1.2 Контактные данные специалистов и организаций, участвующих в описании и оценке Технологии

Название проекта, содействовавшего документированию/оценке Технологии (если применимо)

Soil protection and rehabilitation for food security (ProSo(i)l)

Название организации (-ий), содействовавших документированию/оценке Технологии (если применимо)

GIZ India (GIZ India) - Индия

Название организации (-ий), содействовавших документированию/оценке Технологии (если применимо)

Alliance Bioversity and International Center for Tropical Agriculture (Alliance Bioversity-CIAT) - Кения

Название организации (-ий), содействовавших документированию/оценке Технологии (если применимо)

Ecociate Consultants (Ecociate Consultants) - Индия

1.3 Условия, регламентирующие использование данных, собранных ВОКАТ

Составитель и ответственный(-ые) специалист(-ы) согласны с условиями, регламентирующими использование собранных ВОКАТ данных:

Да

1.4 Декларация по устойчивости описываемой Технологии

Вызывает ли описанная здесь Технология проблемы деградации земель настолько, что ее нельзя назвать природосберегающей?

Нет

Пояснения:

The technology described here is the application of biochar on homestead land. This technology positively impacts soil health and crop production.

2.1 Краткое описание Технологии

Определение Технологии:

Biochar is a carbon-rich solid formed from the organic residue by pyrolysis. Biochar is a stable, highly water and nutrient-retentive product that benefits microorganisms and has a very high carbon sequestration potential. Farmers in the project area have applied it to their homesteads or kitchen gardens.

2.2 Подробное описание Технологии

Описание:

Biochar, a sustainable soil amendment, is produced through pyrolysis, where organic matter such as wood or agricultural waste is heated in a closed container under low-oxygen conditions. Applying biochar to soil has numerous benefits for improving soil health, such as enhancing soil fertility, reducing greenhouse gas emissions, improving soil microbiology, and reducing soil erosion. One of the most significant benefits of biochar is its ability to sequester atmospheric carbon dioxide into the soil, which can help mitigate climate change by reducing the amount of carbon dioxide in the atmosphere. Biochar can also remove contaminants from soil and water and serve as a compost component.

Biochar also reduces the emission of ammonia and carbon dioxide (Cabeza et al. 2018), lowers soil compactness, optimizes compost (Liang et al. 2010), improves water retention and the sorption of heavy metals, increases the availability of micronutrients for plants and increases the pH of soils (Van Zwieten et al. 2010). Biochar also stimulates the growth of rhizosphere microorganisms and mycorrhizal fungi (Głuszek et al. 2017). These bacteria and fungi may also promote plant growth (Compant et al. 2010). The pH values of biochars are positively correlated with the formation of carbonates and the contents of inorganic alkalis (Ding et al. 2014). The pH value of biochar ranges from 6.5 to 10.8. It is advisable to test the pH values of both soils and biochar to reach at the optimal quantity of biochar to be applied in the field.

In the Mandla district, agriculture is the backbone of the economy, and farmers are constantly adopting new farming technologies to increase their agricultural production. One such technology that has positively impacted more than a thousand farmers in the region is the application of biochar in homestead land under a GIZ-funded Soil protection and rehabilitation of degraded soil for food security in India (ProSoil) program. Biochar in this region is prepared using low cost Biochar Kiln units developed by Indian council of agriculture research institutions, traditional methods, such as digging soil pits and burning organic residue while covering its top with soil. Since the Mandla district is a high-rainfall region, most farmers broadcast biochar over their fields before growing rabi (winter) crops. Commonly grown rabi crops in this region are mustard, vegetables, and maize.

Farmers in the Mandla district use small units of biochar production. The recovery rate of biochar is 20%, with a capacity of 100kg of organic material. The application rate per unit area varies from farmer to farmer.
1. Landholding: Farmers with more extensive land holdings or generally rotationally applied biochar in the parcels.
2. The intervention of biochar application was introduced in this region in 2020. The new practice is evolving, and the application rate of biochar varies from farmer to farmer depending on the availability of raw materials and labour availability (family/hired)

The most suitable biochar application rate is 10 − 20 t/ha. Moreover, it is essential to consider the compatibility and complementarity between biochar, soil texture, and management factors such as Nitrogen (N) application rate, pH values and growing environment into consideration (Yang Gao et al., 2021). More scientific studies are needed to define the quantity of biochar needed based on the local soil conditions. However, the current quantity of applications is very low compared to suggested in secondary documents.

The immediate effects of biochar application on crop production have been significant, with farmers reporting an increase in crop yield by 20-25% across most crops. Simple indicators such as increased grain weight and improved grain quality imply that the crop produced is of higher quality. Another critical benefit highlighted by farmers of biochar application is the retention of soil moisture over a longer duration compared to non-treated fields. Biochar can help the farmers of the Mandla district increase their agricultural productivity while promoting sustainable land use practices.

2.3 Фотографии, иллюстрирующие Технологию

2.5 Страна/ регион/ места, где применяется Технология, информация о которых собрана в данной Анкете

2.6 Сколько лет применяется данная Технология

Год начала реализации:

2020

2.7 Внедрение Технологии

Укажите, как именно Технология УЗП была внедрена:

• в качестве научного/ полевого эксперимента
• через проекты/ внешнее вмешательство

Пояснения (тип проекта и т.д.):

The application of biochar for improving soil health and crop production was introduced in this region through the GIZ-funded program

3.1 Основные цели и задачи реализации Технологии

• повышение производства
• снижение или предотвращение деградации земель, восстановление нарушенных земель
• сохранение экосистем
• смягчение последствий изменения климата
• создание благоприятных экономических условий

3.2 Текущий(-ие) тип(-ы) землепользования на территории, где применяется Технология

Комбинированное землепользование в пределах одной и той же земельной единицы:

Да

Укажите сочетания типов землепользования (посевы / пастбища / деревья):

• Агролесоводство

Пояснения:

As per the district census handbook of Mandla District 2001, the land use pattern of Mandla District is: 61% - under forest area, 21% - cropped area, 5% - not available for cultivation, 7% - under fallow land, and 2% - cultivable area. The net area irrigated is 7% of the net area sown, which has hardly increased in recent times (~9%).

3.3 Изменилось ли использование земель в связи с внедрением Технологии?

Изменилось ли использование земель в связи с внедрением Технологии?

• Нет (см. пункт 3.4)

Пояснения:

There has been no change in land use pattern due to project interventions.

3.4 Водоснабжение

Обеспеченность водой участков, где реализуется Технология :

• сочетание богарных и орошаемых земель

Пояснения:

Mandla has nearly 9% of its net sown area irrigated. The homestead land, where biochar is applied during the rabi season, has some irrigation from surface- or groundwater sources.

3.5 Категория УЗП, к которой относится Технология

• агролесоводство
• Улучшение почвенного/ растительного покрова
• Комплексное управление почвенным плодородием

3.6 Мероприятия УЗП, выполняемые в рамках Технологии

Пояснения:

The application of biochar in the field has improved the water-holding capacity of the soil along with enhanced microbial activities. This has resulted in better and long-duration vegetation as farmers are in position to cultivate vegetables throughout the year.

3.7 Основные проблемы деградации земель, на решение которых направлена Технология

Пояснения:

Biochar acts as soil amendment which helps in improving soil health and status of nutrients in the soil. Some studies have also suggested increase in soil organic carbon as a result of biochar application. Farmers in the project area were also advised to reduce the tillage practices to minimise the soil disturbance.

3.8 Предотвращение и снижение деградации земель, или восстановление нарушенных земель

Укажите цель Технологии по отношению к деградации земель :

• предотвращение деградации земель
• снижение деградации земель

Пояснения:

Prior to the application of biochar, farmers were applying synthetic fertilisers and pesticide which was degrading the land. The replacement of synthetic fertilisers with Biochar (also FYM and cow urine mixed with it) has prevented further soil degradation.

4.1 Технический рисунок, иллюстрирующий Технологию

4.2 Общая информация по необходимым вложениям и стоимости

Уточните, как рассчитывались затраты и вложения:

• на площадь, где применяется Технология

другая/ национальная валюта (название):

INR

Если это необходимо, укажите обменный курс от доллара США к местной валюте (например, 1 доллар США = 79,9 бразильского реала): 1 доллар США =:

82,5

4.3 Мероприятия, необходимые для начала реализации

	Деятельность	Время (сессия)
1.	Purchase of Biochar Kiln Unit	Once in 4-5 years

Пояснения:

Since it's a seasonal activity there are not many activities which can be categorised here.

4.4 Вложения и затраты, необходимые для начала реализации

	Опишите затраты	Единица	Количество	Затраты на единицу	Общая стоимость на единицу	% затрат, оплаченных землепользователями
Оборудование	Biochar Kiln unit	Number	1,0	9000,0	9000,0	10,0
Оборудование	Transportation	LS	1,0	2000,0	2000,0	10,0
Общая стоимость запуска Технологии					11000,0
Общие затраты на создание Технологии в долларах США					133,33

Если землепользователем оплачено менее 100% затрат, укажите, кем покрывались остальные затраты:

Project has financially supported the local environment committes in purchase and setting up of the Biochar Kiln units

Пояснения:

Biochar is prepared by a low-cost method:
1. Using Soil pit kiln - Human Labor cost is usually applied as no capital cost is involved in this method.
2. Using Portable Kiln - Its cost generally range from 12000 -14000 Rs if purchased from the ICAR institutions and their associated fabricators. Sometimes farmers also get it made from the local fabricators which cost Rs 4000-6000

Refer to the following Study: Biochar production from Lantana camara (invasive species);-

https://qcat.wocat.net/en/wocat/technologies/view/technologies_6690/

4.5 Поддержание/ текущее обслуживание

	Деятельность	Сроки/ повторяемость проведения
1.	Preparation of Biochar using the Lantana Camara	After the monsoon season (September)
2.	Preparing the biochar for application by mixing it with cow dung and cow urine	During Rabi Season (Oct-Nov)
3.	Application of Biochar in homestead land	During Rabi Season (Oct-Nov)

Пояснения:

A low-cost method of biochar preparation (traditional soil pit or portable kiln method) is used for biochar preparation. Due to simplicity in design, barely any cost is involved in the maintenance of the unit.

4.6 Стоимость поддержания/ текущего обслуживания ( в год)

	Опишите затраты	Единица	Количество	Затраты на единицу	Общая стоимость на единицу	% затрат, оплаченных землепользователями
Оплата труда	Transportation of biomass and its drying before biochar production	Person-day	2,0	200,0	400,0	100,0
Оплата труда	Preparation of Biochar by family members	Person-day	2,0	200,0	400,0	100,0
Оплата труда	Mixing biochar with cow dung and cow urine and making it ready for the application	Person-day	1,0	200,0	200,0	100,0
Оплата труда	Biochar Application	Person-day	1,0	200,0	200,0	100,0
Удобрения и ядохимикаты	Biomass for Biochar production (Approximate)		1,0	500,0	500,0	100,0
Удобрения и ядохимикаты	Cow dung	kg	20,0	5,0	100,0	100,0
Удобрения и ядохимикаты	Cow urine	kg	20,0	5,0	100,0	100,0
Общая стоимость поддержания Технологии					1900,0
Общие затраты на поддержание Технологии в долларах США					23,03

Пояснения:

A majority of the cost mentioned here is an opportunity cost for the farmers as they do manage all these expenses internally with available family labour and input materials such as cow dung, cow urine biomass etc.

4.7 Наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат

Опишите наиболее значимые факторы, влияющие на стоимость затрат:

The primary factor affecting the cost is the labor cost for applying biochar to the field and the easy availability of biomass/crop residues/Lantana for biochar production

5.1 Климат

5.2 Рельеф

Укажите, приурочено ли применение Технологии к специфическим условиям:

• не имеет значения

Комментарии и дополнительные сведения по условиям рельефа/ топографии :

Mandla District is hilly and forested (Satpura hill range) and highly undulating with a narrow strip of cultivated plains in the valley portion of the river and rivulet. The plateau is in the northern part, formed by basalt and east-west trending hills in the southern part. The highest elevation is 934m ASL in the northern region, and the lowest elevation is around 400m ASL.

5.3 Почвы

Если возможно, приложите полное описание почв или укажите доступную информацию, например тип почв, рH/ кислотность почв, ёмкость катионного обмена, содержание азота, содержание солей и т.д.

The soils in the area are generally clayey loam types with sandy loam soil in some areas. In the northern and central parts of the District, the undulating plateau with mounds is covered with slightly deep soil. Regarding the classification of ‘Soils of the World,’ the soils of Mandla are characterized as ‘brown earth.’ These types of soils have developed from granite gneiss and quartzite schist complexes.

5.4 Доступность и качество воды

Является ли солёность воды проблемой?

Нет

Происходят ли периодические затопления территории?

Нет

Комментарии и дополнительная информация по качеству и количеству воды:

The pre-monsoon groundwater level in the area ranges from 3 to 14 meters below ground level. (District at Glance, Mandla, Central Ground Water Board, 2013). The locations have a river flowing close to the area; however, access to the surface and sub-surface water is a primary concern. Basaltic lava flows of the Deccan trap underlie the Mandla District. All blocks of the district including project block Bichhiya are categorized as safe blocks. The net groundwater availability in the district is 53779 hectare meters (ham), and the groundwater draft for all uses is 8205 ham, making the Stage of Groundwater Development 15% as a whole for the district. The area's topography, soil, and geology do not let water remain for long durations, causing water scarcity in summer. The irrigation facilities are poor and limited to areas adjoining dams and canals.

5.5 Биоразнообразие

Комментарии и дополнительная информация по биоразнообразию:

The area is surrounded by the Kanha National Park and Phen Wildlife Sanctuary, with a good presence of forest area. Thus biodiversity is outstanding. Ecological assessment report in Mandla (where this Technology is applied) showed improved biodiversity on common lands under village governance compared to open-access or commons under government ownership. On average, the Shannon diversity index (https://www.statology.org/shannon-diversity-index/) of managed common lands was 1.45 compared to 0.42 for the open access or ungoverned commons. Most of the sites under open access lands are infested by Lantana camara, which is the main reason for the lower biomass and diversity of the ungoverned grounds. More information about the biodiversity in Mandla can be read through the following link.

https://mpsbb.mp.gov.in/completedProject/MB.pdf

5.6 Характеристика землепользователей, применяющих Технологию

Укажите другие важные характеристики землепользователей:

A large majority of the user belonging to the tribal community, including some households from an ethnic community called Baiga.

5.7 Средняя площадь земель, используемых землепользователями с применением Технологии

5.8 Собственность на землю, права на земле- и водопользование

Землевладелец:

• общинная/ поселковая
• индивидуальная, оформленная в собственность

Право землепользования:

• индивидуальное

Право водопользования:

• общинное (контролируемое)
• индивидуальное

Права на землепользование основаны на традиционной правовой системе?

Да

Поясните:

The concerned authorities have issued landowners the land certificates.

5.9 Доступ к базовым услугам и инфраструктуре

Пояснения:

Over the years, there has been a development focus from both the Government and other civil society organizations to bring out the facilities at the door of communities, which has improved access of different facilities.

6.1 Влияние Технологии УЗП в пределах территории ее применения

Социально-экономическое воздействие

Продуктивность

Доходы и затраты

Социальное и культурное воздействие

Экологическое воздействие

Почвы

Биоразнообразие: растительность, животный мир

Климат и снижение риска стихийных бедствий

Укажите оценку внешних воздействий (измерений):

All the indicated impact measures are based on discussions with farmers, implementing agencies and other stakeholders. These were reported as per their observations, eye estimations and approximation.

6.2 Влияние Технологии за пределами территории ее применения

Укажите оценку внешних воздействий (измерений) :

The scale of implementation is not large enough to have an ecosystem level impact

6.3 Подверженность и чувствительность Технологии УЗП к постепенным изменениям климата и экстремальным погодным явлениям/ стихийным бедствиям, связанным с изменением климата (в понимании землепользователей)

Постепенное изменение климата

Постепенное изменение климата

	Сезон	увеличение или уменьшение	Насколько успешно Технология справляется с этим?
другие постепенные изменения климата	When biochar is added to soil, it can sequester carbon in the form of stable organic matter, which can remain in the soil for hundreds or even thousands of years. This carbon sequestration can help to reduce the amount of carbon dioxide in the atmosphere, thereby mitigating climate change.	снизилось	хорошо

6.4 Анализ эффективности затрат

Насколько получаемый результат сопоставим с первоначальными вложениями (с точки зрения землепользователей)?

Насколько получаемый результат сопоставим с текущими расходами по поддержанию технологии (с точки зрения землепользователей)?

Пояснения:

The benefits as indicated above are much higher than the cost involved. More importantly cost is too less as all the resources are being managed internally by the farmers.

6.5 Внедрение Технологии

• 1-10%

Если возможно, дайте количественную характеристику (число домохозяйств и/или площадь применения):

More than 3000 farmers

6.7 Сильные стороны/ преимущества/ возможности Технологии

Сильные стороны/ преимущества/ возможности по мнению землепользователей
Increase crop production
Improve the quality of farm produce
Improve soil water holding capacity

Сильные стороны/ преимущества/ возможности по мнению составителя или других ключевых специалистов
Improved soil health
Mitigate climate change
Increase in soil nutrient content
Reduction in cost of inputs

6.8 Слабые стороны/ недостатки/ риски Технологии и пути их преодоления

Слабые стороны/ недостатки/ риски по мнению землепользователей	Возможные пути их преодоления/снижения?
Manual labor is required for the preparation of biochar	Innovating/adopting automation in biochar preparation
Decentralized preparation of biochar	Developing enterprise for selling cost-effective biochar in a localized manner

Слабые стороны/ недостатки/ риски по мнению составителя или ответственных специалистов	Возможные пути их преодоления/снижения?
Limited understanding of standardization of biochar quality and rate of application	Conducting more research studies and documenting experiences of farmers

7.1 Методы сбора/ источники информации

7.2 Ссылки на опубликованные материалы

Название, автор, год публикации, ISBN:

Significance of biochar application to the environment and economy, Babalola Aisosa Onia,⁎, Olubukola Oziegbeb, Obembe O. Olawole

Где опубликовано? Стоимость?

https://doi.org/10.1016/j.aoas.2019.12.006

Название, автор, год публикации, ISBN:

Impacts of biochar application on upland agriculture: A review, Kumuduni Niroshika Palansooriyaa,1, Yong Sik Oka,1, Yasser Mahmoud Awada, Sang Soo Leeb, Jwa-Kyung Sungc, Agamemnon Koutsospyrosd, Deok Hyun Moone

Где опубликовано? Стоимость?

https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.12.085

Название, автор, год публикации, ISBN:

The role of biochar and biochar-compost in improving soil quality and crop performance: A review, Getachew Agegnehua,⁎, A.K. Srivastavab, Michael I. Birda

Где опубликовано? Стоимость?

http://dx.doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.06.008

Название, автор, год публикации, ISBN:

Biochar physicochemical properties: pyrolysis temperature and feedstock kind effects

Где опубликовано? Стоимость?

https://link.springer.com/article/10.1007/s11157-020-09523-3

7.3 Ссылки на соответствующую онлайн-информацию

Название/ описание:

District at glance - Mandla

Адрес в сети Интернет:

http://cgwb.gov.in/District_Profile/MP/Mandla.pdf

Название/ описание:

District Census Handbook Mandla

Адрес в сети Интернет:

http://lsi.gov.in:8081/jspui/bitstream/123456789/2097/1/38136_2001_MAN.pdf