1.2 Coordonnées des personnes-ressources et des institutions impliquées dans l'évaluation et la documentation de la Technologie

Nom du ou des institutions qui ont facilité la documentation/ l'évaluation de la Technologie (si pertinent)

National Research and Development Institute for So (National Research and Development Institute for So) - Roumanie

1.3 Conditions relatives à l'utilisation par WOCAT des données documentées

Quand les données ont-elles été compilées (sur le terrain)?

18/05/2015

Le compilateur et la(les) personne(s) ressource(s) acceptent les conditions relatives à l'utilisation par WOCAT des données documentées:

Oui

1.4 Déclaration sur la durabilité de la Technologie décrite

Est-ce que la Technologie décrite ici pose problème par rapport à la dégradation des terres, de telle sorte qu'elle ne peut pas être déclarée comme étant une technologie de gestion durable des terres?

Non

2.1 Courte description de la Technologie

Définition de la Technologie:

Miscanthus sinensis gigantheus is a perennial warm-season grass used as a commercial energy crop on soils contaminated with heavy metals.

2.2 Description détaillée de la Technologie

Description:

Cropping Miscanthus sinensis gigantheus mainly addresses the problem of land contamination with toxic materials namely soil pollution with heavy metals due to industrial activities. Miscanthus is a perennial warm-season grass used as a commercial energy crop. The plant is a sterile hybrid, unable to produce viable seed, vegetative propagation being by rhizomes, therefore reducing the risk to become invasive. Its special type of photosynthesis (C4) implies the return of the nutrients in the rhizomes during the cold season. As temperatures cool in the fall, the dark green foliage fades to buff and drops, leaving the stems which are the most important commercial part of Miscanthus. Regarding cropping on contaminated soils, research has shown that the amount of heavy metals uptaken by Miscanthus is extremely low, making the plant unsuitable for phytoextraction but allowing it to be used for green energy or in various other fields like pulp and paper industry, without any risk. Miscanthus sinensis gigantheus stands for an alternative crop, from which an annual income can be obtained, instead of food crops and fodder that can represent a risk for human and animal consumption in areas with soils contaminated with heavy metals.

The aim of this technology is to assure a sustainable use of polluted soils with heavy metals through cultivation of energy crops with economic value and very few risks for humans, animals and environment. Studies of Miscanthus sinensis gigantheus behaviour on contaminated soils with heavy metals showed that very small amount of Pb (Lead) and Cd (Cadmium) were detected in the upper parts of the plants. In comparison, higher amounts of heavy metals is being retained at root level in rhizomes, which in time will decrease when root system will develop deeper, in less affected soil horizons as roots can reach 2-3 m in depth. The applied technology increases overall soil quality in terms of organic matter, nutrients and structure. Miscanthus cropping enhances the nutrients cycle in the plant–soil system. As a result of the high input of leaves, rhizomes and roots, the alluvial sandy loam soils, on which Miscanthus is currently croped, can benefit of increased organic carbon amount.

The establishment phase takes place on arable land (annual cropland) which after implementation will become a permanent cropland with perennial (non-woody) cropping, as the crop has the potential to be in the ground for at least 15 years. Miscanthus cropping technique consists of the following: weeding the site in July-August by spraying herbicides for controlling perennial weeds, deep ploughing in October-November to improve subsoil structure and soil aeration possible affected by compaction or hardpan, harrowing in February-April to ensure an adequate seedbed for rhizomes and planting in March-May. Early planting is being recommended as it takes advantage of spring time soil moisture and allows an extended first season of growth. The operation can be made using a modular potato planter or specialized planter like Miscanthus ETPM4. The planting rate is 10 000 rhizomes per hectare in order to provide a good crop density required to achieve optimal yields from year three onwards and effective weed suppression through competition. Rhizomes need to be planted at a depth of 8-15 cm and at 1m x 1m wide spacing. The crop is harvested annually during February-March, typically with conventional farm machineries or specialized ones like Miscanthus CRM Harvesting Cropper. The crop needs 3 to 4 years to reach a mature yield between 15-18 t/ha. The technology requires mechanized agricultural operations and investments in specialized equipment, if necessary.

The technology is applied mainly on alluvial sandy loam soils (Fluvisols), with deep depths, on low lands with flat-gentle slops (0-5%), placed in valley floors/floodplains. The climate is temperate, semi-arid, with an average annual rainfall between 550-600 mm. The plots cropped with Miscanthus are privately owned but leased. Size of crop land where the technology is applied is usually small up to 2 ha. The farmers receive agricultural subsidies and the production system is mechanized and market oriented.

2.3 Photos de la Technologie

2.5 Pays/ région/ lieux où la Technologie a été appliquée et qui sont couverts par cette évaluation

2.6 Date de mise en œuvre de la Technologie

Si l'année précise est inconnue, indiquez la date approximative: :

• il y a moins de 10 ans (récemment)

2.7 Introduction de la Technologie

Spécifiez comment la Technologie a été introduite: :

• par le biais de projets/ d'interventions extérieures

Commentaires (type de projet, etc.) :

from 2008

3.2 Type(s) actuel(s) d'utilisation des terres, là où la Technologie est appliquée

Commentaires:

Major land use problems (compiler’s opinion): Soil contamination with heavy metals (Pb, Cd, Zn).
Major land use problems (land users’ perception): Soil contamination with heavy metals (Pb, Cd, Zn).

Si l'utilisation des terres a changé en raison de la mise en œuvre de la Technologie, indiquez l'utilisation des terres avant la mise en œuvre de la Technologie:

Cropland: Ca: Annual cropping

3.3 Informations complémentaires sur l'utilisation des terres

Approvisionnement en eau des terres sur lesquelles est appliquée la Technologie:

• pluvial

Nombre de période de croissance par an: :

• 1

Précisez:

Longest growing period in days: 240Longest growing period from month to month: April until October

3.4 Groupe de GDT auquel appartient la Technologie

• Amélioration de la couverture végétale/ du sol
• gestion intégrée de la fertilité des sols

3.5 Diffusion de la Technologie

Spécifiez la diffusion de la Technologie:

• répartie uniformément sur une zone

Si la Technologie est uniformément répartie sur une zone, indiquez la superficie couverte approximative:

• 0,1-1 km2

Commentaires:

Total area covered by the SLM Technology is 0.14 m2.

3.6 Mesures de GDT constituant la Technologie

Commentaires:

Main measures: vegetative measures
Secondary measures: management measures
Type of vegetative measures: aligned: -linear

3.7 Principaux types de dégradation des terres traités par la Technologie

Commentaires:

Main causes of degradation: release of airborne pollutants (urban/industry…) (Heavy metals contamination (Pb, Cd, Zn))
Secondary causes of degradation: governance / institutional (Non-ferrous industry was a strategic activity in communist period with high mass production on the expense of environmental investments (e.g. filters).)

3.8 Prévention, réduction de la dégradation ou réhabilitation des terres dégradées

Spécifiez l'objectif de la Technologie au regard de la dégradation des terres:

• réduire la dégradation des terres

4.1 Dessin technique de la Technologie

4.2 Spécification/ explications techniques du dessin technique

Schematic diagram indicating the spatial distribution of Mischantus rhizomes (1 m between plants) - part of the planting technology
Technical knowledge required for land users: moderate
Main technical functions: increase of biomass (quantity), retain heavy metals at roots level
Secondary technical functions: improvement of ground cover, improvement of surface structure (crusting, sealing), improvement of topsoil structure (compaction), improvement of subsoil structure (hardpan), increase in organic matter, reduction in wind speed
Aligned: -linear
Vegetative material: C : perennial crops
Number of plants per (ha): 10000
Vertical interval between rows / strips / blocks (m): 1
Spacing between rows / strips / blocks (m): 1
Vertical interval within rows / strips / blocks (m): 1
Width within rows / strips / blocks (m): 1
Perennial crops species: Miscanthus sinensis gigantheus
Change of land use practices / intensity level: from rotational cropping to mono-cropping
Major change in timing of activities: from land preparation and planting in the first year to only harvesting from year 3 to 15

4.3 Informations générales sur le calcul des intrants et des coûts

autre/ monnaie nationale (précisez):

Lei

Indiquer le taux de change du dollars en monnaie locale (si pertinent): 1 USD= :

4,0

4.4 Activités de mise en place/ d'établissement

	Activité	Type de mesures	Calendrier
1.	Treatment with herbicides	Végétale	month VII -VIII
2.	Deep ploughing	Végétale	month X-XI
3.	Soil preparation by harrowing	Végétale	month II-IV
4.	Planting	Végétale	month III-V

4.5 Coûts et intrants nécessaires à la mise en place

	Spécifiez les intrants	Unité	Quantité	Coûts par unité	Coût total par intrant	% des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre		ha	1,0	102,0	102,0	93,0
Equipements	machine use	ha	1,0	237,0	237,0	93,0
Matériel végétal	seeds	ha	1,0	2180,0	2180,0	93,0
Matériel végétal	biocides	ha	1,0	62,0	62,0	93,0
Coût total de mise en place de la Technologie					2581,0

Commentaires:

Duration of establishment phase: 9 month(s)

4.6 Activités d'entretien/ récurrentes

	Activité	Type de mesures	Calendrier/ fréquence
1.	Harvest	Végétale	month II-III
2.	Harvest	Modes de gestion	month II-III

4.7 Coûts et intrants nécessaires aux activités d'entretien/ récurrentes (par an)

	Spécifiez les intrants	Unité	Quantité	Coûts par unité	Coût total par intrant	% des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre		ha	1,0	25,0	25,0
Equipements	machine use	ha	1,0	124,0	124,0
Coût total d'entretien de la Technologie					149,0

Commentaires:

Machinery/ tools: MISCANTHUS ETPM4 Planter; MISCANTHUS CRM HARVESTING Cropper; Deep Reversible Plough; Disc Harrows; Sprayers machime; Tractor, MISCANTHUS ETPM4 Planter; MISCANTHUS CRM HARVESTING Cropper; Deep Reversible Plough; Disc Harrows; Sprayers machime; Tractor
The costs are indicated per ha of land where the technology is implemented. The establishment costs are high but after this in the next 15 years the crop requires only harvesting. As part of the National Rural Development Programme, energy crops receive a subsidy of 173 US $ per ha. Prices are for spring 2015.

4.8 Facteurs les plus importants affectant les coûts

Décrivez les facteurs les plus importants affectant les coûts :

The price of rhizomes (seeds) per hectare and harvesting activity involving special machines that cut and chop stems are the most determinate factors affecting the costs.

5.1 Climat

5.2 Topographie

5.3 Sols

5.4 Disponibilité et qualité de l'eau

5.5 Biodiversité

5.6 Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie

Indiquez toute autre caractéristique pertinente des exploitants des terres:

Land users applying the Technology are mainly common / average land users
Population density: 10-50 persons/km2
Annual population growth: 0.5% - 1%
100% of the land users are average wealthy and own 75% of the land.
and own 25% of the land.

5.7 Superficie moyenne des terres détenues ou louées par les exploitants appliquant la Technologie

5.8 Propriété foncière, droits d’utilisation des terres et de l'eau

Propriété foncière:

• individu, sans titre de propriété

Droits d’utilisation des terres:

• loué

5.9 Accès aux services et aux infrastructures

6.1 Impacts sur site que la Technologie a montrés

Impacts socio-économiques

Production

Revenus et coûts

Autres impacts socio-économiques

Impacts socioculturels

Impacts écologiques

Cycle de l'eau/ ruissellement

Sols

Biodiversité: végétale, animale

Réduction des risques de catastrophe et des risques climatiques

6.2 Impacts hors site que la Technologie a montrés

6.3 Exposition et sensibilité de la Technologie aux changements progressifs et aux évènements extrêmes/catastrophes liés au climat (telles que perçues par les exploitants des terres)

Changements climatiques progressifs

Changements climatiques progressifs

	Saison	Type de changements/ extrêmes climatiques	Comment la Technologie fait-elle face à cela?
températures annuelles		augmente	bien

Extrêmes climatiques (catastrophes)

Catastrophes météorologiques

	Comment la Technologie fait-elle face à cela?
pluie torrentielle locale	bien
tempête de vent locale	bien

Catastrophes climatiques

	Comment la Technologie fait-elle face à cela?
sécheresse	pas bien

Catastrophes hydrologiques

	Comment la Technologie fait-elle face à cela?
inondation générale (rivière)	bien

Autres conséquences liées au climat

Autres conséquences liées au climat

	Comment la Technologie fait-elle face à cela?
réduction de la période de croissance	pas connu

6.4 Analyse coûts-bénéfices

Quels sont les bénéfices comparativement aux coûts de mise en place (du point de vue des exploitants des terres)?

Quels sont les bénéfices comparativement aux coûts d'entretien récurrents (du point de vue des exploitants des terres)?

6.5 Adoption de la Technologie

• plus de 50%

Si disponible, quantifiez (nombre de ménages et/ou superficie couverte):

1 land user family

Commentaires:

The farmers receive subsidies provided for energy crops.
There is no trend towards (growing) spontaneous adoption of the technology. The establishment costs are considered high.

6.7 Points forts/ avantages/ possibilités de la Technologie

Points forts/ avantages/ possibilités du point de vue de l'exploitant des terres
High economic value of the crop
Simple agricultural technique
Low-cost of maintenance / recurrent activities

Points forts/ avantages/ possibilités du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé
This technology allows a sustainable land use of contaminated soils with heavy metals with minimum risk for humans, animals and environment
It is very effective for biomass production with multiple uses: biofuel, animal bedding or cellulose production
Miscanthus sinensis gigantheus is a phytoexcluder with low heavy metal uptake from contaminated soils

6.8 Faiblesses/ inconvénients/ risques de la Technologie et moyens de les surmonter

Faiblesses/ inconvénients/ risques du point de vue de l’exploitant des terres	Comment peuvent-ils être surmontés?
High costs for initial establishment. The cost of rhizomes (seeds) represents 85% of total initial investment costs	Initial costs could be reduced if a proportion of the crop is used as a “mother crop” for the production of rhizome cuttings
High costs for purchasing special machines for harvesting activity	Subsidizing
Undeveloped energy crop market	Support for creating local or regional markets for energy crops

Faiblesses/ inconvénients/ risques du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé	Comment peuvent-ils être surmontés?
Low suitability on lands without phreatic input	Selecting sites with good groundwater availability
Relatively long period (three to four years) for achieving a mature yield	Maintaining the energy crop subsidies

7.1 Méthodes/ sources d'information

7.2 Références des publications disponibles

Titre, auteur, année, ISBN:

Barbu, C.H., Pavel, P.B., Sand, C.; Pop, M.R., 2013. Reduced uptake of Cd and Pb by Miscanthus sinensis x giganteus cultivated on polluted soil and its use as biofuel, Environmental Engineering & Management Journal (EEMJ), Vol. 12 Issue 2, pp: 233-236

Titre, auteur, année, ISBN:

Barbu, C.H., Pavel, P.B., Sand, C.; Pop, M.R., 2009. Miscanthus sinensis gigantheus’ behavior on soils polluted with heavy metals, Metal Elements in Environment, Medicine and Biology, Tome IX, Cluj University Press, pp: 21-24