Hypsiboas raniceps in a crop plantation of guava. (Maike Guschal)

Biological pest control through promoting habitats for native fauna (Brésil)

Controle biológico de pragas pela fauna nativa: manter ou restabelecer habitats respectivos (Portuguese)

Description

Reducing the use of common agrochemicals by supporting preferred habitats of biological pest control agents like amphibians and by using alternative self-made organic pesticides.

Irrigated crops attract various pest species. Farmers usually address crop pest and disease problems through the use of agrochemicals. Especially bees, birds, and amphibians, which fulfil important functions in agroecosystems, are affected by high use of agrochemicals. The combination of inappropriate irrigation practices, incorrect application rates of agrochemicals, and low producer prices often lead, however, to poor income from smallholder irrigated agriculture and to further problems such as poor health, loss of biodiversity, and soil and water contamination. Amphibians are themselves proven biological pest control agents of arthropod pest species (predators of e.g. larvae of butterflies, beetles, termites, bugs and others) and the incorrect use of agrochemicals, as well as the removal of vegetation along field margins hampers this useful function. The technology described here aims to support and utilise the potential of amphibians (such as frogs and toads) as biocontrol agents –as an alternative to agrochemicals in crops.

Purpose of the Technology: Establishing habitats for amphibians is crucial in order to increase and secure their numbers: for example encouraging shrubby vegetation next to water bodies for arboreal frogs, and installing additional water ponds inside and around plantations for ground-living frogs. First, the local species pool of amphibians needs to be determined by visual and acoustic observations. Amphibian species do not need to be determined precisely, but it is important to detect whether they are arboreal and/or ground-living amphibians, as these two groups have different roles as biocontrol agents. Pests that feed on the main cultivated species should be characterized by (a) collecting plant material to determine the type and quantity of pests and (b) by comparing observations with neighbouring farmers and extension agents. Pest species can be determined also by installing traps and using nets. Inspection should be done at least every 15 days to once a month during the whole rainy season to detect possible mass reproduction of arthropods after rainfall events. Once amphibians and pest species are detected, decisions on management strategies can be made. Such a strategy is to create habitats for amphibians with additional sources of income, e.g. by planting pomegranate or guavas as shrubby vegetation structure for arboreal frogs. If pest species can't be reduced solely by amphibian species, the use of agrochemicals has to be reconsidered. Preference shall be given to chemicals which do not harm amphibians. Organic, self-made pesticides based on the extract of manioc roots (manipoera) seem promising. Twenty litres of manipoera, the bark of manicoba tree (Manihot pseudoglaziovii), a cup of American wormseed (Dysphania ambrosioides), a cup of yellow tagetes (Tagetes sp.), a cup of malagueta pepper (Capsicum sp.), garlic and a little bit of bleach have to be chopped, mixed and fermented for 10 days. Application of the final product (25 ml of organic pesticide diluted in 20 l of water) should be done every 8 to 15 days depending on crop species.

Natural / human environment: Increasing habitat heterogeneity stimulates the diversity of amphibians and so a greater number of pest types will be controlled. Combined control by safeguarding natural amphibian habitats and application of organic pesticides is an innovative alternative to the overuse of toxic agrochemicals.

Lieu

Lieu: Brazil, Pernambuco, Floresta, Itacuruba, Petrolandia, Brésil

Nbr de sites de la Technologie analysés:

Géo-référence des sites sélectionnés
  • -38.56778, -8.60083

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

Dans des zones protégées en permanence ?:

Date de mise en oeuvre: il y a plus de 50 ans (technologie traditionnelle)

Type d'introduction
above: Bug feeding on local fruit (Umbu), below: livestock grazing (Maike Guschal)
Bug feeding on local fruit (Umbu) (Maike Guschal)

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
Les divers types d'utilisation des terres au sein du même unité de terrain: Oui - Agro-sylvo-pastoralisme

  • Terres cultivées
    • Cultures annuelles: légumineuses et légumes secs - fèves, plantes et herbes médicinales/ aromatiques/ pesticides, plantes à racines et à tubercules - manioc, légumes - melon, citrouille, courge ou cucurbitacées, légumes - autres, légumes - légumes-racines (carotte, oignon, betterave, autres)
    • Cultures pérennes (non ligneuses): bananier/plantain/abaca
    • Plantations d’arbres ou de buissons: noix de coco (fruits, fibre, feuilles, etc.), raisins, manguier, mangostane, goyave
    Nombre de période de croissance par an: : 1
  • Pâturages
    • Nomadisme
    • Pastoralisme de type semi-nomade
    • Ranching
    • Affouragement en vert/ zéro-pâturage
    • Prairies améliorées
    Type d'animal: caprine, ovins, cattle
  • Forêts/ bois
    • Forêts (semi-)naturelles/ bois. Modes de gestion : Coupes sélectives, Coupes à blanc, Cultures itinérantes
    • Plantations d'arbres, boisements
    Produits et services: Bois d'œuvre (de construction), Bois de chauffage, Fruits et noix, Autres produits forestiers, Pâturage/ broutage, Conservation/ protection de la nature

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

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 biologique - Bc: réduction de la couverture végétale, Bh: perte d’habitats, Bs: baisse de la qualité et de la composition/ diversité des espèces, Bp: augmentation des insectes nuisibles (ravageurs)/ maladies, baisse des prédateurs
  • dégradation hydrique - Hs: changement de la quantité d’eau de surface
Groupe de GDT
  • lutte intégrée contre les ravageurs et les maladies (incluant l'agriculture biologique)
  • Biological pest control
Mesures de GDT
  • pratiques agronomiques - A1: Couverture végétale/ du sol
  • pratiques végétales - V1: Couverture d’arbres et d’arbustes, V2: Herbes et plantes herbacées pérennes
  • structures physiques - S3: Fossés étagés, canaux, voies d'eau, S5: Barrages/retenues, micro-bassins, étangs
  • modes de gestion - M2: Changement du niveau de gestion / d'intensification

Dessin technique

Spécifications techniques
Vegetation structures surrounding plantations beside waterbodies guarantee the occurrence of arboreal and ground-living amphibians. Arboreal frogs prefer shrubby vegetation. Since mowing or application of herbicides often eliminates shrubs, moderate livestock grazing might be a better option. The additional water bodies outside the plantation can thereby be used for livestock watering, as long as the surrounding vegetation structure is not eliminated through grazing. Fruit trees such as Guava or Pomegranate as shrub structure provide an additional source of income. To ensure the presence of ground-living frogs, smaller water bodies must be promoted within the plantation. Here puddles from leaky irrigation systems seem to be sufficient already.
Only agrochemicals and organic pesticides that are harmless to amphibians should be used as additional chemical pest control.

Date: 2016

Technical knowledge required for field staff / advisors: moderate (kowledge of habitat preference of important species and management issues)

Technical knowledge required for land users: low (kowledge of habitat preference of important species and management issues)

Main technical functions: increase in nutrient availability (supply, recycling,…), increase of biomass (quantity), promotion of vegetation species and varieties (quality, eg palatable fodder)

Secondary technical functions: control of dispersed runoff: retain / trap, control of dispersed runoff: impede / retard, control of concentrated runoff: retain / trap, control of concentrated runoff: impede / retard, control of concentrated runoff: drain / divert, increase of surface roughness, improvement of surface structure (crusting, sealing), improvement of topsoil structure (compaction), stabilisation of soil (eg by tree roots against land slides), increase in organic matter

Retaining more vegetation cover
Material/ species: herbs in planation of coconut, banana, guave, pomegranat etc.
Quantity/ density: dense

Change of land use practices / intensity level: less grazing in forest areas, less grazing at water ponds (fencing of a certain part of the pond), less cutting of shrubs and herbs in crop plantations (near to natural cutting by livestock)
Author: M. Guschal & L. Steinmetz

Mise en œuvre et entretien : activités, intrants et coûts

Calcul des intrants et des coûts
  • Les coûts sont calculés :
  • Monnaie utilisée pour le calcul des coûts : sans objet
  • Taux de change (en dollars américains - USD) : 1 USD = n.d.
  • Coût salarial moyen de la main-d'oeuvre par jour : n.d.
Facteurs les plus importants affectant les coûts
sans objet
Activités de mise en place/ d'établissement
  1. Installing of additional small and large water bodies: a. large ponds outside the plantation (~100 m²/pond, ~ 4 ponds/plantation, one working day per pond) b. smaller ponds for ground-living frogs inside the plantation (one working day/ 5 ha). c. drainages can be installed instead of ponds outside the plantation for sustainable water use (machine rent) (Calendrier/ fréquence: None)
  2. Large ponds outside the plantation (~100 m²/ponds, ~4 ponds/plantation, one working day per pond) (Calendrier/ fréquence: None)
  3. Smaller ponds for ground-living frogs inside the plantation (one working day/ 5 ha) (Calendrier/ fréquence: None)
  4. Drainages can be installed instead of ponds outside the plantation for sustainable water use (machine rent) (Calendrier/ fréquence: None)
  5. Planting shrubby vegetation or fruit trees outside and inside the plantation. Planting of Guava trees as shrubby vegetation: 25% density compared to Guava monoculture (e.g. 1.25 working days for exclusive Guava plantation) (Calendrier/ fréquence: None)
  6. As irrigation was free in the study region, there were no costs calculated (Calendrier/ fréquence: None)
  7. Knapsack sprayer for application of pesticides (Calendrier/ fréquence: None)
Intrants et coûts de mise en place
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (sans objet) Coût total par intrant (sans objet) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Constructing of large ponds ha 1,0 36,0 36,0 100,0
Constructing of small ponds ha 1,0 1,8 1,8 100,0
Planting 100 Guava tree/ha ha 1,0 11,25 11,25 100,0
Equipements
Rent of machine for pond or drainage ditch excavation ha 1,0 100,0 100,0 100,0
Knapsack sprayer ha 1,0 90,0 90,0 100,0
Matériel végétal
Fruit tree seedlings (100) ha 1,0 75,0 75,0 100,0
Coût total de mise en place de la Technologie 314.05
Coût total de mise en place de la Technologie en dollars américains (USD) 314.05
Activités récurrentes d'entretien
  1. Monitoring amphibian species at least 3 nights in the rainy season (can be done by the farmer himself) (Calendrier/ fréquence: None)
  2. Monitoring of pest species (1 hour/ha) at least every 15 days in the rainy season (5 month/year) and once a month in dry season (7 month/year) (can be done by the farmer himself) (Calendrier/ fréquence: None)
  3. Production and application of organic pesticides (25 ml of organic pesticide diluted in 20 l of water and applied every 8 to 15 days). Note: for commercial pesticides the application costs are the same. (Calendrier/ fréquence: None)
  4. Application of fertilizer (1 working day/ year) (Calendrier/ fréquence: None)
  5. Pruning of trees (5.25 working days(/year) (Calendrier/ fréquence: None)
Intrants et coûts de l'entretien
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (sans objet) Coût total par intrant (sans objet) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Monitoring of frogs ha 1,0 27,0 27,0 100,0
Monitoring of pest species ha 1,0 18,0 18,0
Production and application of organic pesticide ha 1,0 720,5 720,5
Pruning and fertilizer application ha 1,0 56,25 56,25
Coût total d'entretien de la Technologie 821.75
Coût total d'entretien de la Technologie en dollars américains (USD) 821.75

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
8 month of drought , 4 months of rain
Thermal climate class: tropics
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 qualité de l'eau fait référence à:
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)
  • exploitation mixte (de subsistance/ commerciale)
  • 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
  • official registration and permission
Droits d’utilisation de l’eau
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
  • official registration and permission
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

production fourragère
en baisse
en augmentation

production animale
en baisse
en augmentation


high number of livestock will decrease favourable vegetation structure for predators

surface de production (nouvelles terres cultivées/ utilisées)
en baisse
en augmentation


loss of land

dépenses pour les intrants agricoles
en augmentation
en baisse

diversité des sources de revenus
en baisse
en augmentation

Impacts socioculturels
situation sanitaire
détérioré
amélioré


Reduced pesticide toxic effect on human health

Improved livelihoods and human well-being
decreased
increased


Less use of agrochemicals

Impacts écologiques
diversité végétale
en baisse
en augmentation

diversité animale
en baisse
en augmentation

diversité des habitats
en baisse
en augmentation

contrôle des animaux nuisibles/ maladies
en baisse
en augmentation

Impacts hors site
inondations en aval (indésirables)
en augmentation
réduit

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
Extrêmes climatiques (catastrophes)
pluie torrentielle locale

pas bien du tout
très bien
tempête de vent locale

pas bien du tout
très bien
sécheresse

pas bien du tout
très bien
inondation générale (rivière)

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

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%
  • 11-50%
  • > 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%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
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)

Conclusions et enseignements tirés

Points forts: point de vue de l'exploitant des terres
Points forts: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clé
  • A strong advantage is the low cost of this ecosystem service which is provided almost freely to farmers, especially when the potential for pest control (abundancy of useful amphibians) is high enough to eliminate the need for agrochemicals.

    How can they be sustained / enhanced? Establish adequate habitats to maintain high diversity of the relevant reptiles and amphibians.
  • Less use of agrochemicals results in a healthier environment for producers and consumers

    How can they be sustained / enhanced? If the potential of the reptiles and amphibians is not high enough to combat all pest species, organic chemicals or alternative biocontrol species could be used (for example horntails etc.).
  • Changing monoculture to mixed systems - or even agropastoral systems - offers additional income sources, while diversification often as a buffer to sudden drops in the price of a particular crop

    How can they be sustained / enhanced? The crop mixture needs to be well designed, to ensure that the harvests of important crops are not affected too much, and the reduction compensated for by the others.
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue de l'exploitant des terrescomment surmonter
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clécomment surmonter
  • Droughts and limited water availability influence species richness of amphibians. Providing sufficient water bodies for amphibians to outwear heavy droughts is recommended.

Références

Compilateur
  • Marianna Siegmund-Schultze
Editors
Examinateur
  • Alexandra Gavilano
  • Fabian Ottiger
  • David Streiff
Date de mise en oeuvre: 26 janvier 2016
Dernière mise à jour: 7 mars 2019
Personnes-ressources
Description complète dans la base de données WOCAT
Données de GDT correspondantes
La documentation a été facilitée par
Institution Projet
Références clés
  • ): Guschal & Hagel et al. Benefits of site-adapted management (pest-control) innovations in northeastern Brazil.: In preparation
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