
  • situations convexes
  • situations concaves
  • non pertinent
Profondeurs moyennes du sol
  • très superficiel (0-20 cm)
  • superficiel (21-50 cm)
  • modérément profond (51-80 cm)
  • profond (81-120 cm)
  • très profond (>120 cm)
Textures du sol (de la couche arable)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Textures du sol (> 20 cm sous la surface)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Matière organique de la couche arable
  • abondant (>3%)
  • moyen (1-3%)
  • faible (<1%)
Profondeur estimée de l’eau dans le sol
  • en surface
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Disponibilité de l’eau de surface
  • excès
  • bonne
  • moyenne
  • faible/ absente
Qualité de l’eau (non traitée)
  • eau potable
  • faiblement potable (traitement nécessaire)
  • uniquement pour usage agricole (irrigation)
  • eau inutilisable
La salinité de l'eau est-elle un problème ?
  • Oui
  • Non

Présence d'inondations
  • Oui
  • Non
Diversité des espèces
  • élevé
  • moyenne
  • faible
Diversité des habitats
  • élevé
  • moyenne
  • faible

Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie

Orientation du système de production
  • subsistance (auto-approvisionnement)
  • mixte (de subsistance/ commercial)
  • commercial/ de marché
Revenus hors exploitation
  • moins de 10% de tous les revenus
  • 10-50% de tous les revenus
  • > 50% de tous les revenus
Niveau relatif de richesse
  • très pauvre
  • pauvre
  • moyen
  • riche
  • très riche
Niveau de mécanisation
  • travail manuel
  • traction animale
  • mécanisé/ motorisé
Sédentaire ou nomade
  • Sédentaire
  • Semi-nomade
  • Nomade
Individus ou groupes
  • individu/ ménage
  • groupe/ communauté
  • coopérative
  • employé (entreprise, gouvernement)
Genre
  • femmes
  • hommes
Âge
  • enfants
  • jeunes
  • personnes d'âge moyen
  • personnes âgées
Superficie utilisée par ménage
  • < 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
Échelle
  • petite dimension
  • moyenne dimension
  • grande dimension
Propriété foncière
  • état
  • entreprise
  • communauté/ village
  • groupe
  • individu, sans titre de propriété
  • individu, avec titre de propriété
Droits d’utilisation des terres
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
Droits d’utilisation de l’eau
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
Accès aux services et aux infrastructures
santé

pauvre
bonne
éducation

pauvre
bonne
assistance technique

pauvre
bonne
emploi (par ex. hors exploitation)

pauvre
bonne
marchés

pauvre
bonne
énergie

pauvre
bonne
routes et transports

pauvre
bonne
eau potable et assainissement

pauvre
bonne
services financiers

pauvre
bonne

Impact

Impacts socio-économiques
Production agricole
en baisse
en augmentation

Quantité avant la GDT: 50 bunches
Quantité après la GDT: 70bunches

production animale
en baisse
en augmentation


The hygiene at the cattle kraal has improved

risque d'échec de la production
en augmentation
en baisse


Increase soil moisture and manure

gestion des terres
entravé
simplifié


Less labor required to handle wastes from the cattle

dépenses pour les intrants agricoles
en augmentation
en baisse

Quantité avant la GDT: 3 workers
Quantité après la GDT: 1 worker

revenus agricoles
en baisse
en augmentation


Increased production of banana bunches per unit area monthly

charge de travail
en augmentation
en baisse


No need for casual labor to fetch manure with baskets

Impacts socioculturels
Impacts écologiques
humidité du sol
en baisse
en augmentation

matière organique du sol/ au dessous du sol C
en baisse
en augmentation


Manure from dug is well distributed in the garden

impacts de la sécheresse
en augmentation
en baisse


Irrigation through the liquid slurry

Impacts hors site
pollution des rivières/ nappes phréatiques
en augmentation
réduit


Waste from the cattle is well managed and utilized for manure

Analyse coûts-bénéfices

Bénéfices par rapport aux coûts de mise en place
Rentabilité à court terme
très négative
très positive

Rentabilité à long terme
très négative
très positive

Bénéfices par rapport aux coûts d'entretien
Rentabilité à court terme
très négative
très positive

Rentabilité à long terme
très négative
très positive

Changement climatique

Changements climatiques progressifs
températures annuelles augmente

pas bien du tout
très bien
températures saisonnières augmente

pas bien du tout
très bien
Saison: saison des pluies/ humide
précipitations saisonnières décroît

pas bien du tout
très bien
Saison: saison des pluies/ humide
Extrêmes climatiques (catastrophes)
pluie torrentielle locale

pas bien du tout
très bien
averse de grêle locale

pas bien du tout
très bien
canicule

pas bien du tout
très bien
sécheresse

pas bien du tout
très bien

pas bien du tout
très bien
Autres conséquences liées au climat
prolongement de la période de croissance

pas bien du tout
très bien
réduction de la période de croissance

pas bien du tout
très bien
Soil moisture loss

pas bien du tout
très bien

Adoption et adaptation de la Technologie

Pourcentage d'exploitants des terres ayant adopté la Technologie dans la région
  • cas isolés/ expérimentaux
  • 1-10%
  • 10-50%
  • plus de 50%
Parmi tous ceux qui ont adopté la Technologie, combien d'entre eux l'ont fait spontanément, à savoir sans recevoir aucune incitation matérielle ou aucun paiement ?
  • 0-10%
  • 10-50%
  • 50-90%
  • 90-100%
La Technologie a-t-elle été récemment modifiée pour s'adapter à l'évolution des conditions ?
  • Oui
  • Non
A quel changement ?
  • changements/ extrêmes climatiques
  • évolution des marchés
  • la disponibilité de la main-d'œuvre (par ex., en raison de migrations)
The farmer intends to establish a waterreservoir for rain water harvesting

Conclusions et enseignements tirés

Points forts: point de vue de l'exploitant des terres
  • Less labour required to manage waste at the cattle kraal
  • The system allows easy manuring of the banana plantation
  • The system enables increase in soil moisture for the banana plantation
Points forts: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clé
  • The digester from the biogas plant releases slurry free of microbes hence reduces possible infections
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue de l'exploitant des terrescomment surmonter
  • The system requires constant water supply hence it might be affected by long drought spells due to water scarcity Construction of water reservoirs
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clécomment surmonter
  • The system requires use of enough dung supply from the cows and water which may not be available in the dry season Establishment of a rain water harvesting system to reserve and provide water though out the year

Références

Compilateur
  • Aine Amon
Editors
  • Drake Mubiru
  • Kamugisha Rick Nelson
Examinateur
  • Nicole Harari
  • Udo Höggel
Date de mise en oeuvre: 31 janvier 2018
Dernière mise à jour: 15 novembre 2022
Personnes-ressources
Description complète dans la base de données WOCAT
Données de GDT correspondantes
La documentation a été facilitée par
Institution Projet
Références clés
  • Fertilizer Information System for Banana Plantation , Yu Shin Shuen November 2017: Open access
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