A restored prosopis invaded land under crop cultivation through open fallow irrigation. (Beatrice Adoyo)

Controlling invasive species by physical removal and crop cultivation through open fallow irrigation (Кения)

Cut, Burn, Uproot and Cultivate

Описание

This is an open-furrow system consisting barriers constructed along a water source such as a river to direct water through a conveyance system by gravity into feeder channels to cultivated land. It is a simple method entailing control of water flow rate and direction to improve water utilization efficiency and enhance productivity of land.

Perkerra irrigation scheme was constructed by the colonial government in 1945 to ensure efficient water utilization, enhance soil productivity and food security. It is an open-furrow system consisting barriers constructed along a water source such as a river to direct water through a conveyance system by gravity into feeder channels to cultivated land. Water control system is constructed between the conveyance and the feeder channels to control the direction and speed of the water.
This technology is suitable on fairly flat, irrigable land with reliable water sources for irrigation. Consideration of population structure is crucial in ascertaining the availability labor force in farmlands. Depending on the size and market orientation of the production system, a stable market is also an important consideration.
Irrigated farming in the scheme is carried out in 3 seasons a year due to availability of reliable water from the permanent Perkerra River. This also ensures that land is never left idle for re-invasion of Prosopis. Activities commence with land clearance conducted at the beginning of every planting season. Prosopis on invaded farmlands are manually cut, burnt and uprooted to minimize chances of the invasive tree from coppicing. The uprooted trunk is utilized in charcoal production for commercial purposes while the small branches are used as firewood for domestic cooking.
The cleared land is then ploughed using a tractor to break the soil structure and provide a fine tilth for planting. This is followed by mechanized ridging to create channels and buffer furrows to convey and retain water long enough to be infiltrated into the soil. Seeds are then sown, a joint activity carried out through farmers’ cooperation. The scheme was originally specialized for bulb onions plantation but has transformed into more diversified food crops for subsistence and commercial purposes. Crops under contractual farming are seed maize, rice, sunflower, green grams, pepper and cow peas while surplus crops under irrigation include tomatoes, vegetables, water melons, subsistence maize crops and commercial fruit trees. In addition, availability of assured market and payment has made the scheme popular for seed maize cultivation. Ongoing experimental research on a variety sweet potatoes to reduce overdependence on maize crops have also shown promising results and are likely to be recommended for implementation. During planting seasons, fallow periods are replaced by rotational cropping and crop diversification. This improves soil structure by alternating deep and shallow-rooted crops. Replacement of the crop during rotation disrupts the life cycle of disease causing organisms, thus controlling pests and diseases as well as improving crop productivity. Consequently, there is minimal application of chemical pesticides, hence reduced chances of pollution.
The irrigated cultivation has improved the welfare of the community by diversifying their sources of livelihood from pastoralism, enhancing food security, eradication of poverty and improving infrastructure such as access roads to the farms. It is a major source of income, directly supporting 1,625 farm households earning an approximate total net income of Ksh. 148, 192,259 Million (Perkerra scheme brief prepared by the National Irrigation board, 2017). Each household is assigned between 0.5 to 4 acres of land. This range might however be narrowed in the near future due to the increasing population in demand for the fixed land resource. The other option under consideration is to reclaim more invaded land and expand the scheme. The challenge facing this approach and is yet to be addressed is limited water resources to sustain the expansion. Lack of suitable market for non-contractual crops as well as poor pricing due to monopolization by contracting institutions is also a great setback to this technology. A good example is the abandonment of pawpaw production by farmers due to marketing problems.

Местоположение

Местоположение: Marigat sub-couty, Baringo County, Кения

Число исследованных участков, где применяется Технология: 2-10 участков

Географическая привязка выбранных участков
  • 36.01185, 0.47166

Пространственное распространение Технологии: равномерно-однородное применение на определенной площади (approx. > 10 000 км2)

Продолжительность применения Технологии: более 50 лет назад (традиционная)

Тип внедрения/ применения
Land preparation for crop cultivation, Prosopis trees cleared by cuting, burning and uprooting (Beatrice Adoyo)
Water conveyance system distributing water to irrigated farmlands through open field ditches. (Beatrice Adoyo)

Классификация Технологии

Основная цель
  • повышение производства
  • снижение или предотвращение деградации земель, восстановление нарушенных земель
  • сохранение экосистем
  • защита бассейнов рек (приводораздельной части/ нижнего течения) – в сочетании с другими Технологиями
  • сохранение/ повышение биоразнообразия
  • снижение риска стихийных бедствий
  • адаптация к изменению климата / экстремальным погодным явлениям и их последствиям
  • смягчение последствий изменения климата
  • создание благоприятных экономических условий
  • создание благоприятных социальных условий
Землепользование

  • Смешанное землепользование (пашня/ пастбища/ лес), включая агролесоводство - Агролесоводство
    Основные виды продукции/ услуг: Contracted crops: Seed maize, green grams, sunflower Surplus crops: tomatoes, vegetables, assorted fruit and tree seedlings, pepper
  • Водотоки, водные объекты, водно-болотные угодья - Дренажные канавы, водотоки
Водоснабжение
  • богарные земли
  • сочетание богарных и орошаемых земель
  • полное орошение

Число урожаев за год: 3
Тип землепользования до применения Технологии: IIchamus plain was initially a pastoral land for grazing. Being a state owned land with no one held responsible for its management, the land was poorly managed by the society.
Поголовье скота на единицу площади: н/п
Цель, связанная с деградацией земель
  • предотвращение деградации земель
  • снижение деградации земель
  • восстановление/ реабилитация нарушенных земель
  • адаптация к деградации земель
  • не применимо
Тип деградации, на борьбу с которым направлена
  • водная эрозия почв - ВЭп: поверхностная эрозия/смыв верхних почвенных горизонтов
  • ветровая эрозия почв - Эп: утрата плодородного слоя почвы
  • ухудшение химических свойств почв - Хп: Снижение плодородия и уменьшение содержания органического вещества (вызванное не эрозией, а другими причинами), Хс: засоление/ подщелачивание
  • биологическая деградация - Бм: утрата местообитаний, Бк: сокращение количества биомассы, Бв: потеря природного разнообразия , Бб: рост числа вредителей/болезней
  • деградация водных ресурсов - Ва: почвенная засуха
Категория УЗП
  • ротационная система (севооборот, парование, переложное использование)
  • Управление орошением (включая водоснабжение и дренаж)
  • Водоотвод и осушение
Мероприятия УЗП
  • Агрономические мероприятия - A1: Растительный/ почвенный покров, A2: Органическое вещество/ почвенное плодородие, A5: Семенное хозяйство, селекция, применение улучшенных сортов
  • Мероприятия с использованием растительности - Р3: Расчистка растительности, Р4: Замещение или удаление чужеродных/ инвазивных видов
  • инженерные мероприятия - И2: Насыпи, валы, И5: Дамбы, водохранилища, пруды , И7: Водосборное/ водопроводное/ оборудование для орошения
  • управленческие мероприятия - У1: Смена типа землепользования, У4: Существенные изменения в сроках проведения мероприятий, У5: Регулирование/ изменение видового состава

Технический рисунок

Технические характеристики
Автор: Brouwer, C., Goffeau, A., and Heibloem, M.
The intake structure convey water from the main water source to the irrigation system. It may consist of a water pump or a barrier designed for this purpose. The water is directed to a conveyance system of open canals which control the flow and direction of water to different field application and distribution systems. The canals depth (h) is preferred to exceed the expected maximum water level (h){h>h1} of water within the irrigation system to minimize bank overflow. The side slope is a ratio of the vertical height to the horizontal canal width (h:w). They are fitted with water measurement, erosion and distribution control structures to regulate accurate distribution of water to the farms with minimum siltation of the banks. The water is then distributed to field ditches which transfer it to the irrigated farm. These are narrow waterways dug along the farms with checks across their lengths to hold and raise the upstream water levels long enough before releasing it to the next segment of the field ditch. This is meant to increase the rate of water infiltration into the soil.

Запуск и текущее обслуживание: мероприятия, необходимые ресурсы и затраты

Подсчет вложений и затрат
  • Подсчитанные затраты: на технологическую единицу (единица: hactares volume, length: 1)
  • Денежные единицы, использованные для подсчета затрат: KES
  • Обменный курс (к доллару США): 1 USD = 100.0 KES
  • Средний размер дневного заработка для нанятых работников: 500
Наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат
Size of land Disease and pest outbreak Crop variety as contracted crops minimum requirements which may be costly to meet Occurrence of rainy seasons especially during harvesting which affect the drying cost and output of produce. Seed maize, for example, may not meet the required moisture content when aired during the rainy season hence lowering the net income from them. Condition of the farm e.g invasion level by Prosopis
Мероприятия, необходимые для начала реализации
  1. Construct gravity intake system (Сроки/ повторяемость проведения: Once during establishment)
  2. Excavation of water canals (Сроки/ повторяемость проведения: Once during establishment)
  3. Establishment of water control structures (Сроки/ повторяемость проведения: Once during establishment)
  4. Land preparation ( Clearance and partitioning) (Сроки/ повторяемость проведения: Once during establishment)
  5. Construction of a suitable road network (Сроки/ повторяемость проведения: Once during establishment)
Общие расходы по запуску (приблизительно)
600000000,0
Текущее обслуживание
  1. Clearing land (Сроки/ повторяемость проведения: 3 times a year before every planting season.)
  2. Ploughing (Сроки/ повторяемость проведения: 3 times a year before every planting season.)
  3. Ridging/Cutting furrows (Сроки/ повторяемость проведения: 3 times a year before every planting season.)
  4. De-silting of canals (Сроки/ повторяемость проведения: 3 times a year before every planting season.)
  5. Planting (Сроки/ повторяемость проведения: 3 times a year.)
  6. first irrigation (Сроки/ повторяемость проведения: 3 times a year after planting (3 to 5 days per season))
  7. Pest control (Сроки/ повторяемость проведения: Whenever applicable)
  8. Weeding (Сроки/ повторяемость проведения: Once every season)
  9. Second irrigation (Сроки/ повторяемость проведения: 10 to 12 (each time withinn 3 to 4 days) per planting season.)
  10. Top dressing ( Apply fertilizer) (Сроки/ повторяемость проведения: Once every season)
  11. Harvesting (Сроки/ повторяемость проведения: Once every season)
  12. Shelling (Сроки/ повторяемость проведения: Once every season)
Стоимость вложений и затрат по эксплуатации (per hactares)
Опишите затраты Единица Количество Затраты на единицу (KES) Общая стоимость на единицу (KES) % затрат, оплаченных землепользователями
Оплата труда
Land clearance Man-hour 540,0 120,0 64800,0 100,0
Partitioning Man-hour 180,0 100,0 18000,0 100,0
Planting Man-hour 90,0 100,0 9000,0 100,0
Оборудование
Ploughing tractor Hours 18,0 420,0 7560,0 100,0
Ridging tractor Hours 18,0 420,0 7560,0 100,0
Посадочный материал
Seeds and seedlings Kg 75,0 150,0 11250,0 100,0
Channeling water for irrigation Season 3,0 2000,0 6000,0 100,0
Удобрения и ядохимикаты
Fertilizer Kg 150,0 50,0 7500,0 100,0
Общая стоимость поддержания Технологии 131'670.0

Природные условия

Среднегодовое количество осадков
  • < 250 мм
  • 251-500 мм
  • 501-750 мм
  • 751-1000 мм
  • 1001-1500 мм
  • 1501-2000 мм
  • 2001-3000 мм
  • 3001-4000 мм
  • > 4000 мм
Агроклиматическая зона
  • влажная
  • Умеренно-влажная
  • полузасушливая
  • засушливая
Дополнительные характеристики климата
Среднегодовое количество осадков в мм: 671.0
Rainfall is characterized by seasonal and annual fluctuations
The area is in a semi-arid zone with temperatures ranging between 16 to 36 degrees, averagely 24.6 degrees, accompanied by high evaporation rates of up to 6mm. It experiences an average rainfall of 671 mm annually which are very erratic.
Склон
  • пологие (0-2%)
  • покатые (3-5%)
  • покато-крутые (6-10%)
  • крутые (11-15%)
  • очень крутые (16-30%)
  • чрезвычайно крутые (31-60%)
  • обрывистые (>60%)
Формы рельефа
  • плато/ равнины
  • гребни хребтов/холмов
  • склоны гор
  • склоны холмов
  • подножья
  • днища долин
Высота над уровнем моря
  • 0-100 м над уровнем моря
  • 101-500 м н.у.м.
  • 501-1000 м н.у.м.
  • 1001-1500 м н.у.м.
  • 1501-2000 м н.у.м.
  • 2001-2500 м н.у.м.
  • 2501-3000 м н.у.м.
  • 3001-4000 м н.у.м.
  • > 4 тыс. м н.у.м.
Технология применяется в
  • в условиях выпуклого рельефа
  • в ситуациях вогнутого рельефа
  • не имеет значения
Мощность почв
  • поверхностные (0-20 см)
  • неглубокие (21-50 см)
  • умеренно глубокие (51-80 см)
  • глубокие (81-120 см)
  • очень глубокие (> 120 см)
Гранулометрический состав (верхнего горизонта)
  • грубый крупнозернистый/ лёгкий (песчаный)
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Гранулометрический состав (на глубине более 20 см)
  • грубый крупнозернистый/ лёгкий (песчаный)
  • средние фракции (суглинистый, супесчаный)
  • тонкодисперсный/ тяжёлый (глинистый)
Содержание органического вещества в верхнем почвенном горизонте
  • высокое (> 3%)
  • среднее (1-3%)
  • низкое (< 1%)
Уровень грунтовых вод
  • на поверхности
  • < 5 м
  • 5-50 м
  • > 50 м
Доступность поверхностных вод
  • избыток
  • хорошая
  • средняя
  • недостаточны/ отсутствуют
Качество воды (без обработки)
  • питьевая вода хорошего качества
  • питьевая вода плохого качества (необходима обработка)
  • исключительно для сельскохозяйственного использования (орошение)
  • непригодная для использования
Является ли солёность воды проблемой?
  • Да
  • Нет

Повторяемость затопления
  • Да
  • Нет
Видовое разнообразие
  • высокое
  • средняя
  • низкое
Разнообразие местообитаний
  • высокое
  • средняя
  • низкое

Характеристика землепользователей, применяющих Технологию

Рыночная ориентация
  • натуральное хозяйство (самообеспечение)
  • смешанное (самообеспечение/ товарное хозяйство
  • товарное/ рыночное хозяйство
Доходы из других источников
  • < 10% всех доходов
  • 10-50% всех доходов
  • > 50% всех доходов
Относительный уровень достатка
  • очень плохой
  • плохой
  • средний
  • обеспеченный
  • весьма обеспеченный
Уровень механизации
  • ручной труд
  • тягловая сила
  • механизировано/ есть автотранспорт
Осёдлый или кочевой
  • Осёдлый
  • Полукочевой
  • Кочевой
Индивидуальное или коллективное хозяйство
  • частное/ домовладение
  • группа/ община
  • кооператив
  • использующее наемных работников (компания, государство)
Пол
  • женщины
  • мужчины
Возраст
  • дети
  • молодёжь
  • средний возраст
  • пожилой
Площадь, используемая домохозяйством
  • < 0,5 га
  • 0,5-1 га
  • 1-2 га
  • 2-5 га
  • 5-15 га
  • 15-50 га
  • 50-100 га
  • 100-500 га
  • 500-1000 га
  • 1000-10000 га
  • > 10000 га
Масштаб
  • мелкое
  • среднего размера
  • крупное
Собственность на землю
  • государственная
  • частной компании
  • общинная/ поселковая
  • коллективная
  • индивидуальная, не оформленная в собственность
  • индивидуальная, оформленная в собственность
Права на землепользование
  • неограниченное (неконтролируемое)
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
  • индивидуальное
Права на водовользование
  • неограниченное (неконтролируемое)
  • общинное (контролируемое)
  • аренда
  • индивидуальное
Доступ к базовым услугам и инфраструктуре
медицинское обслуживание

плохой
x
хорошая
образование

плохой
x
хорошая
технические консультации

плохой
x
хорошая
занятость (вне хозяйства)

плохой
x
хорошая
рынки

плохой
x
хорошая
электроснабжение

плохой
x
хорошая
транспорт и дорожная сеть

плохой
x
хорошая
водоснабжение и канализация

плохой
x
хорошая
финансовые услуги

плохой
x
хорошая

Влияние

Социально-экономическое воздействие
Продуктивность сельскохозяйственных культур
снизил.
x
увеличил.

площадь, используемая для производства продукции (земли, добавленные в оборот/ пользование)
снизил.
x
увеличил.

Количество до применения УЗП : 567 ha
Количество после применения УЗП: 1,745 ha
the area developed for furrow irrigation has increased by 1,178 ha between 1958 when the operations begun to date. This is more than twice the initial land size allocated and utilized for irrigation purposes.

управление землями
усложнилось
x
упростилось


Development of the technology has transformed it from an open access to an organized communal tenure system with communally-designed restrictions to its access, utilization and management.

качество воды для скота
снизил.
x
увеличил.


There are chances of water pollution when contaminated irrigation water flows back to the animal watering points.

потребность в оросительной воде
увеличил.
x
снизил.


The progressive increase of area under cultivation as well as prolonged dry seasons over the years have culminated into increased water consumption hence a high demand for the same.

доходы хозяйства
снизил.
x
увеличил.

Количество до применения УЗП : None
Количество после применения УЗП: Net income of 148 192 259 million Kenya shillings

разнообразие источников дохода
снизил.
x
увеличил.


Farming activities have diversified and increased income sources to the community who depended mainly on pastoralism. This has been enhanced by a wide variety of crops being cultivated through irrigation.

объем работ
увеличил.
x
снизил.


Farming activities (tedious cutting, burning and uprooting of Prosopis in invaded farms, ploughing, weeding and harvesting) are all physical activities that increase the workload of the communities involved.

Социальное и культурное воздействие
Экологическое воздействие
растительный покров
снизил.
x
увеличил.

биомасса/ содержание углерода в надземной биомассе
снизил.
x
увеличил.

разнообразие флоры
снизил.
x
увеличил.

инвазивные чужеродные виды
увеличил.
x
сократил.


Irrigated land has to undergo clearance of all Invasive species, in this case, Prosopis during land preparation activities. This is carried out through a cut-burn-uproot approach to minimize chances of their proliferation. Any re-growing invasive plant is uprooted before maturity to prevent further competition for water and nutrient with cultivated crops. Chances of re-invasion are also minimized as land is never left idle for colonization by Prosopis. This has greatly decreased invasive cover on irrigated land.

влияние засух
увеличил.
x
снизил.


Drought related impacts such as malnutrition, famine and death have been reduced by irrigation practices which increases food insecurity independent of the season.

Влияние за пределами территории применения
доступность воды (подземные воды, источники)
снизил.
x
увеличил.


Diversion of water into open channels for irrigation reduce the downstream flow for offsite usage downstream.

затопление участков ниже по течению (нежелательное)
увеличил.
x
сократил.


Potential flood water are diverted to farms hence reducing downstream flooding. However, this impact may not be significant during heavy downpours where diversion valves are closed to prevent unnecessary water logging on farmlands.

Анализ эффективности затрат

Насколько получаемый результат сопоставим с первоначальными вложениями
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Насколько получаемый результат сопоставим с затратами на техническое обслуживание
Эффективность затрат в краткосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Эффективность затрат в долгосрочной перспективе
крайне отрицательно
x
очень позитивное

Изменение климата

Постепенное изменение климата
сезонное количество осадков увеличилось

очень плохо
x
очень хорошо
Сезон: сезон дождей/ влажный сезон
Экстремальные явления, связанные с изменением климата (стихийные бедствия)
эпидемии

очень плохо
x
очень хорошо
нашествия насекомых/ поражения червями

очень плохо
x
очень хорошо

Внедрение и адаптация

Доля землепользователей (в процентах), применяющих Технологию
  • отдельные случаи/ эксперимент
  • 1-10%
  • 10-50%
  • более 50%
Среди применяющих Технологию землепользователей, какова доля лиц, применяющих её по собственной инициативе, т.е. без какого-либо материального стимулирования со стороны?
  • 0-10%
  • 10-50%
  • 50-90%
  • 90-100%
Число домохозяйств и/или площадь применения
Direct beneficiaries of the technologies are about 13,000 people. However, indirect beneficiaries from the transportation and sale of the produce may double this number
Была ли Технология УЗП модифицирована в недавнее время с целью адаптации к меняющимся условиям среды?
  • Да
  • Нет
К каким именно изменяющимся условиям среды?
  • изменения климата/ экстремальные погодные явления
  • изменяющиеся условия рынка
  • доступность рабочей силы (например, из-за миграции населения)
Water conveyance along the furrows to the farms is halted during heavy downpour to minimize water logging.

Заключительные положения и извлечённые уроки

Сильные стороны: по мнению землепользователей
  • A source of finance to land users through sale of their produce.
Сильные стороны: по мнению составителя или ответственных специалистов
  • Continuous farming activities have ensured that land is constantly managed, limiting the proliferation of Prosopis weeds which have adverse impacts to the ecosystem and livelihoods.
  • Improved human welfare by enhancing their financial stability. An extension of this is indirect benefit through employment creation to farm laborers, merchants and buyers of the fresh and healthy farm produce.
  • Increased food security
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению землепользователейвозможные пути преодоления
  • Poor market prices for their produce. They feel they have no option due to inadequate knowledge and access to other available markets
  • Pests and disease out break such as the fall armyworm. Advisory services are offered by research institutions to stakeholders on how to manage and control pests.
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению составителя или ответственных специалистоввозможные пути преодоления
  • Monopoly of the market by the contracting institutions may lead to poor pricing or tight minimum requirements such as the quality of output leading to losses. Diversification of market to tighten competition that may offer better prices to farmers.
  • High chances of water pollution by chemicals and fertilizers that may be washed away by the running water Minimize application of chemicals as possible accompanied by integrated nutrient management practices.
  • Post harvest losses when supply exceeds demand Proper timing of planting season whereby harvesting coincides with seasons of shortage and scarcity to maximize returns.

Справочные материалы

Составитель
  • Beatrice Otieno
Editors
  • Urs Baumgartner
  • Christian Hergarten
Рецензент
  • Rima Mekdaschi Studer
  • Rene Eschen
Продолжительность применения Технологии: 14 марта 2018 г.
Последнее обновление: 4 июля 2024 г.
Ответственные специалисты
Полное описание в базе данных ВОКАТ
Связанные данные по УЗП
Документирование осуществлялось при участии
Организация Проект
Ключевые ссылки
  • Brouwer, C., Goffeau, A., and Heibloem, M. (1985): Irrigation Water Management: Training Manual No. 1: http://www.fao.org/docrep/r4082e/r4082e00.htm#Contents
Ссылки на материалы по теме, доступные онлайн
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International