Tecnologias

Crop rotation with legumes [Chile]

Rotación de cultivos con leguminosas (Spanish)

technologies_1123 - Chile

Completude: 76%

1. Informação geral

1.2 Detalhes do contato das pessoas capacitadas e instituições envolvidas na avaliação e documentação da tecnologia

Pessoa(s) capacitada(s)

Especialista em GST:
Especialista em GST:

Soledad Espinoza

Instituto de Investigaciones Agropecuarias

Chile

Nome do projeto que facilitou a documentação/avaliação da Tecnologia (se relevante)
DESIRE (EU-DES!RE)
Nome da(s) instituição(ões) que facilitou(ram) a documentação/ avaliação da Tecnologia (se relevante)
Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) (Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA)) - Chile

1.3 Condições em relação ao uso da informação documentada através de WOCAT

O/a compilador/a e a(s) pessoa(s) capacitada(s) aceitam as condições relativas ao uso de dados documentados através da WOCAT:

Sim

1.5 Referência ao(s) questionário(s) sobre abordagens GST (documentado(s) usando WOCAT)

2. Descrição da tecnologia de GST

2.1 Descrição curta da tecnologia

Definição da tecnologia:

Biological Nitrogen Fixation (BNF) of legumes as a source of N in crop rotations with cereals in Mediterranean Chile

2.2 Descrição detalhada da tecnologia

Descrição:

In the past, legumes were commonly used as a biological and economic source of N for farming systems. Nowadays, N-fixing legumes have been recovering as viable crops because of the increased cost of N fertilizer and the need to develop more sustainable farming systems.

Purpose of the Technology: These systems combine phases of legumes of different duration, in which N is fixed and accumulates in the soil, followed by phases of cereal growing during which accumulated N is extracted

Establishment / maintenance activities and inputs: In this new rotation for rainfed agricultural systems in Central Chile, four legume-wheat rotations were compared to a monoculture crop rotation (wheat followed by oat). The legume species are: the narrow-leaf lupin (Lupinus angustifolium); Wonga (early-flowering and high-yielding narrow-leafed lupin variety), yellow lupin (Lupinus luteus); Motiv, Peas (Pisum sativum); Rocket and a fodder mixture of vetch (Vicia atropurpurea) with oats. Legume seeds were inoculated with a specific Rhizobium. In the year following the legume crop, wheat was seeded without N fertilisation on the incorporated residues of grain legumes and green manure (vetch with oats). The BNF in the grain legumes varies from 124 to 178 kg N ha-1, depending on the type of legume. Peas are the most efficient fixing legume crop. In the lupins - wheat (L. angustifolius) rotation without application of N to the wheat after lupins, production of wheat was between 79 and 110% of that when fertilised with N. In the peas - wheat rotation, a yield equivalent to 72 and 105% of the wheat fully fertilised with N was obtained. While peas (Pisum sativum) can be eaten as a green vegetable, lupins and Vicia are used as fodder supplements for animals.

Natural / human environment: The new rotations were developed and evaluated experimentally. Then, through a technology transfer programme, the technology was transferred to real conditions with farmers in a programme covering 250 ha in the municipality of Yumbel.

The area has a subhumid Mediterranean climate with an average annual precipitation of 695 mm (80% concentrated in winter), with five months of drought. Soils are Alfisols of the Cauquenes type, classified as Ultic Palexeralfs. The soil is formed from weathered granite with moderately acidic conditions and low organic carbon. Clay content in the soil is 15% at depths of 0-18 cm depth. Below this depth, it is above 44%. The topography comprises a hillslope with a gradient of 10-20 % and the main traditional crop rotation is oat-wheat or wheat-natural pasture. The farmers are smallholders working on their own land. The sizes of the holdings on the dryland soils vary from 5 to 20 ha.

2.3 Fotos da tecnologia

2.5 País/região/locais onde a tecnologia foi aplicada e que estão cobertos nesta avaliação

País:

Chile

Região/Estado/Província:

Cauquenes and Bíobio

Especificação adicional de localização:

Secano interior, Mediterranean Chile

Especifique a difusão da tecnologia:
  • Uniformemente difundida numa área
Se a Tecnologia estiver uniformemente distribuída por uma área, especifique a área coberta (em km2):

250,0

Comentários:

Total area covered by the SLM Technology is 250 km2

2.6 Data da implementação

Caso o ano exato seja desconhecido, indique a data aproximada:
  • menos de 10 anos atrás (recentemente)

2.7 Introdução da tecnologia

Especifique como a tecnologia foi introduzida:
  • durante experiências/ pesquisa
  • através de projetos/intervenções externas

3. Classificação da tecnologia de GST

3.1 Principal/principais finalidade(s) da tecnologia

  • Preserva ecossistema

3.2 Tipo(s) atualizado(s) de uso da terra onde a tecnologia foi aplicada

Terra de cultivo

Terra de cultivo

  • Cultura anual
Cultivo anual - Especificar culturas:
  • cereais - aveia
  • Legumes e leguminosas - outras
  • legumes e leguminosas - ervilhas
  • vegetais - vegetais de folhas (saladas, couve, espinafre, outros)
  • wheat
Especifique:

Longest growing period in days: 180; Longest growing period from month to month: Mar - Nov

O rodízio de culturas é praticado?

Sim

Comentários:

The legume species are: the narrow-leaf lupin (Lupinus angustifolium); Wonga (early-flowering and high-yielding narrow-leafed lupin variety), yellow lupin (Lupinus luteus); Motiv, Peas (Pisum sativum); Rocket and a fodder mixture of vetch (Vicia atropurpurea) with oats

Major land use problems (compiler’s opinion): In rainfed areas of the Mediterranean region of Chile, bread wheat (Triticum aestivum) is mainly produced in rotation with oats (Avena sativa) and therefore N is obtained from the soil and synthetic N fertilizers applied during sowing and ploughing. These intensive crop rotations have resulted in deterioration of the physical properties and a depletion of soil fertility as a result of the drastic reduction in organic matter content of these soils.

3.5 Grupo de GST ao qual pertence a tecnologia

  • sistema rotativo (rotação de culturas, pousios, cultivo itinerante)

3.6 Medidas de GST contendo a tecnologia

Medidas agronômicas

Medidas agronômicas

  • A1: cobertura vegetal/do solo

3.7 Principais tipos de degradação da terra abordados pela tecnologia

Deteriorização química do solo

Deteriorização química do solo

  • Cn: declínio de fertilidade e teor reduzido de matéria orgânica (não causado pela erosão)
Comentários:

Main type of degradation addressed: Cn: fertility decline and reduced organic matter content

Main causes of degradation: soil management, change in temperature, change of seasonal rainfall, Heavy / extreme rainfall (intensity/amounts), education, access to knowledge and support services

3.8 Redução, prevenção ou recuperação da degradação do solo

Especifique o objetivo da tecnologia em relação a degradação da terra:
  • Prevenir degradação do solo
  • Reduzir a degradação do solo

4. Especificações técnicas, implementação de atividades, entradas e custos

4.1 Desenho técnico da tecnologia

Especificações técnicas (relacionada ao desenho técnico):

Lupins forming part of the crop sequence (Lupinus angustifolium)

Technical knowledge required for land users: high

Main technical functions: increase in organic matter, increase in nutrient availability (supply, recycling,…), promotion of new crops and varieties

Secondary technical functions: improvement of ground cover

Autor:

Soledad Espinoza

4.2 Informação geral em relação ao cálculo de entradas e custos

Especifique a moeda utilizada para os cálculos de custo:
  • USD

4.5 Atividades recorrentes/manutenção

Atividade Periodicidade/frequência
1. Seeding legumes
2. Application of fertilizer
3. Harvesting with special machinery

4.6 Custos e entradas necessárias pata a manutenção/atividades recorrentes (por ano)

Especifique a entrada Unidade Quantidade Custos por unidade Custos totais por entrada % dos custos arcados pelos usuários da terra
Mão-de-obra Seed, fertilize and harvest ha 1,0 146,0 146,0 100,0
Equipamento Rent seeder machine+harvesting ha 1,0 293,0 293,0 60,0
Material vegetal Seeds ha 1,0 306,0 306,0 80,0
Custos totais para a manutenção da tecnologia 745,0
Custos totais de manutenção da Tecnologia em USD 745,0

4.7 Fatores mais importantes que afetam os custos

Descreva os fatores mais determinantes que afetam os custos:

There are not establishment inputs and costs because in annual crops all the cost are recurrent

5. Ambiente natural e humano

5.1 Clima

Precipitação 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
  • Subúmido

Thermal climate class: temperate

5.2 Topografia

Declividade média:
  • 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
Zona de 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.
Comentários e outras especificações sobre a topografia:

Slopes on average: Also hilly

5.3 Solos

Profundidade do solo em média:
  • 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 (solo superficial):
  • Fino/pesado (argila)
Matéria orgânica do solo superficial:
  • Baixo (<1%)
Caso disponível anexe a descrição completa do solo ou especifique as informações disponíveis, p. ex. tipo de solo, PH/acidez do solo, nitrogênio, capacidade de troca catiônica, salinidade, etc.

Soil fertility is very low

Soil drainage / infiltration is poor

Soil water storage capacity is very low

5.4 Disponibilidade e qualidade de água

Lençol freático:

5-50 m

Disponibilidade de água de superfície:

Precário/nenhum

Qualidade da água (não tratada):

Água potável boa

5.5 Biodiversidade

Diversidade de espécies:
  • Baixo

5.6 Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Orientação de mercado do sistema de produção:
  • misto (subsistência/comercial)
Rendimento não agrícola:
  • >50% de toda renda
Nível relativo de riqueza:
  • Pobre
Indivíduos ou grupos:
  • Indivíduo/unidade familiar
Gênero:
  • Homens
Indique outras características relevantes dos usuários da terra:

Population density: 10-50 persons/km2

Annual population growth: < 0.5%

80% of the land users are poor and own 60% of the land.

5.7 Área média de terrenos utilizados pelos usuários de terrenos que aplicam a Tecnologia

  • < 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

5.8 Propriedade de terra, direitos de uso da terra e de uso da água

Propriedade da terra:
  • Indivíduo, não intitulado
Direitos do uso da terra:
  • Indivíduo
Direitos do uso da água:
  • Indivíduo

5.9 Acesso a serviços e infraestrutura

Saúde:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Assistência técnica:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Emprego (p. ex. não agrícola):
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Energia:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Vias e transporte:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom
Água potável e saneamento:
  • Pobre
  • Moderado
  • Bom

6. Impactos e declarações finais

6.1 Impactos no local mostrados pela tecnologia

Impactos socioeconômicos

Produção

Produção agrícola

diminuído
aumentado

Produção de forragens

diminuído
aumentado

Qualidade da forragem

diminuído
aumentado

Risco de falha de produção

aumentado
diminuído

Diversidade de produtos

diminuído
aumentado
Renda e custos

Rendimento agrícola

diminuído
aumentado

Diversidade de fontes de rendimento

diminuído
aumentado

Carga de trabalho

aumentado
diminuído

Impactos socioculturais

Segurança alimentar/auto-suficiência

Reduzido
Melhorado

Estado de saúde

Agravado
Melhorado

Conhecimento de GST/ degradação da terra

Reduzido
Melhorado

livelihood and human well-being

reduced
improved

Impactos ecológicos

Solo

Cobertura do solo

Reduzido
Melhorado

Perda de solo

aumentado
diminuído

Ressecamento/ selagem do solo

aumentado
Reduzido

Ciclo e recarga de nutrientes

diminuído
aumentado

Matéria orgânica do solo/carbono abaixo do solo

diminuído
aumentado
Biodiversidade: vegetação, animais

Biomassa/carbono acima do solo

diminuído
aumentado
Outros impactos ecológicos

hazard towards adverse events

improved
reduced

6.2 Impactos externos mostrados pela tecnologia

Disponibilidade de água

diminuído
aumentado

surface runoff

improved
reduced

6.3 Exposição e sensibilidade da tecnologia às mudanças climáticas graduais e extremos/desastres relacionados ao clima (conforme o ponto de vista dos usuários da terra)

Mudança climática gradual

Mudança climática gradual
Estação do ano aumento ou diminuição Como a tecnologia lida com isso?
Temperatura anual aumento bem

Extremos (desastres) relacionados ao clima

Desastres climatológicos
Como a tecnologia lida com isso?
Seca não bem
Comentários:

This technology should be complemented with no tillage and subsoiling of the soil (see QT CHL01).

6.4 Análise do custo-benefício

Como os benefícios se comparam aos custos de implantação (do ponto de vista dos usuários da terra)?
Retornos a curto prazo:

positivo

Retornos a longo prazo:

positivo

Como os benefícios se comparam aos custos recorrentes/de manutenção(do ponto de vista dos usuários da terra)?
Retornos a curto prazo:

positivo

Retornos a longo prazo:

positivo

6.5 Adoção da tecnologia

Comentários:

Comments on acceptance with external material support: This is a new approach to the cereal production system in rainfed areas. Initially the adoption has been slow, as the results obtained in the project are recent.

Comments on adoption trend: . Hence it is expected that in the future the adoption of this technology increases up to 20,000 ha in the “secano interior” of south-central Chile

6.7 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia

Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada
Reduces the costs of fertiliser: the incorporation of legumes in the rotation cycle means a saving of 30% of nitrogen fertilizer in cereal production costs

How can they be sustained / enhanced? keep the phases of legumes sufficiently frequent and long
Increases the economic benefits. When analysing the whole farming system, replacing the traditional rotation of wheat followed by natural pasture, implies two economic benefits for the producer: increasing the income by the incorporation of a new crop (legumes) and the reduction of costs in the fertilization of cereals.
Increase soil organic matter: the new rotation system means a new concept in the management of crop residues. These should be incorporated into the soil, which in the medium and long term will involve an increase in the soil organic matter content

How can they be sustained / enhanced? ensure application of the new management of crop residues
The new rotation system involves an increase in productivity of the land, as it incorporates new cultures and improves the physical and chemical conditions of the soils.

6.8 Pontos fracos, desvantagens/riscos da tecnologia e formas de superá-los

Pontos fracos/vantagens/riscos na visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada Como eles podem ser superados?
Necessity of more training for the farmers improve / enhance agricultural extension

7. Referências e links

7.1 Métodos/fontes de informação

7.2 Referências às publicações disponíveis

Título, autor, ano, ISBN:

Espinoza, S., Ovalle, C., del Pozo, A., Zagal, E., Urquiaga, S. 2011. Biological Fixation of N2 in mono and polyspecific legume pasture in the humid Mediterranean zone of Chile. Chilean Journal of Agricultural Research. 71(1):132-139.

Módulos