Straw mulching (Hongzhu Fan)

Straw residues left on field after harvest and no tillage (Китай)

No tillage planting

Описание

Method of this agricultual technology the rice straw will be left on the field after mechanized harvesting. Succession crop, such as rape, wheat or potato, were seeded directly under no tillage condition. Both measures aim at better soil regeneration and soil conditions for agriculture and subsequently increased yield and less soil degradation.

The SLM practice (straw mulching and no tillage) is applied in the Chengdu Plain Paddy Soil. The Chengdu plain has mild climate and abundant rainfall. It belongs to the warm humid subtropical Pacific monsoon climate zone.The main types of soil in the Chengdu plain are paddy soil and purple soil.The total land resources of the Chengdu plain are 1331800 hectares, and the per capita land resources are about 0.1044 hectares per person. In 2010, the total amount of cultivated land in the Chengdu plain was 478069 hectares, accounting for 35.90% of the area of the plain, accounting for 42.36% of the total area of agricultural land in the region, and the per capita arable land area was only about 0.0375 hectares. The Chengdu Plain is an important grain production base in Sichuan. Rice field-upland field rotation (rice - wheat, rice - rapeseed) is an important agricultural system.
On the case study area, the N, P and K fertilizers were applied as urea, calcium superphosphate and potassium chloride at the rates of 120-150 kg N ha-1, 75-120 kg P2O5 ha-1,and 75-120 kg K2O ha-1, during every crop. During crop season, the rate of 60% of N, 100% of P, and 50% of K fertilizers were applied as base fertilizer, while remaining 40% of N and 50% of K were used as top dressing fertilizer. The main measures of this SLM is rice straw or wheat straw mulching while havesting (leaving the straw after havest scattered on the field). Crops were harvested by a combine harvester (Kuotian combine harvester, model PR0488), then straw and stubble of crops were left at size of less than 20 cm in the field. The seeding of succession crop such as wheat and oil seed rape is done by a direct seeding machine. The land users are working eighter with a contractor or they use their own machines and labour force. The purposes of this technology were to increase production and improve soil fertility. Although plough layer can become shallow by long-term no tillage cultivation, more and more land users like this technology because it promises increased grain yield, reduction of fertilizers (and subsequently cost), and it improves soil physical, chemical and biological properties of soil. Thus, it is expected that the measures of this SLM-Technology ends up in improved soil moisture, higher diversity of soil life and finally soil fertility .

Местоположение

Местоположение: Guanhan City, Wenjiang District, Chongzhou City, Basin plain, Chengdu, Sichuan, Китай

Число исследованных участков, где применяется Технология: отдельный участок

Географическая привязка выбранных участков
  • 104.19102, 31.06222

Пространственное распространение Технологии: равномерно-однородное применение на определенной площади (approx. 100-1000 км2)

На постоянно охраняемой территории?:

Продолжительность применения Технологии: 10-50 лет назад

Тип внедрения/ применения
Mechnized harvest (Shanghong Chen)
Rape as succession crop has been seeded directly under no tillage condition. Straw mulch covers the soil. (Shanghong Chen)

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

  • Пахотные угодья и плантации
    • Однолетние культуры: масличные культуры - подсолнечник, рапс, другие, wheat, rice
    Число урожаев за год: 2
    Применяется ли севооборот? Да
Водоснабжение
  • богарные земли
  • сочетание богарных и орошаемых земель
  • полное орошение
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
  • ухудшение химических свойств почв - Хп: Снижение плодородия и уменьшение содержания органического вещества (вызванное не эрозией, а другими причинами)
  • ухудшение физических свойств почв - Фу: уплотнение, Фк: растрескивание и коркообразование
Категория УЗП
  • ротационная система (севооборот, парование, переложное использование)
  • Улучшение почвенного/ растительного покрова
  • Минимальная обработка почв
Мероприятия УЗП
  • Агрономические мероприятия - A1: Растительный/ почвенный покров, A2: Органическое вещество/ почвенное плодородие, A3: Поверхностная обработка почв

Технический рисунок

Технические характеристики
The SLM practice (straw mulching while harvesting and no tillage) is applied in the Chengdu Plain paddy soil. The main measures of this SLM method is straw mulching while harvesting and no tillage. Crops are harvested by machine (actually in this case study by Kuotian combine harvester/model was PR0488), and then straw and stubble were left at size of less than 20 cm on the soil surface. The N, P and K fertilizers to the succession crop were applied in form of urea, calcium superphosphate and potassium chloride at the rates of 120-150 kg N ha-1, 75-120 kg P2O5 ha-1, and 75-120 kg K2O ha-1. Rates of 60% of N, 100% of P and 50% of K fertilizers were applied as base fertilizers, while the remaining 40% of N and 50% of K were used as top dressing fertilizers. After previous crop harvest of rice the succession crop as for example wheat, oil rape, maize will be seeded directly under no tillage condition.
Author: Hongzhu Fan

Запуск и текущее обслуживание: мероприятия, необходимые ресурсы и затраты

Подсчет вложений и затрат
  • Подсчитанные затраты: на площадь, где применяется Технология (размер и единица площади: 1 hectare)
  • Денежные единицы, использованные для подсчета затрат: Renminbi (RMB)
  • Обменный курс (к доллару США): 1 USD = 6.6 Renminbi (RMB)
  • Средний размер дневного заработка для нанятых работников: 120 RMB per day
Наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат
Most of important factor affecting the costs of this technology is the type of machine used for harvest. (E.g. cost is high by the mini combine harvester because of the low efficiency).
Мероприятия, необходимые для начала реализации
n.a.
Текущее обслуживание
  1. mechanized harvesting (Сроки/ повторяемость проведения: August or September)
  2. spreading the straw residues after havest on the field (Сроки/ повторяемость проведения: after harvest of crops)
  3. fertilization (Сроки/ повторяемость проведения: October)
  4. no tillage and direct seeding (Сроки/ повторяемость проведения: October)
Стоимость вложений и затрат по эксплуатации (per 1 hectare)
Опишите затраты Единица Количество Затраты на единицу (Renminbi (RMB)) Общая стоимость на единицу (Renminbi (RMB)) % затрат, оплаченных землепользователями
Оплата труда
All reccurent labour (above) is done within the familiy* person-day 0,5 120,0 60,0 100,0
Оборудование
harvester (machine from contractor without labour force)* ha 1,0 3000,0 3000,0 100,0
Direct seeding machine (from contractor without labour force)* ha 1,0 1800,0 1800,0
Посадочный материал
seed (weat, rape) kg 120,0 2,0 240,0 100,0
Удобрения и ядохимикаты
urea kg 280,0 3,0 840,0 100,0
calcuim superphosphate kg 810,0 1,0 810,0 100,0
potassium chloride kg 200,0 3,5 700,0 100,0
Общая стоимость поддержания Технологии 7'450.0
Общие затраты на поддержание Технологии в долларах США 1'128.79

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
н/п
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
Качество воды относится к:
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)
  • смешанный (натуральный / коммерческий)
  • 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.

Количество до применения УЗП : 14.9 t ha-1*
Количество после применения УЗП: 15.5 t ha-1*
* yield for rape
Wheat yield were 6.3 t ha-1 before SLM and 6.7 t ha-1 after SLM, respectively. Rice yield were 8.6 t ha-1 before SLM and 8.8 t ha-1 after SLM, respectively.

управление землями
усложнилось
x
упростилось


No tillage is an important way to reduce cost by machine plough field. Less fertilizing work and amount of fertilizers by leaving straw on field (straw contains a large amount of C, N, P, and K)

потребность в оросительной воде
увеличил.
x
снизил.


Straw mulching can decreased demand for irrigation water, because water can be keep in the straw, and straw mulching on the soil also can reduced evaporation of water.

сельскохозяйственные издержки
увеличил.
x
снизил.


No tillage is an important way to reduce cost by machine plough field. Less fertilizing work and amount of fertilizers by straw return compared with no straw mulching (straw contains a large number of C, N, P and K. Therefore agricultural inputs can be reduced.

доходы хозяйства
снизил.
x
увеличил.


Do to better yield and reduction of costs.

объем работ
увеличил.
x
снизил.

Социальное и культурное воздействие
знания в области УЗП/ деградации земель
снизил.
x
улучшил.


Increased knowledge on the benefits of straw mulching by the land users.

Экологическое воздействие
влажность почв
снизил.
x
увеличил.


Due to straw mulching, because the water can be kept in the straw and soil evaporation can be reduced to improved oil cover.

почвенный покров
снизил.
x
улучшил.


Due to the mulching by straw, the soil remain covered practically the whole year round.

образование корки на поверхности почв/ запечатывание
увеличил.
x
сократил.


Without ploughing the soil crusting can occur at long term use of the technology (findings from a long-term straw mulch and fertilization experiment was initiated in 2005 at Sichuan Academy of Agricultural Sciences Soil and Fertilizer Research Institute’s Guanghan agricultural experiment station in Sichuan province)

уплотнение почв
увеличил.
x
сократил.


Without ploughing the soil gets more compact at long term use of the technology (findings from a long-term straw mulch and fertilization experiment was initiated in 2005 at Sichuan Academy of Agricultural Sciences Soil and Fertilizer Research Institute’s Guanghan agricultural experiment station in Sichuan province)

круговорот/ восполнение питательных веществ
снизил.
x
увеличил.

почвенное / подземное органическое вещество/ углерод
снизил.
x
увеличил.


Due to mulching by rice straw (crop residues)

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


Due to mulching by rice straw (crop residues)

разнообразие фауны
снизил.
x
увеличил.


Due to mulching by rice straw (crop residues), soil life has increased.

полезные виды (дождевые черви, опылители, некоторые хищники)
снизил.
x
увеличил.

выбросы углекислого газа и парниковых газов
увеличил.
x
снизил.


Traditional burning of rice straw on the fields has been reduced, as straw is needed for mulching. Subsequently the C can be bound within the soil and will not be emitted into the air in form of CO2.

Влияние за пределами территории применения
воздействие парниковых газов
увеличил.
x
сократил.


Traditional burning of rice straw on the fields has been reduced, as straw is needed for mulching. Subsequently the C can be bound within the soil and will not be emitted into the air in form of CO2.

Анализ эффективности затрат

Насколько получаемый результат сопоставим с первоначальными вложениями
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

-

Внедрение и адаптация

Доля землепользователей (в процентах), применяющих Технологию
  • отдельные случаи/ эксперимент
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Среди применяющих Технологию землепользователей, какова доля лиц, применяющих её по собственной инициативе, т.е. без какого-либо материального стимулирования со стороны?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
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)

Заключительные положения и извлечённые уроки

Сильные стороны: по мнению землепользователей
  • This technology can improve the yield
  • It can save labour by leaving straw on the field
Сильные стороны: по мнению составителя или ответственных специалистов
  • Straw mulching can increase the soil carbon input, and improve the soil quantity.
  • This technology can reduce land degradation.
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению землепользователейвозможные пути преодоления
  • Soil structure was deteriorated by no tillage cultivation. tillage
Слабые стороны/ недостатки/ риски: по мнению составителя или ответственных специалистоввозможные пути преодоления
  • Soil hardening occured, and also a thin impervious layer was built at the soil surface It could be good to plough up the soil after an interval of 5 years
  • Obstruction of rainwater infiltration
  • Soil plough layer becomes shallow

Справочные материалы

Составитель
  • Song Guo
Editors
Рецензент
  • Gudrun Schwilch
  • Ursula Gaemperli
  • Alexandra Gavilano
Продолжительность применения Технологии: 31 октября 2017 г.
Последнее обновление: 13 марта 2019 г.
Ответственные специалисты
Полное описание в базе данных ВОКАТ
Связанные данные по УЗП
Документирование осуществлялось при участии
Организация Проект
Ключевые ссылки
  • Composition of Wheat Rhizosphere Antagonistic Bacteria and Wheat Sharp Eyespot as Affected by Rice Straw Mulching. CHEN Huai-Gu, CAO Qi-Guang, XIONG Gui-Lin, LI Wei, ZHANG Ai-Xiang, YU Han-Shou and WANG Jin-Sheng.2010.: ScienceDirect. No
  • Effects of pre-sowing irrigation and straw mulching on the grain yieldand water use efficiency of summer maize in the North China Plain. Zhenxing Yan, Chao Gao, Yujie Ren, Rui Zong, Yuzhao Ma, Quanqi Li. 2017: ScienceDirect. No
  • Effects of snow cover plus straw mulching on microorganisms in paddy soil during winter.Hao Zhanga,b, Jie Tanga, Shuang Liang.2017: ScienceDirect. No
  • Effects of Non-flooded Cultivation with Straw Mulching on Rice Agronomic Traits and Water Use Efficiency. QIN Jiang-tao , HU Feng , LI Hui-xin , WANG Yi-ping , HUANG Fa-quan , HUANG Hua-xiang.2006: ScienceDirect. No
  • Growth Characteristics and Yield of Late-Season Rice under No-tillageand Non-flooded Cultivation with Straw Mulching. WANG Dong, LI Hui-xin, QIN Jiang-tao, LI Da-ming, HU Feng.2010: ScienceDirect. No
  • Impact of tillage practices on soil bacterial diversity and composition under the tobacco-rice rotation in China. Yanping Lei, Yongliang Xiao, Lifeng Li,Chaoqiang Jiang, Chaolong Zu, Tian Li, and Hui Cao.2017: ScienceDirect. No
  • Nutrient Decomposition Rate and Sugarcane Yield as Influenced by Mung Bean Intercropping and Crop Residue Recycling Tie-Guang He,Li-Rong Su,Yang-Rui Li,Tian-Ming Su2 Fang Qin,Qin Li.2017: ScienceDirect. No
  • Process rates of nitrogen cycle in uppermost topsoil after harvesting in no-tilled and ploughed agricultural clay soil. Merjo Laine . Tobias Ru¨ tting . Laura Alakukku . Ansa Paloja¨rvi . Rauni Stro¨mmer.2017: ScienceDirect. No
  • Research on the effect of straw mulching on the soil moisture by field experiment in the piedmont plain of the Taihang Mountains. LI Man, ZHANG Wei, HE Yu-jiang, WANG Gui-ling.2017: ScienceDirect. No
  • Rice–wheat cropping system: tillage, mulch, and nitrogen effects on soil carbon sequestration and crop productivity Keshav R. Adhikari,Khem R. Dahal,Zueng-Sang Chen,Yih-Chi Tan,Jihn-Sung Lai.2017: ScienceDirect. No
  • Soil Carbon Sequestration and Crop Yields in Rice–Wheat and Sugarcane–Ratoon–Wheat Cropping Systems Through Crop Residue Management and Inoculation of Trichoderma viride in Subtropical India.S. K. Shukla,Swaha Shee,S. K. Maity,S. Solomon,S. K. Awasthi,Asha Gaur,A. D. Pathak,V. P. Jaiswal.2017: ScienceDirect. No
  • 成都平原麦稻双免耕秸秆还田技术模式.汤永禄 , 黄钢, 郑家国, 李朝苏,邓先和,付书明.2008: http://www.cnki.net/. No
  • Influence of straw mulching with no-till on soil nutrients and carbon pool management index.CHEN Shang-hong, ZHU Zhong-lin, LIU Ding-hui, SHU Li , WANG Chang-quan.2008: http://www.cnki.net/. No
Ссылки на материалы по теме, доступные онлайн
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareaAlike 4.0 International