Mulch cover on planting pits (ICRISAT)

Precision Conservation Agriculture (Zimbábue)

Descrição

Precision Conservation Agriculture combines aspects of conservation agriculture and precision application of fertilizer.

Precision Conservation Agriculture (PCA) is a combined technology that encompasses four basic principles: 1) minimum tillage – e.g. using planting basins which enhance the capture of water from the first rains and allow efficient application of limited nutrient resources with limited labor input; 2) the precision application of small doses of nitrogen-based fertilizer to achieve higher nutrient efficiency (from organic and/or inorganic sources); 3) combining improved fertility with improved seed for higher productivity; and 4) use of available residues to create a mulch cover that reduces evaporation losses and weed growth. Crop mixes are adapted to the local conditions and household resource constraints. Cereal/legume rotations are desirable. PCA spreads labor for land preparation over the dry seasons and encourages more timely planting, resulting in a reduction of peak labor loads at planting, higher productivity and incomes. Over four years these simple technologies have consistently increased average yields by 50 to 200% in more than 50,000 farm households. These strategies are promoted by ICRISAT, FAO and NGOs in Southern Africa focusing on low potential zones where most of the most resource-poor and vulnerable farm households exist.

Components of CF Planting Basins Package promoted in Zimbabwe:
1. Winter weeding: The first step in preparing a field using CF methods is to remove all weeds. This should be done soon after harvesting in May/June. Weeding is done using implements such as hand hoes and machetes that disturb the soil as little as possible. The importance of weeding before land preparation is to ensure that the plot is weed-free at basin preparation and also to prevent the dispersal of weed seeds.
2. Digging planting basins: Planting basins are holes dug in a weed-free field into which a crop is planted. The basins are prepared in the dry season from July to October. The recommended dimensions of the basin are 15×15×15 cm, spaced at either 75×60 cm for rainfalls of 650 to 900 mm and either 75x75 cm or 90×60 cm for Natural rainfalls of 400 to 650 mm. The basins enable the farmer to plant the crop after the first effective rains when the basins have captured rainwater and drained naturally. Seeds are placed in each basin at the appropriate seeding rate and covered with clod-free soil. The advantage of using basins is that they enhance the capture of water from the first rains of the wet season and enable precision application of both organic and inorganic fertilizer as it is applied directly into the pit and not broadcast.
3. Application of crop residues: Crop residues are applied on the soil surface in the dry season, soon after harvesting if available. Ideally the residues should provide at least 30% soil cover. The mulch buffers the soil against extreme temperatures (thereby reducing soil evaporation), cushions the soil against traffic, and suppresses weeds through shading and improves soil fertility.
4. Application of manure: Fertility amendments are applied soon after land preparation in the dry season. In CF, the application of both organic and inorganic fertilizers is recommended as they complement each other. Organic fertilizers such as manure and/or composts are applied at a rate of at least a handful per planting basin. More can be used in wetter areas.
5. Application of basal fertilizer: Inorganic basal fertilizer is also applied soon after land preparation before the onset of the rains. One level beer bottle cap is applied per planting basin and covered lightly with clod-free soil. This is equivalent to 80 kg of compound fertilizer per hectare. Application rates can be increased in wetter areas and may depend on crop types.
6. Application of topdressing: Nitrogen fertilizer is applied to cereal crops at the 5 to 6 leaf stage soon after the first weeding at a rate of one level beer bottle cap per basin. This is equivalent to 80 kg of ammonium nitrate fertilizer per hectare. Application is done on moist soils. Precision application ensures that the nutrients are available where they are needed. Application rates can be increased in wetter areas and may depend on crop types.
7. Timely weeding: In conventional tillage systems, farmers plough/cultivate repeatedly in order to suppress weeds. With reduced tillage, weeds can be a problem requiring more effort initially. One strategy is to weed in a timely manner (ie, when the weeds are still small) preventing the weeds from setting seed. Timely weeding in combination with mulch should eventually lead to effective weed control.
8. Crop rotation: Rotating crops is one of the key principles of CF. Cereal/legume rotations are desirable because the cereal benefits from nitrogen produced by the Rhizobium associated with the legume, and the legume benefits from the residues produced by the cereal. The advantages of crop rotation include improvement of soil fertility, controlling weeds, pests and diseases, and producing different types of outputs, which reduce the risk of total crop failure in cases of drought and disease outbreaks.

Localização

Localização: Bulawayo, Zimbábue

Nº de sites de tecnologia analisados:

Geo-referência de locais selecionados
  • 28.58116, -20.17219

Difusão da tecnologia:

Em uma área permanentemente protegida?:

Data da implementação: menos de 10 anos atrás (recentemente)

Tipo de introdução
Application of a micro-dose of basal fertilizer (a compound applied prior to planting in the bottom of the planting pit) (ICRISAT)
Excavation of planting pits (Dimensions: 15 cm by 15 cm by 15 cm; Spacing: varies between 60 – 90 cm, depending on average rainfall) (ICRISAT)

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
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
  • Deteriorização química do solo - Cn: declínio de fertilidade e teor reduzido de matéria orgânica (não causado pela erosão)
  • Deteriorização física do solo - Pk: quebra e ressecamento
Grupo de GST
  • Gestão integrada de fertilidade do solo
Medidas de GST
  • Medidas agronômicas - A1: cobertura vegetal/do solo, A2: Matéria orgânica/fertilidade do solo, A3: Tratamento da superfície do solo (A 3.2: Reduced tillage (> 30% soil cover)), A4: Tratamento do subsolo, A5: Gestão de sementes, variedades melhoradas, A6: Gerenciamento de resíduos, A7: Outros
  • Medidas vegetativas - V5: Outros
  • Medidas estruturais - S11: Outros
  • Medidas de gestão - M1: Mudança no tipo de uso da terra, M4: Principal mudança no calendário de atividades

Desenho técnico

Especificações técnicas
Vertical interval and spacing between structures / vegetative strips
Date: 1st November 2009
Technical knowledge required for field staff / advisors: high (Change in attitudes)
Technical knowledge required for land users: high (Change in attitudes)
Author: Steve Twomlow

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
n.a.
Atividades de implantação
  1. 1.Layout of contours with the use of an A-frame before land preparation, place wooden pegs along the contours (Periodicidade/frequência: during dry season)
Atividades de manutenção
  1. Direct seeding /fertilizer (NPK) banding using no-till drill (Periodicidade/frequência: Eearly November)
  2. Direct seeding /fertilizer (NPK) banding using no-till drill (Periodicidade/frequência: Eearly November)
  3. Leave fields to fallow for 18 months, apply herbicide if needed (Periodicidade/frequência: afther harvest)
  4. Leave fields to fallow for 18 months, apply herbicide if needed (Periodicidade/frequência: afther harvest)
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
Mão-de-obra
labour ha 1,0 108,0 108,0
Equipamento
hand hoes ha 1,0 7,0 7,0
Fertilizantes e biocidas
fertilizer ha 1,0 69,0 69,0
Custos totais para a manutenção da tecnologia 184.0
Custos totais de manutenção da Tecnologia em USD 184.0

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
Summer rains October/November to March 79 to 179 days
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

Quantidade anterior à GST: 400 kg/ha
Quantidade posterior à GST: 1520 kg/ha
increase varies between 50-200%, depending on rainfall regime, soil types and fertility, and market access

Produção de forragens
diminuído
x
aumentado

Quantidade anterior à GST: 600 kg/ha
Quantidade posterior à GST: 2200 kg/ha

Qualidade da forragem
diminuído
x
aumentado

Risco de falha de produção
aumentado
x
diminuído

Diversidade de produtos
diminuído
x
aumentado

Gestão de terra
Impedido
x
Simplificado

Rendimento agrícola
diminuído
x
aumentado

Impactos socioculturais
Segurança alimentar/auto-suficiência
Reduzido
x
Melhorado

Quantidade anterior à GST: 1.8 ha
Quantidade posterior à GST: 0.6 ha
Household meets food needs from less land

Oportunidades culturais (p. ex. espiritual, estética, outros)
Reduzido
x
Melhorado

Instituições comunitárias
Enfraquecido
x
Fortalecido


Community work groups using establishment

Conhecimento de GST/ degradação da terra
Reduzido
x
Melhorado

Situação de grupos social e economicamente desfavorecidos (gênero, idade, status, etnia, etc)
Agravado
x
Melhorado

Impactos ecológicos
Qualidade de água
diminuído
x
aumentado


Dependent on number adopting in community/catchment

Colheita/recolhimento de água (escoamento, orvalho, neve, etc)
Reduzido
x
Melhorado

Escoamento superficial
aumentado
x
diminuído

Evaporação
aumentado
x
diminuído

Umidade do solo
diminuído
x
aumentado

Cobertura do solo
Reduzido
x
Melhorado

Perda de solo
aumentado
x
diminuído

Ressecamento/ selagem do solo
aumentado
x
Reduzido

Compactação do solo
aumentado
x
Reduzido

Ciclo e recarga de nutrientes
diminuído
x
aumentado

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

Biomassa/carbono acima do solo
diminuído
x
aumentado

Espécies benéficas (predadores, minhocas, polinizadores)
diminuído
x
aumentado

Emissão de carbono e gases de efeito estufa
aumentado
x
diminuído

Impactos fora do local

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

Mudança climática gradual
Temperatura anual aumento

não bem em absoluto
x
muito bem
Extremos (desastres) relacionados ao clima
Temporal local

não bem em absoluto
muito bem
Resposta: não conhecido
Seca

não bem em absoluto
x
muito bem
Outras consequências relacionadas ao clima
Período de crescimento reduzido

não bem em absoluto
x
muito bem

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
Pontos fortes: a visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada
  • PCA spreads labour for land preparation over the dry season and encourages more timely planting, resulting in a reduction of peak labour loads at planting, higher productivity and incomes
  • Over four years these simple technologies have consistently increased average yields by 50 to 200%, depending on rainfall regime, soil types and fertility, and market access
Pontos fracos/desvantagens/riscos: visão do usuário de terracomo superar
  • None
  • None
  • None
Pontos fracos/desvantagens/riscos: a visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitadacomo superar
  • Availability of residues to achieve the minimum 30% soil cover Accept that in agro-pastoral systems where residues are at a premium demonstrate benefits of residues management – but allow households to decide
  • Access to fertilizer at cost effective prices Input market development and identification of enabling government policies
  • Rotations and legumes poorly adopted Allow households to become familiar with technology and meet subsistence food requirements before promoting rotations. Ensure availability of good quality seeds and markets to meet extra legume production

Referências

Compilador/a
  • Stephen Twomlow
Editores
Revisor
  • Deborah Niggli
  • Alexandra Gavilano
Data da documentação: 22 de Abril de 2010
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
  • Hove L, Twomlow S. 2008. Is conservation agriculture an option for vulnerable households in Southern Africa? Paper presented at the Conservation Agriculture for Sustainable Land Management to Improve the Livelihood of People in Dry Areas Workshop, United: ICRISAT web site – www.icrisat.org or FAO
  • Mazvimavi K, Twomlow S, Belder P, Hove L. 2007. An Assessment of the Sustainable Uptake of CF in Zimbabwe. Global Theme on Agroecosystems Report No 39. ICRISAT, Bulawayo. 69pp.: ICRISAT – www.icrisat.org
  • Mazvimavi, K., Twomlow, S. Socioeconomic and institutional factors influencing adoption of conservation farming by vulnerable households in Zimbabwe. Agr. Syst. (2009), doi:10.1016/j.agsy.2009.02.002: Elsevier – Agricultural Systems
  • Twomlow,S., Hove, L., Mupangwa, W., Masikati, P., Mashingaidze,N. 2009. Precision Conservation Agriculture For Vulnerable Farmers In Low-Potential Zones In Humphreys, E. and Bayot, R.S. (Editors). 2009. Increasing the productivity and sustainability of r: xxx
  • Zimbabwe Conservation Agriculture Task Force, 2009. Farming for the future: A guide to conservation agriculture in Zimbabwe. ISBN 978-07974-3735-7: FAO Emergency Office Zimbabwe Michael.jenrich@fao.org
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