Technologies

Passive solar greenhouses for winter commercial vegetable production [Tadjikistan]

technologies_1041 - Tadjikistan

État complet : 82%

1. Informations générales

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

Personne(s)-ressource(s) clé(s)

Spécialiste GDT:
Spécialiste GDT:

Khudonazarov Artur

Manager of the "Centre for Sustainable and Innovative Technology", a project of MSDSP

Tadjikistan

Spécialiste GDT:

Shariff Jamil

MSDSP

Nom du projet qui a facilité la documentation/ l'évaluation de la Technologie (si pertinent)
Pilot Program for Climate Resilience, Tajikistan (WB / PPCR)
Nom du ou des institutions qui ont facilité la documentation/ l'évaluation de la Technologie (si pertinent)
Kyrgyzstan Mountain Societies Development Support Programme, Aga Khan Development Network (MSDSP KG) - Kirghizistan

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

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

Oui

2. Description de la Technologie de GDT

2.1 Courte description de la Technologie

Définition de la Technologie:

Passive solar greenhouses heated entirely by sunlight were established with the aim to produce vegetables for commercial use during the harsh winter conditions.

2.2 Description détaillée de la Technologie

Description:

A passive solar greenhouse is a greenhouse heated entirely by sunlight, with no additional fuel-based heating. In the Pamirs, the temperature inside these greenhouses can be kept high enough to grow vegetables throughout the year, even in winter if the greenhouse is built efficiently. Thus greenhouses can be of great use, particularly in those areas where there are continuing concerns about food security and economic development. These greenhouses were developed by GERES (Renewable Energy and Environment Group) and ICIMOD (International Centre for Integrated Mountain Development) and first tested with farmers in Ladakh, India. MSDSP adopted the idea and introduced it to the GBAO region in Tajikistan establishing 3 demonstration greenhouses in collaboration with farmers in the Shugnan district in 2010.

Purpose of the Technology: A solar greenhouse aims to trap and intensify the heating effect of solar radiation and thus enables plants to be grown that cannot be grown under the normal (outside) ambient conditions. Solar greenhouses are particularly useful in areas where there is a lot of sunshine in winter, but where the air is too cold for growing crops. The main benefits of solar greenhouses are that vegetables can be grown during the winter, helping to fulfill basic subsistence needs of people in remote areas and income generation through selling the produce.

Establishment / maintenance activities and inputs: A greenhouse is only efficient if it is constructed in the right place, in the right way, and is used properly. An efficient solar greenhouse should be designed along an east-west axis, with the length of the south face increased and angled to present the largest possible surface area to the sun, the size of the east and west facing walls reduced to minimise heat loss and provide shade inside the greenhouse, and the north wall should be heavily insulated.
The following steps are required in constructing an efficient greenhouse: (1) selecting an appropriate place: there needs to be a source of running water close to the greenhouse, solar radiation needs to be sufficient (sunrise should be before 9.30 and sunset after 3.00 pm even on the shortest days of the year), the land has to be flat and dry; (2) selecting the most appropriate design: (see manual); (3) constructing the foundation: digging a trench and filling the foundation with mud mortar; (4) preparing the floor; (5) building the double walls separated by one insulation layer; (6) making and installing an access door; (7) making and installing the wall ventilator; (8) constructing the roof; (9) making and installing the roof ventilator (shutter); (10) installing the polyethylene shutter; (11) installing night insulation.

Natural / human environment: The greenhouses were established in three villages of Shugnan district: Buni, Sokhcharv and Darmoracht. Two of these villages are located at about 2,500 metres a.s.l. and receive less than 300 mm of annual precipitation. The farmers who constructed these greenhouses are small-scale farmers with less than 0.5 ha of land available.

2.3 Photos de la Technologie

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

Pays:

Tadjikistan

Région/ Etat/ Province:

Tajikistan

Autres spécifications du lieu:

GBAO/Shugnan

Commentaires:

At least 3 greenhouses built in Shugnan district, each one is 50 m2 in size.

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.) :

2010

3. Classification de la Technologie de GDT

3.1 Principal(aux) objectif(s) de la Technologie

  • améliorer la production

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

Terres cultivées

Terres cultivées

  • Cultures annuelles
  • Cucumbers, tomatoes, radishes, salad greens, onions
Nombre de période de croissance par an: :
  • 1
Précisez:

Longest growing period in days: 170Longest growing period from month to month: late April-early October

Implantations, infrastructures

Implantations, infrastructures

  • Habitats, buildings
Commentaires:

Major land use problems (compiler’s opinion): A lack of precipitation and therefore irrigation water, soil erosion, low soil fertility (no fertilisers used or rotations), harsh climatic conditions (high altitude).

Future (final) land use (after implementation of SLM Technology): Cropland: Ca: Annual cropping

3.3 Est-ce que l’utilisation des terres a changé en raison de la mise en œuvre de la Technologie ?

Terres cultivées

Terres cultivées

  • Cultures annuelles
Implantations, infrastructures

Implantations, infrastructures

3.4 Approvisionnement en eau

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

3.5 Groupe de GDT auquel appartient la Technologie

  • Jardins/ potagers familiaux
  • greenhouse

3.6 Mesures de GDT constituant la Technologie

pratiques agronomiques

pratiques agronomiques

  • A2: Matière organique/ fertilité du sol
structures physiques

structures physiques

  • S11: Autres
Commentaires:

Main measures: agronomic measures, structural measures

Type of agronomic measures: manure / compost / residues

3.7 Principaux types de dégradation des terres traités par la Technologie

dégradation chimique des sols

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

dégradation biologique

  • Bq: baisse de la quantité/ biomasse
  • Bs: baisse de la qualité et de la composition/ diversité des espèces
Commentaires:

Main type of degradation addressed: Cn: fertility decline and reduced organic matter content, Bq: quantity / biomass decline, Bs: quality and species composition /diversity decline

Main causes of degradation: soil management (no application of fertilisers), deforestation / removal of natural vegetation (incl. forest fires), overgrazing, change of seasonal rainfall (decreased), droughts

Secondary causes of degradation: war and conflicts (during the civil war a lot of vegetation was cut to provide energy)

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:
  • prévenir la dégradation des terres

4. Spécifications techniques, activités, intrants et coûts de mise en œuvre

4.1 Dessin technique de la Technologie

Spécifications techniques (associées au dessin technique):

The diagram shows a greenhouse adapted to a cold climate, for greenhouses adapted to different climates please see the manual (annex 1)

GBAO

Date: 2004

Technical knowledge required for field staff / advisors: high

Technical knowledge required for land users: moderate (brochures available in Tajik)

Main technical functions: increase in organic matter, reduction in wind speed, increase of biomass (quantity), spatial arrangement and diversification of land use, production of microclimate suitable for crop growth in winter

Manure / compost / residues
Material/ species: manure is mixed with the soil to cover the floor of the greenhouse

Structural measure: greenhouse

Construction material (earth): mud

Construction material (stone): stone

Construction material (wood): wood (poplar, willow)

Construction material (other): straw, wool

Auteur:

GERES / ICIMOD

4.2 Informations générales sur le calcul des intrants et des coûts

autre/ monnaie nationale (précisez):

Somoni

Indiquez le taux de change des USD en devise locale, le cas échéant (p.ex. 1 USD = 79.9 réal brésilien): 1 USD = :

4,5

Indiquez le coût salarial moyen de la main d'œuvre par jour:

9.00

4.3 Activités de mise en place/ d'établissement

Activité Calendrier des activités (saisonnier)
1. Digging trench for fundament, 60 cm deep spring
2. Put fundament using stones mixed with mud
3. Build walls: outer layer stones (40 cm width), then insulation layer with straw or wool (10 cm), inner layer out of mudbricks (15-20 cm). Total height of wall is 1.20 m.
4. Build doors
5. Build wall ventilators
6. Build roof: southfacing side put 2 layers of each 40m2 cellophane, northfacing side put woodlogs
7. Build roof ventilators
8. Install night insulation

4.4 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 Digging trench for fundament, Persons/day 3,0 40,0 120,0 100,0
Main d'œuvre Put fundament Persons/day 10,5 40,0 420,0 100,0
Main d'œuvre Build walls Persons/day 30,0 40,0 1200,0 100,0
Main d'œuvre Build doors Persons/day 2,0 20,0 40,0 100,0
Equipements Shovels Pieces 2,0 20,0 40,0 100,0
Equipements Nails kg 3,0 10,0 30,0
Matériaux de construction Cellophane foil sq m 80,0 4,0 320,0
Autre Labour: Build wall ventilators Persons/day 12,0 40,0 480,0 100,0
Autre Labour: Build roof ventilators Persons/day 4,0 40,0 160,0 100,0
Autre Labour: Install night insulation Persons/day 5,0 40,0 200,0 100,0
Coût total de mise en place de la Technologie 3010,0
Coût total de mise en place de la Technologie en dollars américains (USD) 668,89
Si le coût n'est pas pris en charge à 100% par l'exploitant des terres, indiquez qui a financé le coût restant:

MSDSP

Commentaires:

Duration of establishment phase: 1.5 month(s)

4.5 Activités d'entretien/ récurrentes

Activité Calendrier/ fréquence
1. Replace cellophane when needed, every 1-2 years for bad material, 5 years for good material

4.6 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 Replace cellophane Persons/day 2,0 40,0 80,0 100,0
Matériaux de construction Cellophane sq m 80,0 4,0 320,0 100,0
Coût total d'entretien de la Technologie 400,0
Coût total d'entretien de la Technologie en dollars américains (USD) 88,89
Commentaires:

The costs were calculated for the establishment of one 5x10m greenhouse.

4.7 Facteurs les plus importants affectant les coûts

Décrivez les facteurs les plus importants affectant les coûts :

Apart from the cellophane cover, mainly local materials were used which did not require investments. If labour has to be paid, this is the most determinate factor, also wooden poles if they have to be bought.

5. Environnement naturel et humain

5.1 Climat

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
Spécifications/ commentaires sur les précipitations:

200-300 mm

Zone agro-climatique
  • aride

Thermal climate class: temperate

5.2 Topographie

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
Commentaires et précisions supplémentaires sur la topographie:

Landforms: plateau / plains, hill slopes, footslopes, valley floors

5.3 Sols

Profondeur moyenne du sol:
  • très superficiel (0-20 cm)
  • superficiel (21-50 cm)
  • modérément profond (51-80 cm)
  • profond (81-120 cm)
  • très profond (>120 cm)
Texture du sol (de la couche arable):
  • grossier/ léger (sablonneux)
Matière organique de la couche arable:
  • faible (<1%)
Si disponible, joignez une description complète du sol ou précisez les informations disponibles, par ex., type de sol, pH/ acidité du sol, capacité d'échange cationique, azote, salinité, etc.

Soil fertility is low

Soil drainage / infiltration is medium

Soil water storage capacity is medium

5.4 Disponibilité et qualité de l'eau

Profondeur estimée de l’eau dans le sol:

< 5 m

Disponibilité de l’eau de surface:

bonne

Qualité de l’eau (non traitée):

faiblement potable (traitement nécessaire)

Commentaires et précisions supplémentaires sur la qualité et la quantité d'eau:

Water availability is good because area is close to river.

5.5 Biodiversité

Diversité des espèces:
  • faible

5.6 Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie

Orientation du système de production:
  • exploitation mixte (de subsistance/ commerciale)
  • commercial/ de marché
Revenus hors exploitation:
  • moins de 10% de tous les revenus
Niveau relatif de richesse:
  • moyen
Individus ou groupes:
  • individu/ ménage
Niveau de mécanisation:
  • traction animale
  • mécanisé/ motorisé
Genre:
  • femmes
  • hommes
Indiquez toute autre caractéristique pertinente des exploitants des terres:

Land users applying the Technology are mainly common / average land users

5.7 Superficie moyenne des terres utilisées par les exploitants des terres appliquant la Technologie

  • < 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
Cette superficie est-elle considérée comme de petite, moyenne ou grande dimension (en se référant au contexte local)?
  • petite dimension

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

Propriété foncière:
  • état
  • individu, avec titre de propriété
Droits d’utilisation des terres:
  • individuel

5.9 Accès aux services et aux infrastructures

santé:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
éducation:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
assistance technique:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
emploi (par ex. hors exploitation):
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
marchés:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
énergie:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
routes et transports:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
eau potable et assainissement:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne
services financiers:
  • pauvre
  • modéré
  • bonne

6. Impacts et conclusions

6.1 Impacts sur site que la Technologie a montrés

Impacts socio-économiques

Production

production agricole

en baisse
en augmentation

risque d'échec de la production

en augmentation
en baisse

surface de production

en baisse
en augmentation
Revenus et coûts

revenus agricoles

en baisse
en augmentation

diversité des sources de revenus

en baisse
en augmentation

charge de travail

en augmentation
en baisse
Commentaires/ spécifiez:

During construction of the greenhouse, 6 weeks

Autres impacts socio-économiques

Establishment costs

high
low
Commentaires/ spécifiez:

high investment (400 $ for 1 greenhouse)

Impacts socioculturels

sécurité alimentaire/ autosuffisance

réduit
amélioré

situation sanitaire

détérioré
amélioré

Livelihood and human well-being

reduced
improved
Commentaires/ spécifiez:

Higher income and better health through availability of vegetables in the winter

Impacts écologiques

Autres impacts écologiques

Creation of microclimate for growing vegetables during wintertime

reduced
improved

6.2 Impacts hors site que la Technologie a montrés

Availability of vegetables on the market during wintertime

reduced
improved

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 Augmentation ou diminution 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?
tempête de vent locale pas bien
Catastrophes climatiques
Comment la Technologie fait-elle face à cela?
sécheresse pas 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 bien

6.4 Analyse coûts-bénéfices

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

légèrement positive

Rentabilité à long terme:

très positive

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

légèrement positive

Rentabilité à long terme:

très positive

Commentaires:

Income revenues from vegetables are high, during one winter season two yields of vegetables can be planted.

6.5 Adoption de la Technologie

  • cas isolés/ expérimentaux
Si disponible, quantifiez (nombre de ménages et/ou superficie couverte):

3 households

De tous ceux qui ont adopté la Technologie, combien d'entre eux l'ont fait spontanément, à savoir sans recevoir aucune incitation matérielle, ou aucune rémunération? :
  • 0-10%
Commentaires:

100% of land user families have adopted the Technology with external material support

3 land user families have adopted the Technology with external material support

There is a strong trend towards spontaneous adoption of the Technology

Comments on adoption trend: many land users who have seen the demonstration greenhouses want to start constructing their own.

6.7 Points forts/ avantages/ possibilités de la Technologie

Points forts/ avantages/ possibilités du point de vue de l'exploitant des terres
The materials are locally available (mud,
wood, straw, stone), except for the transparent
cover sheet

How can they be sustained / enhanced? Some traders should start providing transparent foil
Using the available construction manual it can be constructed by local builders

How can they be sustained / enhanced? The local builders still need to be advised by specialists
The cost can be recouped in less than
three years if the production is well-managed
and the products sold
Points forts/ avantages/ possibilités du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé
Vegetable production during wintertime and diversified food production all year round

How can they be sustained / enhanced? Farmers should have access to microloan organisations in order to be able to invest in building greenhouses (initial investments are relatively high)
Availability of vegetables during wintertime, otherwise they have to be brought in from the capital (600 km by road) which makes them very expensive

How can they be sustained / enhanced? Greenhouses should be distributed over the whole of GBAO in order to ensure local availability of crops, because during wintertime transport might be a big problem
Income opportunity

How can they be sustained / enhanced? Better access to markets would improve profitability
Minimal heat loss, heat is stored during the day time and released at night

How can they be sustained / enhanced? The greenhouse and should be constructed in a very careful and exact manner in order to make sure that the inside temperature can be well regulated
Adequate air circulation and prevention of crop damage by overheating, through installation of manually operated ventilators in walls and roof

How can they be sustained / enhanced? Farmers need access to specialists who will help them in designing greenhouses appropriate to the prevailing ecological conditions

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

Faiblesses/ inconvénients/ risques du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé Comment peuvent-ils être surmontés?
Comparatively expensive, about 400 USD have to be invested for the construction of one greenhouse The increased revenues from selling the produced vegetables can help cover the initial investment
Comparatively time consuming to build compared to conventional greenhouses in the area, one greenhouse needs about 6 weeks to be constructed Plastic poles could be used instead of wooden ones
No good quality cellophane foil is available in this area, therefore it has to be replaced every 1-2 years Instead of cellophane plexiglas could be used which is stronger.

7. Références et liens

7.1 Méthodes/ sources d'information

7.2 Références des publications disponibles

Titre, auteur, année, ISBN:

Stauffer, Vincent. Solar Greenhouses for the Trans-Himalayas. Kathmandu, ICIMOD / Aubagne, GERES 2004.

Disponible à partir d'où? Coût?

http://books.icimod.org/index.php/search/publication/93

Modules