A tractor with the ‘Väderstad Rapid Cultivation Drill’ in action: a light surface tillage followed by direct seeding. (Soil and Water Protection, SOW)

Conservation agriculture (Reino Unido)

non-inversion tillage, incorporation of crop residues, non-selective herbicides

Descrição

Improved soil management based on non-inversion tillage for cost-effective and timely crop establishment.

Conservation agriculture (CA), involving superficial non-inversion tillage, began to be widely taken up in England following advances in seed drill technology, non-selective herbicides and straw-chopping combine harvesters in the late 1980s.
This case focuses on the Game Conservancy Trust’s Allerton Project at Loddington, which in 2000 pooled resources with its neighbour to purchase a single set of cultivation equipment, and replaced conventional mouldboard ploughing (with its multiple cultivations) by state-of-the-art CA. Contract services offered by the joint venture means that 1,000 ha are now covered each year. The main winter crops are wheat, oats, and oilseed rape. Beans are sown in the spring. The heavy clay loam is vulnerable to excessive surface moisture, restricting crop establishment
‘windows’.
Immediately after harvest the soil is loosened and straw incorporated, and then soil is consolidated (using a ‘cultivation train’ combining two machines: the ‘Simba Solo’ and the ‘Cultipress’). This encourages up to 60% of the weeds to emerge in a ‘stale seedbed’. Spraying then removes all the weeds and volunteer plants of previous crops. This is followed by a light surface tillage, using the ‘Väderstad Rapid Cultivator Drill’, before sowing into the seedbed created. Equipment comprises implements with tines and/or discs which create a tilth to around 10 cm
without inverting the soil. Cambridge rollers are then used to consolidate the sown land. After crop maturity, combine harvesting takes place - with simultaneous chopping of straw/crop residues. A trash rake is used to disperse the chopped straw. This way excessive trash is incorporated rapidly into the soil. Compaction may arise in the transition phase, because of the lack of soil loosening through ploughing: minimising traffic, keeping to tramlines and headlands can all help. In time, increases in soil organic matter content and earthworm biomass make compaction less of a problem. The problem of slugs can be reduced by improving seed-to-soil contact, and by drilling deeper.

Purpose of the Technology: The main purpose of conservation agriculture is cost effective, timely and rapid crop establishment, under good soil conditions. High-speed operations are the key. Compared with conventional ploughing, labour is saved and fuel costs lowered. However, an additional application of herbicides represents an extra expenditure. Yields per hectare haven’t risen but the key difference is that about four times as many hectares can be prepared in time for autumn planting under conservation tillage, thus improving overall production. Incorporation of crop residues improves soil structure and leads to a more friable, less erodible topsoil.

Localização

Localização: Leicestershire, Reino Unido

Nº de sites de tecnologia analisados:

Geo-referência de locais selecionados
  • -1.10348, 52.42453

Difusão da tecnologia:

Em uma área permanentemente protegida?:

Data da implementação:

Tipo de introdução
The grain crop emerging through a light mulch of straw. (Soil and Water Protection, SOW)
Detailed view of the ‘Väderstad Rapid Cultivation Drill’ with tines and discs. (Alastair Leake)

Classificação da Tecnologia

Objetivo principal
  • Melhora a produção
  • Reduz, previne, recupera a degradação do solo
  • Preserva ecossistema
  • Protege uma bacia/zonas a jusante – em combinação com outra tecnologia
  • Preservar/melhorar a biodiversidade
  • Reduzir riscos de desastre
  • Adaptar a mudanças climáticas/extremos e seus impactos
  • Atenuar a mudanças climáticas e seus impactos
  • Criar impacto econômico benéfico
  • Cria impacto social benéfico
Uso da terra

  • Terra de cultivo
    • Cultura anual: Legumes e leguminosas - feijão, cereais - aveia, cereais - trigo (inverno), culturas oleaginosas - girassol, colza, outros
    Número de estações de cultivo por ano: 1
Abastecimento de água
  • Precipitação natural
  • Misto de precipitação natural-irrigado
  • Irrigação completa

Objetivo relacionado à degradação da terra
  • Prevenir degradação do solo
  • Reduzir a degradação do solo
  • Recuperar/reabilitar solo severamente degradado
  • Adaptar à degradação do solo
  • Não aplicável
Degradação abordada
  • Erosão do solo pela água - Wt: Perda do solo superficial/erosão de superfície, Wg: Erosão por ravinas/ravinamento
  • Deteriorização química do solo - Cn: declínio de fertilidade e teor reduzido de matéria orgânica (não causado pela erosão)
Grupo de GST
  • Perturbação mínima ao solo
Medidas de GST

Desenho técnico

Especificações técnicas

Estabelecimento e manutenção: atividades, insumos e custos

Cálculo de insumos e custos
  • Os custos são calculados:
  • Moeda utilizada para o cálculo de custos: n.a.
  • Taxa de câmbio (para USD): 1 USD = n.a
  • Custo salarial médio da mão-de-obra contratada por dia: n.a
Fatores mais importantes que afetam os custos
No establishment costs for purchase of special conservation tillage equipment are included here – though this investment is considerable. Tractors of sufficient horsepower and a couple of special machines (see above) are needed. The investment in this case was shared by two neighbouring farms, who implemented conservation agriculture on a joint venture basis. The only costs presented in the table above are total recurrent annual costs for tillage operations. This total, US$ 180, compares with US$ 260 for conventional tillage operations. While drilling is not included in the above conventional tillage calculation, subsequent application of additional herbicides represents an extra cost of conservation tillage of about US$ 80/ha. In balance the costs per hectare are broadly similar. Labour inputs however are reduced considerably as a proportion: the Allerton farm with its 260 ha of arable land is operated by a farm manager and just one farm worker.
Atividades de implantação
n.a.
Atividades de manutenção
  1. Loosen the soil and incorporate the straw using the ‘Simba Solo’; soil consolidation, using the 'Cultipress' (Periodicidade/frequência: immediately post-harvest /)
  2. Spray the stale seedbed to remove all the weeds/volunteer plants of previous crops (Periodicidade/frequência: mid September)
  3. Light surface tillage and sowing into the seedbed; using the 'Väderstad Rapid Cultivator Drill' (Periodicidade/frequência: usually end September, just after spraying)
  4. Consolidation of the sown land (Periodicidade/frequência: using Cambridge rollers)
  5. After crop maturity, combine harvesting - with simultaneous chopping of straw (Periodicidade/frequência: None)
  6. Disperse the chopped straw, using a trash rake. (Periodicidade/frequência: None)
Insumos e custos de manutenção
Especifique a entrada Unidade Quantidade Custos por unidade (n.a.) Custos totais por entrada (n.a.) % dos custos arcados pelos usuários da terra
Equipamento
Machine use ha 1,0 180,0 180,0 100,0
Custos totais para a manutenção da tecnologia 180.0
Custos totais de manutenção da Tecnologia em USD 180.0

Ambiente natural

Média pluviométrica anual
  • <250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1.000 mm
  • 1.001-1.500 mm
  • 1.501-2.000 mm
  • 2.001-3.000 mm
  • 3.001-4.000 mm
  • > 4.000 mm
Zona agroclimática
  • úmido
  • Subúmido
  • Semiárido
  • Árido
Especificações sobre o clima
Thermal climate class: temperate
Inclinação
  • Plano (0-2%)
  • Suave ondulado (3-5%)
  • Ondulado (6-10%)
  • Moderadamente ondulado (11-15%)
  • Forte ondulado (16-30%)
  • Montanhoso (31-60%)
  • Escarpado (>60%)
Formas de relevo
  • Planalto/planície
  • Cumes
  • Encosta de serra
  • Encosta de morro
  • Sopés
  • Fundos de vale
Altitude
  • 0-100 m s.n.m.
  • 101-500 m s.n.m.
  • 501-1.000 m s.n.m.
  • 1.001-1.500 m s.n.m.
  • 1.501-2.000 m s.n.m.
  • 2.001-2.500 m s.n.m.
  • 2.501-3.000 m s.n.m.
  • 3.001-4.000 m s.n.m.
  • > 4.000 m s.n.m.
A tecnologia é aplicada em
  • Posições convexas
  • Posições côncavas
  • Não relevante
Profundidade do solo
  • Muito raso (0-20 cm)
  • Raso (21-50 cm)
  • Moderadamente profundo (51-80 cm)
  • Profundo (81-120 cm)
  • Muito profundo (>120 cm)
Textura do solo (superficial)
  • Grosso/fino (arenoso)
  • Médio (limoso, siltoso)
  • Fino/pesado (argila)
Textura do solo (>20 cm abaixo da superfície)
  • Grosso/fino (arenoso)
  • Médio (limoso, siltoso)
  • Fino/pesado (argila)
Teor de matéria orgânica do solo superior
  • Alto (>3%)
  • Médio (1-3%)
  • Baixo (<1%)
Lençol freático
  • Na superfície
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Disponibilidade de água de superfície
  • Excesso
  • Bom
  • Médio
  • Precário/nenhum
Qualidade da água (não tratada)
  • Água potável boa
  • Água potável precária (tratamento necessário)
  • apenas para uso agrícola (irrigação)
  • Inutilizável
A salinidade é um problema?
  • Sim
  • Não

Ocorrência de enchentes
  • Sim
  • Não
Diversidade de espécies
  • Alto
  • Médio
  • Baixo
Diversidade de habitat
  • Alto
  • Médio
  • Baixo

Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Orientação de mercado
  • Subsistência (autoabastecimento)
  • misto (subsistência/comercial)
  • Comercial/mercado
Rendimento não agrícola
  • Menos de 10% de toda renda
  • 10-50% de toda renda
  • >50% de toda renda
Nível relativo de riqueza
  • Muito pobre
  • Pobre
  • Média
  • Rico
  • Muito rico
Nível de mecanização
  • Trabalho manual
  • Tração animal
  • Mecanizado/motorizado
Sedentário ou nômade
  • Sedentário
  • Semi-nômade
  • Nômade
Indivíduos ou grupos
  • Indivíduo/unidade familiar
  • Grupos/comunidade
  • Cooperativa
  • Empregado (empresa, governo)
Gênero
  • Mulheres
  • Homens
Idade
  • Crianças
  • Jovens
  • meia-idade
  • idosos
Área utilizada por residência
  • < 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
Escala
  • Pequena escala
  • Média escala
  • Grande escala
Propriedade da terra
  • Estado
  • Empresa
  • Comunitário/rural
  • Grupo
  • Indivíduo, não intitulado
  • Indivíduo, intitulado
Direitos do uso da terra
  • Acesso livre (não organizado)
  • Comunitário (organizado)
  • Arrendado
  • Indivíduo
Direitos do uso da água
  • Acesso livre (não organizado)
  • Comunitário (organizado)
  • Arrendado
  • Indivíduo
Acesso a serviços e infraestrutura

Impactos

Impactos socioeconômicos
Produção agrícola
diminuído
x
aumentado


Reduced yields in the early years (due to initial compaction)

Rendimento agrícola
diminuído
x
aumentado

Impactos socioculturais
Instituições comunitárias
Enfraquecido
x
Fortalecido

Instituições nacionais
Enfraquecido
x
Fortalecido

Conhecimento de GST/ degradação da terra
Reduzido
x
Melhorado

Atenuação de conflitos
Agravado
x
Melhorado

Impactos ecológicos
Escoamento superficial
aumentado
x
diminuído

Drenagem de excesso de água
Reduzido
x
Melhorado

Umidade do solo
diminuído
x
aumentado

Cobertura do solo
Reduzido
x
Melhorado

Perda de solo
aumentado
x
diminuído

Matéria orgânica do solo/carbono abaixo do solo
diminuído
x
aumentado

Carbon sequestration
decreased
x
increased

Loss of nutrients (through leaching)
improved
x
reduced

Biodiversity enhancement
decreased
x
increased


Above and below ground

Soil structure
reduced
x
imporved

Organic matter depletion (in certain sandy soils)
increased
x
decreased

Reliance on herbicides
increased
x
decreased

Impactos fora do local
Cheias de jusante (indesejada)
aumentado
x
Reduzido

Sedimentação a jusante
aumentado
x
diminuído

Poluição de água subterrânea/rio
aumentado
x
Reduzido

Sedimentos transportados pelo vento
aumentado
x
Reduzido

Análise do custo-benefício

Benefícios em relação aos custos de estabelecimento
Retornos a curto prazo
muito negativo
x
muito positivo

Retornos a longo prazo
muito negativo
x
muito positivo

Benefícios em relação aos custos de manutenção
Retornos a curto prazo
muito negativo
x
muito positivo

Retornos a longo prazo
muito negativo
x
muito positivo

Mudança climática

-

Adoção e adaptação

Porcentagem de usuários de terras na área que adotaram a Tecnologia
  • casos isolados/experimental
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
De todos aqueles que adotaram a Tecnologia, quantos o fizeram sem receber incentivos materiais?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
A tecnologia foi recentemente modificada para adaptar-se as condições variáveis?
  • Sim
  • Não
A quais condições de mudança?
  • Mudança climática/extremo
  • Mercados dinâmicos
  • Disponibilidade de mão-de-obra (p. ex. devido à migração)

Conclusões e experiências adquiridas

Pontos fortes: visão do usuário de terra
  • Increases soil biota (more than doubling earthworm mass) and biodiversity generally (nearly doubling the number of different organisms)

    How can they be sustained / enhanced? Maintain system over time to maximise these benefits.
Pontos fortes: a visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada
  • Lowers recurrent soil tillage costs – mainly due to reduction in fuel use (down by about one third) and labour (saving around one person day per hectare)

    How can they be sustained / enhanced? Spread over greater area to maximise cost reduction.
  • ncreases overall farm yield (and income) by speeding up land preparation in autumn, allowing a larger area to be planted as winter crops

    How can they be sustained / enhanced? Ditto.
  • Improves soil structure and physical properties in various ways

    How can they be sustained / enhanced? Maintain system over time to maximise these benefits.
  • Reduces runoff (by a half), soil erosion (by two thirds), and leaching of nutrients (by three quarters) thus decreasing movement of phosphates and nitrates to streams and rivers

    How can they be sustained / enhanced? To improve further, combine with other measures such as adding organic matter or growing green manures and cover crops.
  • Increases soil buffering capacity against climatic extremes (especially rainfall) through maintaining surface cover and building up soil organic matter

    How can they be sustained / enhanced? Maintain system over time to maximise these benefits.
Pontos fracos/desvantagens/riscos: visão do usuário de terracomo superar
Pontos fracos/desvantagens/riscos: a visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitadacomo superar
  • Increased growth of grass weeds and thus greater cost of herbicides Use ‘stale seedbeds’ – surface tillage immediately post-harvest to induce weed germination – followed by spraying. Crop rotation, spring cropping, occasional ploughing (every few years as necessary).
  • Not suitable for all soil types (not appropriate on some sandy soils) Don’t introduce/promote CA indiscriminately.
  • Excessive surface trash/crop residues Good chopping, then spreading and incorporation.
  • Problems with slugs Drill seed deeper, ensure good seed-to-soil
  • Surface compaction in the early stages of conversion to conservation agriculture Appropriate loosening of soil, using tined implement.

Referências

Compilador/a
  • Alastaire Leake
Editores
Revisor
  • Alexandra Gavilano
  • Fabian Ottiger
  • Deborah Niggli
Data da documentação: 24 de Fevereiro de 2011
Última atualização: 22 de Agosto de 2019
Pessoas capacitadas
Descrição completa no banco de dados do WOCAT
Dados GST vinculados
A documentação foi facilitada por
Instituição Projeto
Referências-chave
  • Soil Management Initiative/Department for Environment, Food and Rural Affairs (DEFRA) A guide to managing crop establishment.. (undated).: SMI, UK (www.smi.org.uk)
  • Soil Management Initiative Improved soil management for agronomic and environmental gain.. (undated).: SMI, UK(www.smi.org.uk)
  • Soil Management Initiative/Väderstad Target on establishment: innovation for the future of farming.. (undated).: SMI, UK(www.smi.org.uk)
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