The picture shows the flower of the lupine, which is used for land reclamation in Iceland (see background). (Jan Reichert)

Seeding lupine for land reclamation and to protect the soil against wind erosion (Islande)

Nootka lupine or Alaska lupine

Description

The nootka lupine is sown in sandy and gravelly areas to increase the vegetation cover and fertilize the soil.

The nootka lupine (Lupinus nootkatensis) is a legume that can survive in the harsh climate of Iceland. It was introduced from Alaska to increase soil cover and fertilize the sandy and gravelly soil. For that purpose, it has been widely used from 1990 onwards in degraded areas all over Iceland. Because of its large amount of seed production, the plant is able to reproduce rapidly and spread. The ability of the lupine to fix nitrogen through its root system reduces the need for fertilizer - especially when planting trees. Increased vegetation cover due to the lupine plants minimizes vulnerability to wind erosion. The ground is protected and sandstorms can be reduced. This also protects neighbouring fields, and public and private infrastructure from sand and dust storms.

The lupine is seeded with machinery in spring or very late autumn. It is planted in strips – rather than all over the ground - because the plant readily spreads and colonise. Before planting, lupine seed have to be inoculated with rhizobium bacteria. These bacteria help the plant to fix nitrogen: without this inoculation the plant wouldn’t survive in the bare soil. These bacteria are produced during winter time in a laboratory. The lupine needs no fertilizer after planting. Planting of lupine is an extremely cost-efficient and effective way of increasing soil cover and soil fertility. It is a one-off operation: no further action needs to be carried out afterwards.

However, the nootka lupin is very controversial in Iceland despite its apparent advantages both on and offsite. The use of lupines should be carefully considered, especially in sensitive and protected areas. The reason is that this non-native plant is very invasive and leads to the displacement of the native vegetation. Grazing does not stop lupines spreading: only young plants are eaten by sheep, but once mature, its bitterness renders it unpalatable. On a small-scale, it is possible - with great effort - to slow down the spread by cutting the flowers. On a large-scale, the spread can only be stopped with herbicides which is highly controversial. From the land user’s view, the planting of lupine reduces the aesthetic value of the landscape because of monoculture: diversity is lost. That is why people try to plant trees in such fields. Because of the controversy surrounding the plant, the technology has been little adopted by farmers and due to its invasiveness, the Soil Conservation Service stopped using the lupine in 2018.

Lieu

Lieu: Thorlákshöfn, Hekla area, South of Iceland, Islande

Nbr de sites de la Technologie analysés: 2-10 sites

Géo-référence des sites sélectionnés
  • -21.33257, 63.89227
  • -19.80396, 64.05382

Diffusion de la Technologie: répartie uniformément sur une zone (approx. 10-100 km2)

Dans des zones protégées en permanence ?: Non

Date de mise en oeuvre: il y a entre 10-50 ans

Type d'introduction
Lupine increases the vegetation cover and spreads rapidly and widely after introduction. (Hanspeter Liniger)

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: Non

  • Pâturages
    • Ranching
    • Affouragement en vert/ zéro-pâturage
    Type d'animal: chevaux, ovins
    Produits et services: viande, laine
  • Terres improductives - Précisez: eroded land, degraded land
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
  • érosion éolienne des sols - Et: perte de la couche superficielle des sols (couche arable), Ed: déflation et déposition, Eo: effets hors site de la dégradation
Groupe de GDT
  • Amélioration de la couverture végétale/ du sol
  • réduction des risques de catastrophe fondée sur les écosystèmes
Mesures de GDT
  • pratiques végétales - V2: Herbes et plantes herbacées pérennes

Dessin technique

Spécifications techniques
Lupine seeds are being inoculated with rhizobium bacteria prior to seeding. These bacteria help the plant to fix nitrogen. Without this inoculation the Lupine wouldn’t survive in the soil.
The seeds are seeded in by machinery in stripes because the plant spreads fast itself. No fertilizer is needed. Normally 5 kg of lupine seeds per ha is used.
Author: Sveinn Runólfsson

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 : Project costs in Thorlákshöfn)
  • Monnaie utilisée pour le calcul des coûts : ISK
  • Taux de change (en dollars américains - USD) : 1 USD = 138.0 ISK
  • Coût salarial moyen de la main-d'oeuvre par jour : n.d.
Facteurs les plus importants affectant les coûts
workers, seeds, machinery
Activités de mise en place/ d'établissement
  1. production of bakteria in labratory at Gunnarsholt (Calendrier/ fréquence: winter)
  2. inoculat the seeds before seeding (Calendrier/ fréquence: spring time and very late autumn)
  3. seeding lupine (Calendrier/ fréquence: spring time and very late autumn)
Intrants et coûts de mise en place (per Project costs in Thorlákshöfn)
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (ISK) Coût total par intrant (ISK) % des coût supporté par les exploitants des terres
Autre
Seeding lupine (total costs) ha 1,0 30000,0 30000,0
Coût total de mise en place de la Technologie 30'000.0
Coût total de mise en place de la Technologie en dollars américains (USD) 217.39
Activités récurrentes d'entretien
n.a.

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 qualité de l'eau fait référence à: eaux souterraines
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
Droits d’utilisation de l’eau
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
Accès aux services et aux infrastructures
santé

pauvre
x
bonne
éducation

pauvre
x
bonne
assistance technique

pauvre
x
bonne
emploi (par ex. hors exploitation)

pauvre
x
bonne
marchés

pauvre
x
bonne
énergie

pauvre
x
bonne
routes et transports

pauvre
x
bonne
eau potable et assainissement

pauvre
x
bonne
services financiers

pauvre
x
bonne

Impact

Impacts socio-économiques
disponibilité de l'eau potable
en baisse
x
en augmentation

qualité de l'eau potable
en baisse
x
en augmentation

Impacts socioculturels
situation sanitaire
détérioré
x
amélioré


Less dust in the air during windstorms due to increased ground cover and therefore fewer health consequences.

opportunités culturelles (spirituelles, religieuses, esthétiques, etc.)
réduit
x
amélioré

possibilités de loisirs
réduit
x
amélioré

institutions communautaires
affaibli
x
renforcé

institutions nationales
affaibli
x
renforcé

connaissances sur la GDT/ dégradation des terres
réduit
x
amélioré

Impacts écologiques
quantité d'eau
en baisse
x
en augmentation

qualité de l'eau
en baisse
x
en augmentation

récolte/ collecte de l'eau (ruissellement, rosée, neige, etc.)
réduit
x
amélioré

ruissellement de surface
en augmentation
x
en baisse

nappes phréatiques/ aquifères
en baisse
x
rechargé

évaporation
en augmentation
x
en baisse

humidité du sol
en baisse
x
en augmentation

couverture du sol
réduit
x
amélioré

perte en sol
en augmentation
x
en baisse

cycle/ recharge des éléments nutritifs
en baisse
x
en augmentation

couverture végétale
en baisse
x
en augmentation

biomasse/ au dessus du sol C
en baisse
x
en augmentation

diversité végétale
en baisse
x
en augmentation


Due to its invasiveness and its enormously dense growth, other native plants are displaced by the lupine.

diversité des habitats
en baisse
x
en augmentation


Due to its invasiveness and its enormously dense growth, other native plants are displaced by the lupine.

émissions de carbone et de gaz à effet de serre
en augmentation
x
en baisse

vitesse du vent
en augmentation
x
en baisse

Impacts hors site
disponibilité de l’eau (nappes phréatiques, sources)
en baisse
x
en augmentation

inondations en aval (indésirables)
en augmentation
x
réduit

envasement en aval
en augmentation
x
en baisse

pollution des rivières/ nappes phréatiques
en augmentation
x
réduit

capacité tampon/de filtration (par les sols, la végétation, les zones humides)
réduit
x
amélioré

sédiments (indésirables) transportés par le vent
en augmentation
x
réduit

dommages sur les champs voisins
en augmentation
x
réduit

dommages sur les infrastructures publiques/ privées
en augmentation
x
réduit

impact des gaz à effet de serre
en augmentation
x
réduit

Analyse coûts-bénéfices

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

Rentabilité à long terme
très négative
x
très positive

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

Rentabilité à long terme
très négative
x
très positive

Changement climatique

Extrêmes climatiques (catastrophes)
infestation par des insectes/ vers

pas bien du tout
x
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)
  • stopp further seeding
Due to its invasiveness in Iceland, the Soil Conservation Service of Iceland stopped using the lupine in 2018.

Conclusions et enseignements tirés

Points forts: point de vue de l'exploitant des terres
  • The use of lupines is a very cost-effective application, which protects the soil well against wind erosion.
Points forts: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clé
  • The use of lupines is a very cost-effective application, which protects the soil well against wind erosion.
  • Less artificial fertiliser has to be used because the lupine fertilizes the soil.
  • Sowing the lupine is a unique application. No further operations need to be carried out after that.
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue de l'exploitant des terrescomment surmonter
  • Lupine is very invasive and displaces native plants. The use of lupines should be carefully considered. On a small scale, it is possible with great effort to slow down the spread by cutting the flowers. On a large scale, the only possibility to stop the spreading would be the use of herbicides.
  • The aesthetic value of the landscape is reduced by the monoculture of lupines. By planting trees in the lupines the aesthetic value can be increased.
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clécomment surmonter
  • The non-native plant is very invasive and produces large quantities of seeds why it is spreading rapidly. This leads to the displacement of the native vegetation. This can become a significant problem in protected areas (national parks). The use of lupines should be carefully considered, especially in sensitive and protected areas. On a small scale, it is possible with great effort to slow down the spread by cutting the flowers. On a large scale, the only possibility to stop the spreading would be the use of herbicides.
  • The lupine is very invasive and spreads very quickly. The SCS has stopped planting lupine since 2018.

Références

Compilateur
  • Jan Reichert
Editors
  • Hanspeter Liniger
Examinateur
  • Hanspeter Liniger
Date de mise en oeuvre: 1 avril 2020
Dernière mise à jour: 5 juillet 2020
Personnes-ressources
Description complète dans la base de données WOCAT
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La documentation a été facilitée par
Institution Projet
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