Technologies

Application of biological agents to increase crop resistance to salinity [Greece]

Εφαρμογή βιολογικών παραγόντων για την αύξηση της αντοχής των φυτών στην αλατότητα του εδάφους

technologies_1281 - Greece

Completeness: 69%

1. Informação geral

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

Pessoa(s)-chave

SLM specialist:
SLM specialist:
SLM specialist:
Name of project which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)
Preventing and Remediating degradation of soils in Europe through Land Care (EU-RECARE )
Name of the institution(s) which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)
Technical University of Crete (Technical University of Crete) - Greece

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

The compiler and key resource person(s) accept the conditions regarding the use of data documented through WOCAT:

Sim

2. Descrição da tecnologia de gestão sustentável da terra

2.1 Descrição curta da tecnologia

Definição da tecnologia:

Use of biological agents as plant salt tolerance facilitators and soil amendments.

2.2 Descrição detalhada da tecnologia

Descrição:

The Trichoderma harzianum fungus and different various types of symbiotic associations of mycorrhizae are used in greenhouse cultivations in coastal Timpaki, Crete, Greece, in order to mitigate the impacts of salinity on crops and to improve the existing soil properties. These biological agents are supplied commercially as soil amendments, and specific treatments vary according to cultivation type.

Purpose of the Technology: The technology is applied as an effective agronomic measure for the increase of plants salt tolerance, the reduction of soil borne diseases that affect plant roots and increase of water and nutrients absorption. This technology prevents or mitigates soil degradation by improving the subsoil structure by causing plant root system expansion and increasing the ability of the plant to absorb nutrients and water. This effect can potentially decrease agricultural inputs (water and fertilizers) up to 40%. An additional benefit is the maintenance and increase of subsoil faunal diversity and the subsequent biodegradation. The improved soil structure leads to higher infiltration rates, mitigates salt accumulation in the root zone and combats soil salinity, one of the main soil degradation problems in the coastal zone. Finally, the application of the biological agent helps to keep the plants healthy thus leading to increased crop yield, and reduced production risk.

Establishment / maintenance activities and inputs: The implementation of such agents usually takes place once per plant as the microorganisms coexist with the plant (symbiotic association) and can be performed in different stages of the crop cultivation depending on the commercial product, e.g. as solution in the irrigation water, as solid soil amendment in the early growing stages, or optimally, to be applied in the plant nursery (seed bio-priming), or during planting (plant inoculation). Biological agents require increased organic matter in the soil, absence of toxic substances (e.g. copper, fungicides, and pesticides), and, depending on agent type, suitable soil moisture and temperature. Here we instigate the effects of biological agents in tomato plantations, which are implemented in the early growing stages through irrigation.

Natural / human environment: The average annual precipitation in the area is 500 mm and the climate ranges between sub-humid Mediterranean and semi-arid. Average annual temperature is 18.5 °C with 6 months below 18 °C but above 5 °C, thus classifying the area as subtropical. In the location where the technology is applied, land is mostly privately owned and water rights can be public, cooperative or private. The financial means of the land user applying this technology are more or less on par with those of the rest of the community, although he has wider empirical and theoretical education and higher impact acquired though his involvement in the local agricultural association as agronomist.
This Technology was documented within the scope of FP7 RECARE Project, grant agreement no 603498.

2.3 Fotos da tecnologia

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

Country:

Greece

Region/ State/ Province:

Heraklion

Further specification of location:

Timpaki

Comentários:

Total area covered by the SLM Technology is 0.002 km2.

2.6 Data da implementação

Caso o ano exato seja desconhecido, indique a data aproximada:
  • 10-50 years ago

2.7 Introdução da tecnologia

Especifique como a tecnologia foi introduzida:
  • atráves de inovação dos usuários da terra
Comentários (tipos de projeto, etc.):

The use of biological agents in agriculture is not new but it is also not part of the traditional cultivation system in the area, therefore the technology is not widely used.

3. Classificação da tecnologia de gestão sustentável da terra

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

Terra de cultivo

Terra de cultivo

  • Cultura anual
  • tomatoes
Número de estações de cultivo por ano:
  • 1
Especifique:

Longest growing period in days: 300Longest growing period from month to month: September to June

Comentários:

Major land use problems (compiler’s opinion): The main problem in the region is the change in the groundwater quality, caused by the groundwater exploitation and and the subsequent seawater intrusion, resulting in soil salinisation through irrigation. The poor availability of non-saline water for irrigation results in increased production risk and agricultural inputs.

Major land use problems (land users’ perception): Reduced soil fertility and productivity, increase of soil salinity that affects productivity both short-term and long-term.

3.4 Water supply

Abastecimento de água para a terra na qual a tecnologia é aplicada:
  • Irrigação completa

3.5 Grupo de gestão sustentável da terra ao qual pertence a tecnologia

  • Gestão integrada de pragas e doenças (inclusive agricultura orgânica)
  • soil amendments

3.6 Medidas de gestão sustentável da terra contendo a tecnologia

Medidas agronômicas

Medidas agronômicas

  • A2: Matéria orgânica/fertilidade do solo
  • A4: Tratamento do subsolo
Comentários:

Main measures: agronomic measures

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)
  • Cs: salinização/alcalinização
Deteriorização física do solo

Deteriorização física do solo

  • Pu: perda da função bioprodutiva devido a outras atividades
Degradação biológica

Degradação biológica

  • Bq: quantidade/ declínio da biomassa
Comentários:

Main type of degradation addressed: Pu: loss of bio-productive function due to other activities, Bq: quantity / biomass decline

Secondary types of degradation addressed: Cn: fertility decline and reduced organic matter content, Cs: salinisation / alkalinisation

Main causes of degradation: soil management (Intensive cultivation), over abstraction / excessive withdrawal of water (for irrigation, industry, etc.) (Over-pumping), inputs and infrastructure: (roads, markets, distribution of water points, other, …) (Poor coverage of freshwater irrigation network.)

Secondary causes of degradation: crop management (annual, perennial, tree/shrub) (Monocultivation), droughts (Lack of sustainable water resources.)

3.8 Redução, prevenção ou recuperação da degradação do solo

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

Main goals: prevention of land degradation

Secondary goals: mitigation / reduction of land degradation

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

4.1 Desenho técnico da tecnologia

Especificações técnicas (relacionada ao desenho técnico):

Technical knowledge required for field staff / advisors: high

Technical knowledge required for land users: low

Main technical functions: improvement of subsoil structure (hardpan), increase in nutrient availability (supply, recycling,…), increase of water and nutrients absorption rate by plants, plant root system expansion

Secondary technical functions: increase of infiltration

Agronomic measure: use of biological agents
Material/ species: Trichoderma harzianum or Mycorrhizae
Remarks: 25 gr/10 lt water is enough for 10 tomato plants

4.2 Informação geral em relação ao cálculo de entradas e custos

Outro/moeda nacional (especifique):

Euro

If relevant, indicate exchange rate from USD to local currency (e.g. 1 USD = 79.9 Brazilian Real): 1 USD =:

0,91

4.3 Atividades de implantação

Atividade Timing (season)
1. biological agents in the form of powder and implementation through irrigation in each growing season in each growing season

4.4 Custos e entradas necessárias para a implantação

Especifique a entrada Unidade Quantidade Custos por unidade Custos totais por entrada % dos custos arcados pelos usuários da terra
Fertilizantes e biocidas Biological agents (powder) ha 1,0 3232,0 3232,0 100,0
Custos totais para a implantação da tecnologia 3232,0
Total costs for establishment of the Technology in USD 3551,65

4.7 Fatores mais importantes que afetam os custos

Descreva os fatores mais determinantes que afetam os custos:

The only cost is the supply of the formulation with the biological agents which should be done before each growing season.

5. Ambiente naturale 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
  • Semiárido

Thermal climate class: subtropics. 6 months below 18 °C but above 5 °C

5.2 Topografia

Encostas em 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 acima do nível do mar
  • 101-500 m acima do nível do mar
  • 501-1.000 m acima do nível do mar
  • 1.001-1.500 m acima do nível do mar
  • 1.501-2.000 m acima do nível do mar
  • 2.001-2.500 m acima do nível do mar
  • 2.501-3.000 m acima do nível do mar
  • 3.001-4.000 m acima do nível do mar
  • > 4.000 m acima do nível do mar

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):
  • Médio (limoso, siltoso)
Matéria orgânica do solo superficial:
  • Alto (>3%)
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 texture: Medium (characterized mainly as sandy clay loam or clay loam)

5.4 Disponibilidade e qualidade de água

Disponibilidade de água de superfície:

Médio

Comentários e outras especificações sobre a qualidade e a quantidade da água:

Ground water table: < 5 m, 5-50 m

Water quality (untreated): good drinking water, for agricultural use only (irrigation), unusable (brackish irrigation water)

5.5 Biodiversidade

Diversidade de espécies:
  • low

5.6 Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Orientação de mercado do sistema de produção:
  • Comercial/mercado
Rendimento não agrícola:
  • Menos de 10% de toda renda
Nível relativo de riqueza:
  • Média
  • Rico
Indivíduos ou grupos:
  • Indivíduo/unidade familiar
Nível de mecanização:
  • Trabalho manual
  • Mecanizado/motorizado
Gênero:
  • Homens
Indique outras características relevantes dos usuários da terra:

Land users applying the Technology are mainly common / average land users
Population density: 10-50 persons/km2
Annual population growth: 1% - 2%
Level of mechanization: Manual labour and mechanised (automatic drip irrigation system)
Market orientation:

5.7 Average area of land used by land users applying the Technology

  • < 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
É considerado pequena, média ou grande escala (referente ao contexto local)?
  • Pequena escala

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

Propriedade da terra:
  • Indivíduo, intitulado
Direitos do uso da terra:
  • Arrendado
  • Indivíduo
  • cooperative
Direitos do uso da água:
  • Comunitário (organizado)
  • Indivíduo
  • cooperative

5.9 Acesso a serviços e infraestrutura

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

6. Impactos e declarações finais

6.1 Impactos no local mostrados pela tecnologia

Impactos socioeconômicos

Produção

Produção agrícola

Diminuído
Elevado

Risco de falha de produção

Elevado
Diminuído
Disponibilidade e qualidade de água

Demanda por água para irrigação

Elevado
Diminuído
Renda e custos

Despesas com insumos agrícolas

Elevado
Diminuído

Impactos socioculturais

Improved livelihoods and human well-being

decreased
increased

Impactos ecológicos

Solo

Umidade do solo

Diminuído
Elevado

Salinidade

Elevado
Diminuído
Biodiversidade: vegetação, animais

Espécies benéficas

Diminuído
Elevado

Controle de praga/doença

Diminuído
Elevado
Outros impactos ecológicos

Increased soil biodiversity

decreased
increased

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 increase or decrease Como a tecnologia lida com isso?
Temperatura anual increase não bem

Extremos (desastres) relacionados ao clima

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

The variety of biological agents is wide. A choice of thermophilic microorganisms is made in order for them to be able to withstand the high temperature conditions attained inside the greenhouse.

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:

negativo

Retornos a longo prazo:

muito positivo

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

muito positivo

Retornos a longo prazo:

muito positivo

6.5 Adoção da tecnologia

Of all those who have adopted the Technology, how many did so spontaneously, i.e. without receiving any material incentives/ payments?
  • 91-100%
Comentários:

100% of land user families have adopted the Technology without any external material support

There is a strong trend towards spontaneous adoption of the Technology

Comments on adoption trend: 15% of the local farmers have already applied the technology. As the level of knowledge and farming expertise in the area increases and word of mouth makes the good results of the technology known, more farmers apply it.

6.7 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia

Strengths/ advantages/ opportunities in the land user’s view
Simple to implement and little additional workload.

How can they be sustained / enhanced? Introduction of pre-inoculated plants.
Reduced net costs of agricultural inputs.

How can they be sustained / enhanced? Keep soil free of heavy metals and pesticides that limit biological agents so that they can function as intended.
Strengths/ advantages/ opportunities in the compiler’s or other key resource person’s view
The technology greatly improves soil functions and crop production.

How can they be sustained / enhanced? Keep soil free of heavy metals and pesticides that limit biological agents so that they can function as intended.
There is a wide variety of biological agents and their application can be tailored to the specific needs of each cultivation.

How can they be sustained / enhanced? Research on specific applications for local cultivations and conditions in order to achieve optimal results

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

Weaknesses/ disadvantages/ risks in the land user’s view How can they be overcome?
High initial cost. Biological agents can be purchased in bulk quantities by the local farmer's union to reduce costs.

7. Referências e links

7.1 Métodos/fontes de informação

Links and modules

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Modules