C-Enrichment experiment set up: addition of organic matter on Tropical Agricultural Soil (Ferrasol) (Malte Unger)

Enrichment of Tropical Agricultural Soil with Organic Matter (Бразил)

Enriquecimento de solo de lavoura com matéria orgânica

Тодорхойлолт

Enrichment of tropical agicultural soils with local available organic matter in the cerrado agroscape, Brazil.

Aims / objectives: Use local available organic matter (OM) to enrich Tropical agricultural soil (Ferrasol) as a strategy for sustainanle land use to improve efficiently soil fertility and/or crop production in the Brazilian Cerrado agroscape. The applied OMs are either cost-efficient or waste materials from nearby industrial suppliers.

Methods: We applied three different types of OM amendments. They include (a) Filter cake of sugarcane residues (Saccharum officinarum from alcohol/sugar-production, (b) sawdust of Peroba and Cedrinho (Peroba jaune and Erisma uncinatum, respectively) and (c) coarse chips of Eucalyptus sp.

We added 0 (control), 6, 12 and 18 tons of each amendment per hectare; using two disposition methods: direct on the soil and with harrow incorporation. Each treatment was done in triplicate. Subsequent to the first amendment application; there have not been further experimental OM additions. The experimental site was not fenced to allow the land user to continue with their arable field routines on all treatment plots.

By sampling soil and biomass, we have assessed the effect of OM addition on soil organic carbon, nutrients, water holding capacity and crop (soy and corn biomass and grain) production, after one, two and three years of a single application.

Stages of implementation: The experiment was set up in February 2012. The last soil and biomass sampling was carried out in February-March 2015.

Role of stakeholders: Mr. Antonio Huebner, owner of the Farm Rio Engano, provided us an experimetal area in his farm.
The local industies supplied the applied OM amendments.
Professors and researchers from the Christian-Albrechts University of Kiel (CAU Kiel), Federal University of Mato Grosso (UFMT) and François Rabelais University have given academic and scientifical support to the approach.

Other important information: From our outcomes, we intend to provide information for the development of soil C-enrichment schemes and carbon-friendly landscape management programs for land users, applying local resources in the Brazilian Cerrado.

Байршил

Байршил: Campo Verde, Mato Grosso, Бразил

Сонгосон байршлуудын газарзүйн холболт
  • тодорхойгүй

Эхлэх огноо: 2011

Төгсөх жил: 2016

Арга барилын төрөл
C-Enrichment experiment set up: addition of organic matter on Tropical Agricultural Soil (Ferrasol) (Malte Unger (unger_malte@web.de))

Арга барилын зорилго ба эерэг нөлөө

Арга барилын үндсэн зорилго, зорилт
The Approach focused mainly on SLM with other activities (crop production)

We aim to identify a feasible combination of types, amounts and disposition methods of OM amendments to improve efficiently soil fertility, carbon stock and/or crop production in the Brazilian Cerrado agroscape.

The SLM Approach addressed the following problems: Croplands have shown a reduction of organic matter, due to some traditional agricultural practices, such as soil plowing and tillage. These practices break down soil aggregates and expose organic matter to microbial decomposition, causing its loss to the atmosphere by mineralization (Zech et al. 1997; Tivet et al. 2013). It is especially critical in soil (Ferrasol) from the Brazilian Cerrado, as its OM content is relatively low, and tropical temperatures and humidity accelerate microbial activity (Price and Sowers 2004).
Тухайн Арга барилын хүрээнд нэвтрүүлсэн Технологийг хэрэгжүүлэхэд дэмжлэг болох нөхцлүүд
  • Хууль, эрхзүйн хүрээ (газар эзэмшил, газар, ус ашиглах эрх): The existing land ownership, land use rights / water rights greatly helped the approach implementation: Mr Antonio Huebner, land owner and user, grant us an area to implement the approach. In this area we were able to work for more than three years.
Тухайн Арга барилын хүрээнд нэвтрүүлсэн Технологийг хэрэгжүүлэхэд хүндрэл учруулах нөхцлүүд
  • ГТМ-ийн талаарх мэдлэг, техникийн дэмжлэг авах боломж: There is not specific machinery for OM addition to soil. With the help of a bulldozer and farm workers, the OM amendments were distributed in the experimental plots. However, it increases the human workload required. Treatment through the SLM Approach: Designing or adapting machinery for this purpose. For fine particulate organic matter, the machinery used for soil liming can be used. For larger particles (wood or bark chips), machinery commonly used for mulch application can be used. However, tests with these machineries and evtl. improvement of the application method is desireable.
  • Ажлын багтаамж, хүн хүчний нөөц бололцоо: Treatment through the SLM Approach:

Талуудын оролцоо ба үүрэг

Арга барилд оролцогч талууд болон тэдгээрийн үүрэг
Ямар оролцогч талууд / хэрэгжүүлэгч байгууллагууд арга барилд оролцож байсан бэ? Оролцогч талуудыг тодорхойлно уу Оролцогч талуудын үүргийг тайлбарлана уу
Орон нутгийн газар ашиглагч / орон нутгийн иргэд The farm owner where the soil C-Enrichment was done
ГТМ-ийн мэргэжилтэн/ хөдөө аж ахуйн зөвлөх SLM specialists from the CAU University of Kiel, Federal University of Mato Grosso and François Rabelais University
Засгийн газар (шийдвэр гаргагч, төлөвлөгч)
Олон улсын байгууллага Carbiocial Project
Арга барилын янз бүрийн үе шатанд орон нутгийн газар ашиглагчид / бүлгүүдийг татан оролцуулах
үгүй
идэвхигүй
Гадаад дэмжлэг
интерактив
өөрийн хүчийг нэгтгэсэн
санаачлага/идэвхжүүлэлт
Carbiocial Project
Төлөвлөгөө
Carbiocial Project. Scientific team of the Subproject 06 (SP-06: Experimental C-Enrichment of Tropical Agricultural Soil With Organic Matter) and land owner and user
Хэрэгжилт
Carbiocial Project (SP-06) and land owner and user
Мониторинг/ үнэлгээ
Carbiocial Project (SP-06) and land owner and user
Research
Carbiocial Project
Арга барил хэрэгжүүлэх бүдүүвч

Organisation/flow chart of the experimental C-Enrichment of Tropical agricultural soil with organic matter amendments and monitoring (2012-2015) at the Farm Rio Engano, Brazilian Cerrado.

Зохиогч: Luisa F. Vega (luisa.vega@gmail.com)
ГТМ-ийн технологи сонгох шийдвэр гаргах явц

Шийдвэр гаргасан этгээд

  • Газар ашиглагч дангаараа (өөрийн санаачлага)
  • ГТМ-ийн мэргэжилтнүүдийн дэмжлэгтэйгээр, голчлон газар ашиглагчид
  • оролцооны зарчмын хэсэг болох бүх холбогдох талууд
  • голдуу ГТМ-ийн мэргэжилтнүүд, газар ашиглагчидтай зөвлөлдсөний үндсэн дээр
  • ГТМ-ийн мэргэжилтэн дангаараа
  • улс төрчид / удирдагчид

Шийдвэр гаргах үндэслэл нь

  • ГТМ-ийн мэдлэгийг баримтжуулалтын үнэлгээ (нотолгоонд суурилсан шийдвэр гаргах)
  • Судалгааны үр дүн, ололтууд
  • Хувь хүний туршлага ба санал бодол (баримтжуулаагүй)

Техникийн туслалцаа, чадавхи бий болгох болон мэдлэгийн менежмент

Дараах үйл ажиллагаа эсвэл үйлчилгээ нь арга барилын нэг хэсэг болсон
Чадавхи бэхжүүлэх / сургалт
Дараах сонирхогч талуудад сургалт хийсэн
  • Газар ашиглагчид
  • хээрийн ажилтан / зөвлөх
Сургалтын хэлбэр
  • Ажил дээр
  • фермерээс -фермер
  • үзүүлэнгийн талбай
  • Олон нийтийн уулзалт
  • курс дамжаа
Хамарсан сэдэв

Зөвлөх үйлчилгээ
Зөвлөх үйлчилгээ үзүүлсэн
  • Газар ашиглагчийн талбай дээр
  • Тогтмол төвд
Name of method used for advisory service: Direct communication by visiting the land user; Key elements: Dialogue, Exchange of ideas

Advisory service is very adequate to ensure the continuation of land conservation activities; The extension system is very adequate to ensure continuation of activities. The research staff from the Soil and Rural Eng. Department, Federal University of Mato Grosso, Brazil have participated in this approach and plan to continue with research and monitoring activities.
Институцийг бэхжүүлэх
Институци бэхжисэн / бий болсон
  • Үгүй
  • Тийм, бага
  • Тийм, дунд зэрэг
  • Тийм, маш их
дараах түвшинд
  • Орон нутгийн
  • Бүс нутгийн
  • Үндэсний
Байгууллага, үүрэг, хариуцлага, гишүүд зэргийг тодорхойлно уу.
Дэмжлэгийн төрөл
  • Санхүүгийн
  • чадавхи бэхжүүлэх / сургалт
  • Тоног төхөөрөмж
Дэлгэрэнгүй мэдээлэл
In the frame of the Carbiocial Project, several students from the UFMT carried out their master or PhD thesis and undergraduate student got practical experience. Particularly, in SP-06 one student got his master degree. Different equipments were also donate to this university.
Мониторинг ба үнэлгээ
bio-physical aspects were ad hoc monitored by project staff through observations; indicators: Experimental site observation during sampling campaings by Carbiocial bio-physical aspects were regular monitored by project staff through measurements; indicators: Regularly sampling campaings of soil and biomass economic / production aspects were ad hoc monitored by project staff through observations; indicators: Ideas exchange with land user economic / production aspects were regular monitored by project staff through measurements; indicators: assessment of grain and biomass crop production There were no changes in the Approach as a result of monitoring and evaluation There were no changes in the Technology as a result of monitoring and evaluation
Судалгаа
Судалгаа нь дараах сэдвийг хамарсан
  • Социологи
  • Эдийн засаг/ зах зээл
  • Экологи
  • Технологи

A detailed study on the enrichment effects of different organic matter types on soil carbon enrichment was undertaken (laboratory analysis of field samples). Further topics covered include sustainable land management and crop production.

By research staff from the Department of Applied Ecology, Institute for Ecosystem Research, CAU university of Kiel,
Germany; the Soil and Rural Eng. Department, Faculty of Agronomy, Veterinary Medicine, and Zootechnology (FAMEVZ),
Federal University of Mato Grosso, Cuiabá, Brazil and the Interdisciplinary Research Center for Cities, Territories,
Environment and Society (CITERES-CNRS UMR 7324), François Rabelais University, Tours, France.


Research was carried out on-farm

Санхүүжилт болон хөндлөнгийн материаллаг дэмжлэг

ГТМ-ийн бүрэлдэхүүн хэсгийн жилийн төсөв ам.доллараар
  • < 2,000
  • 2,000-10,000
  • 10,000-100,000
  • 100,000-1,000,000
  • > 1,000,000
Precise annual budget: тодорхойгүй
Approach costs were met by the following donors: international (Carbiocial Project): 100.0%; private sector (Donation of OM amendments); local community / land user(s) (Granted an experimental area on agricultural soil for at least 3 years)
Газар ашиглагч нарт дараах урамшуулал, үйлчилгээг үзүүлсэн
  • Газар ашиглагчдад санхүүгийн / материаллаг дэмжлэг үзүүлсэн
  • Тодорхой хөрөнгө оруулалтанд нөхөн олговор олгох
  • Кредит
  • Бусад урамшуулал, хэрэгсэл
Газар ашиглагчдад санхүүгийн болон материаллаг дэмжлэг үзүүлэх
Private sector provided OM amendments for soil enrichment

Нөлөөллийн дүн шинжилгээ ба дүгнэлт

Арга барилын үр нөлөө
Үгүй
Тийм, бага зэрэг
Тийм, зарим
Тийм, их
Арга барил нь ГТМ-ийн технологийг хэрэгжүүлж, хадгалахад газар ашиглагчдад тусласан уу?

With this approach was demonstrated that soil organic carbon in tropical agricultural soil (Ferrasol) can be enhanced by applying local available organic matter, starting from only 6 ton/ha. Even when the studied soil has been under conservational farming practices, i.e. no-tillage, for more than 20 years.

Арга барил нь эмзэг бүлгийнхнийг нийгэм, эдийн засгийн хувьд чадавхижуулсан уу?

Did other land users / projects adopt the Approach?

Газар ашиглагчид ГТМ хэрэгжүүлэх болсон үндсэн шалтгаан
  • үйлдвэрлэл нэмэгдсэн
  • Ашиг нэмэгдсэн (боломж), зардал-үр ашгийн харьцаа сайжирсан
  • Газрын доройтол буурсан
  • Гамшигийн эрсдэл буурсан
  • Ажлын ачаалал бууруулсан
  • төлбөр / татаас
  • дүрэм журам (торгууль) / сахиулах
  • нэр хүнд, нийгмийн дарамт / нийгмийн холбоо
  • Сүлжээ/ бүлэг төсөл/ хөдөлгөөнд гишүүнээр элсүүлэх
  • Байгаль орчны ухамсар
  • зан заншил, ёс суртахуун
  • ГТМ-ийн мэдлэг, туршлага дээшилсэн
  • гоо зүйн сайжруулалт
  • зөрчилдөөнийг бууруулах
Арга барилын хүрээнд хэрэгжүүлсэн үйл ажиллагааны тогтвортой байдал
Газар ашиглагчид арга барилаар дамжуулан хэрэгжүүлсэн арга хэмжээг тогтвортой үргэлжлүүлж чадах уу (гадны дэмжлэггүйгээр)?
  • Үгүй
  • Тийм
  • Тодорхойгүй

• OM addition to tropical agricultural soil (Ferrasol) can increase significantly soil organic carbon and water retention, even in small amounts such as 6 ton/ha • Biomass reapplication should be done in 2 years intervals • The biomass type and disposition method did not have a significant effect on increasing soil organic carbon

Дүгнэлт, сургамж

Давуу тал: газар ашиглагчийн бодлоор
  • The approach improves soil quality and could enhance crop resilience in dryer years.
Давуу тал: эмхэтгэгч эсвэл бусад мэдээлэл өгсөн хүмүүсийн бодлоор
  • As this approach uses industrial biomass residues, we consider it a win-win solution for organic matter waste disposition and to improve soil quality. (How to sustain/ enhance this strength: The costs of transport and application can limit the extensive use of soil organic matter enrichment practices among land users in the Brazilian Cerrado. Therefore, subsidies could contribute to the adoption of this approach by a broader number of farmers.)
Сул тал/ дутагдал / эрсдэл: газар ашиглагчийн бодлоордаван туулах боломжууд
  • The costs of OM transport and application Mr. Antonio Huebner, the land owner and user in this approach, has been cultivating with soybean and corn rotation under conservational farming practices, i.e. no-tillage, for more than 20 years. He thinks a possible more economic alternative for this approach is to create soy and corn varieties which have more abundant foliage and the same capacity of grain production. In an approach that combines these varieties and no-tillage, the farmers could continue cultivating in their traditional way, without having to incur in extra costs due to application of OM amendments; however, increasing organic matter inputs to the soil.
Сул тал/ дутагдал / эрсдэл: эмхэтгэгч эсвэл бусад мэдээлэл өгсөн хүмүүсийн бодлоордаван туулах боломжууд
  • Lack of adequate machinery for OM addition Designing or adapting machinery for this purpose.

Суурь мэдээлэлүүд

Эмхэтгэгч
  • Luisa F. Vega
Хянан тохиолдуулагчид
Хянагч
  • Fabian Ottiger
Баримтжуулсан огноо: 28 7-р сар 2015
Сүүлийн шинэчлэл: 03 8-р сар 2017
Мэдээлэл өгсөн хүн
WOCAT мэдээллийн сан дахь бүрэн тодорхойлолт
Холбогдох ГТМ мэдээлэл
Баримтжуулалтыг зохион байгуулсан
Байгууллага Төсөл
Гол сурвалж баримт сэлт
  • Price PB, Sowers T (2004) Temperature dependence of metabolic rates for microbial growth, maintenance, and survival. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101:4631–4636:
  • Tivet F, De Moraes Sa JC, Lal R, Briedis C, Borszowskei PR, Bürkner dos Santos J, Farias A, Eurich G, Da Cruz Hartman D, Nadolny Junior M, Bouzinac S, Séguy L (2013) Aggregate C depletion by plowing and its restoration by diverse biomass-C inputs under no-till in sub-tropical and tropical regions of Brazil. Soil and tillage research, 126 :203-218:
  • Zech W, Senesi N, Guggenberger G, Kaiser K, Lehmann J, Miano TM, Miltner A, Schroth G (1997) Factors controlling humific G. ation and Mineralization of soil organic matter in the tropics. Geoderma 79 : 117-161:
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International