1.2 รายละเอียดที่ติดต่อได้ของผู้รวบรวมและองค์กรที่เกี่ยวข้องในการประเมินและการจัดเตรียมทำเอกสารของเทคโนโลยี

ชื่อขององค์กรซึ่งอำนวยความสะดวกในการทำเอกสารหรือการประเมินเทคโนโลยี (ถ้าเกี่ยวข้อง)

Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH (GIZ) - เยอรมนี

1.3 เงื่อนไขการใช้ข้อมูลที่ได้บันทึกผ่านทาง WOCAT

ผู้รวบรวมและวิทยากรหลักยอมรับเงื่อนไขเกี่ยวกับการใช้ข้อมูลที่ถูกบันทึกผ่านทาง WOCAT:

ใช่

1.4 การเปิดเผยเรื่องความยั่งยืนของเทคโนโลยีที่ได้อธิบายไว้

เทคโนโลยีที่ได้อธิบายไว้นี้เป็นปัญหาของความเสื่อมโทรมโทรมของที่ดินหรือไม่ จึงไม่ได้รับการยอมรับว่าเป็นเทคโนโลยีเพื่อการจัดการที่ดินอย่างยั่งยืน:

ไม่ใช่

2.1 การอธิบายแบบสั้น ๆ ของเทคโนโลยี

คำจำกัดความของเทคโนโลยี:

Application of biochar to soils in the tropics / sub-tropics improves their ability to store and supply nutrients and water for crop growth, thereby enhancing yields and food security. At the same time, biochar holds carbon in soils for extended time periods, which makes it an agricultural practice that contributes to climate change mitigation.

2.2 การอธิบายแบบละเอียดของเทคโนโลยี

คำอธิบาย:

Biochar is carbonised organic material that is produced through pyrolysis, that is thermal conversion under low or no oxygen. The biochar is used as an amendment to farmland for ameliorating soil properties. Owing to the great number of micropores and charges on biochar, its application to soil boosts water and nutrient storage, and their delivery to crops. Biochar also helps neutralise acidity in soils, replacing the need for lime. All these positive effects make it ideally suited for acid, nutrient-poor soils in tropical/ sub-tropical regions. Even at low rates of 1 or 2 tonnes per hectare, biochar significantly increases crop production. Biochar hardly decomposes in soils, causing positive effects to last for several years without repeat application. This also provides very stable carbon storage on farms which helps mitigate climate change. Its stability also allows farmers to gradually add biochar to the entire farm, thereby increasing their food self-sufficiency and incomes.
Biochar itself is not a fertilizer, but a soil rejuvenating agent. Therefore, farmers must apply essential nutrients through synthetic or organic inputs to reap the full yield potential and maintain soil fertility. Yet, when biochar is combined with fertilizers, about 40% - 70% nitrogen and phosphorus can be saved over multiple seasons while maintaining the same productivity. Biochar is a promising solution to address low response of crops to fertilizer addition in tropical soils and to alleviate the impact of input price hikes and supply disruptions.
In the study presented here, farmers produced biochar as a residue from small gasifier stoves during daily cooking. These systems are highly energy efficient and reduce the consumption of firewood while improving indoor air quality, which, alongside crop yield gains from biochar, is perceived positively by farmers. The specific design of gasifier stoves requires them to be well-packed with appropriately sized tree prunings or maize stems. For larger meals it requires a refill, which users find less convenient than their traditional open combustion fires. Life-cycle assessment shows that households significantly reduce greenhouse gas emissions with the gasifier stoves when biochar is applied to the farm. For the field trials with maize and kale in this study, farmers applied their usual rates of inorganic fertilizers, animal manure, or a combination of both. Results from this multi-locational participatory assessment showed that maize grain yield increased by 0.2 - 0.7 tonnes per hectare for every tonne of home-made biochar that was added to the field.
One household can produce 300 kg biochar per year by cooking on the gasifier stove. With this amount a biochar dosage of 1.5 t/ha can be realized on an area of 0.2 ha per year. If biochar is not spread evenly, but along seed rows, its effective dosage can be increased. As the gasifier stove can be operated for 2-3 years, it is assumed that the costs of 50 USD, which are needed to purchase one gasifier, are good to equip 1 ha of land with an amount of biochar that results in increased crop yields.

2.3 รูปภาพของเทคโนโลยี

2.5 ประเทศภูมิภาค หรือสถานที่ตั้งที่เทคโนโลยีได้นำไปใช้และได้รับการครอบคลุมโดยการประเมินนี้

2.6 วันที่การดำเนินการ

ระบุปีที่ใช้:

2016

2.7 คำแนะนำของเทคโนโลยี

ให้ระบุว่าเทคโนโลยีถูกแนะนำเข้ามาอย่างไร:

• ในช่วงการทดลองหรือการทำวิจัย

ความคิดเห็น (ประเภทของโครงการ เป็นต้น) :

IITA (International Institute of Tropical Agriculture) started a long-term field trial in 2006, in which crop and soil properties were monitored following one initial biochar application of 100 t/ha. ICRAF investigated the charcoal value chain in Kenya and, among others, promoted cooking stoves which were more efficient than the traditionally used open fires. Those stoves run on pyrolysis, which provides heat for cooking and charcoal as a residual. That charcoal can be used for cooking so that the initial biomass is used more efficiently as an energy source. Or, alternatively, the residual charcoal is used as biochar to improve the farmers' soils.
This combination of cooking and biochar production and application to soils began in 2016 as participatory research.

3.1 วัตถุประสงค์หลักของเทคโนโลยี

• ปรับปรุงการผลิตให้ดีขึ้น
• ปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของโลก สภาพภูมิอากาศที่รุนแรงและผลกระทบ
• ชะลอการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของโลกและผลกระทบ
• สร้างผลกระทบทางด้านเศรษฐกิจที่เป็นประโยชน์
• สร้างผลกระทบทางด้านสังคมที่เป็นประโยชน์

3.2 ประเภทของการใช้ที่ดินในปัจจุบันที่ได้นำเทคโนโลยีไปใช้

Land use mixed within the same land unit:

ไม่ใช่

3.3 Has land use changed due to the implementation of the Technology?

Has land use changed due to the implementation of the Technology?

• No (Continue with question 3.4)

3.4 การใช้น้ำ

การใช้น้ำของที่ดินที่มีการใช้เทคโนโลยีอยู่:

• จากน้ำฝน

3.5 กลุ่ม SLM ที่ตรงกับเทคโนโลยีนี้

• การจัดการความอุดมสมบรูณ์ของดินแบบผสมผสาน

3.6 มาตรการ SLM ที่ประกอบกันเป็นเทคโนโลยี

3.7 รูปแบบหลักของการเสื่อมโทรมของที่ดินที่ได้รับการแก้ไขโดยเทคโนโลยี

แสดงความคิดเห็น:

Biochar increases the cation exchange capacity of soils and enhances the plant availability of phosphorus so that it contributes to soil fertility. Biochar increases the soil pH so that it treats acidification of soils. In the field of soil physical properties, biochar decreases the bulk density of soils and adds pore space to soils so that the infiltration into the soil and the usable field capacity of soils are increased. In this specific case, soil sealing and compaction do not play a role, but biochar can address those soil degradation issues.

3.8 การป้องกัน การลดลง หรือการฟื้นฟูความเสื่อมโทรมของที่ดิน

ระบุเป้าหมายของเทคโนโลยีกับความเสื่อมโทรมของที่ดิน:

• ลดความเสื่อมโทรมของดิน
• ฟื้นฟูบำบัดที่ดินที่เสื่อมโทรมลงอย่างมาก

4.2 ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับการคำนวณปัจจัยนำเข้าและค่าใช้จ่าย

ให้ระบุว่าค่าใช้จ่ายและปัจจัยนำเข้าได้รับการคำนวณอย่างไร:

• ต่อหน่วยเทคโนโลยี

ระบุสกุลเงินที่ใช้คำนวณค่าใช้จ่าย:

• USD

4.3 กิจกรรมเพื่อการจัดตั้ง

	กิจกรรม	Timing (season)
1.	Biochar production	Year-round while using the gasifier cooking stove.
2.	Mixing biochar into the soil	During the normal time of field preparation for and planting of the next crop
3.	Proceed with normal cropping activities

แสดงความคิดเห็น:

This SLM technique adds biochar to the ongoing cropping activities. So, the choice of crops, soil preparation, planting, inputs, and harvest do not change after biochar application. The biochar is sourced from so-called gasifier cooking stoves, which are stoves that perform through pyrolysis. The excess energy of that pyrolysis is used for cooking, while the residual char is applied as biochar to the farmers' field. Char (biochar) is produced during every cooking activity, collected, and finally applied. Most household in the project regions use open three-stone fires for cooking followed by charcoal. Adoption of the gasifier stoves is a shift away from the open fires and charcoal.

4.4 ค่าใช้จ่ายของปัจจัยนำเข้าที่จำเป็นสำหรับการจัดตั้ง

	ปัจจัยนำเข้า	หน่วย	ปริมาณ	ค่าใช้จ่ายต่อหน่วย	ค่าใช้จ่ายทั้งหมดต่อปัจจัยนำเข้า	%ของค่าใช้จ่ายที่ก่อให้เกิดขึ้นโดยผู้ใช้ที่ดิน
แรงงาน	gasifier cooking stove		1.0	50.0	50.0
ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการจัดตั้งเทคโนโลยี					50.0
Total costs for establishment of the Technology in USD					50.0

แสดงความคิดเห็น:

As costs we only listed the 50 USD per gasifier cooking stove. As the other farm operations do not change, no further costs for plant materials or fertilizers or other were listed, because those inputs do not change solely due to the use of biochar from the gasifier stoves.
One household can produce 300 kg biochar per year by cooking on the gasifier stove. With this amount a biochar dosage of 1.5 t/ha can be realized on an area of 0.2 ha per year. If biochar is not spread evenly, but along seed rows, its effective dosage can be increased. As the gasifier stove can be operated for 2-3 years, it is assumed that the costs of 50 USD are good to equip 1 ha of land with an amount of biochar that results in increased crop yields.

4.5 การบำรุงรักษาสภาพหรือกิจกรรมที่เกิดขึ้นเป็นประจำ

	กิจกรรม	ช่วงระยะเวลา/ความถี่
1.	Replace the gasifier cooking stove	every three years

แสดงความคิดเห็น:

Once biochar has been applied into a given soil, it sits there in the soil and does not require further maintenance. The farming activities and their associated labor remain unchanged compared to the the time before biochar application.

4.6 ค่าใช้จ่ายของปัจจัยนำเข้าและกิจกรรมที่เกิดขึ้นเป็นประจำที่ต้องการการบำรุงรักษา (ต่อปี)

	ปัจจัยนำเข้า	หน่วย	ปริมาณ	ค่าใช้จ่ายต่อหน่วย	ค่าใช้จ่ายทั้งหมดต่อปัจจัยนำเข้า	%ของค่าใช้จ่ายที่ก่อให้เกิดขึ้นโดยผู้ใช้ที่ดิน
อุปกรณ์	gasifier cooking stove	1	0.33	50.0	16.5	100.0
ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการบำรุงรักษาสภาพเทคโนโลยี					16.5
Total costs for maintenance of the Technology in USD					16.5

แสดงความคิดเห็น:

The depreciation of the gasifier cooking stove and the need to replace it every three years is included here unde rrecurrent costs.

4.7 ปัจจัยสำคัญที่สุดที่มีผลกระทบต่อค่าใช้จ่าย

ปัจจัยสำคัญที่สุดที่มีผลกระทบต่อค่าใช้จ่ายต่างๆ:

Purchase price of the gasifier stove. Opportunity cost for collection and pre-processing of tree prunings and crop residues for the stove.

5.1 ภูมิอากาศ

5.2 สภาพภูมิประเทศ

ให้ระบุถ้าเทคโนโลยีได้ถูกนำไปใช้:

• ไม่เกี่ยวข้อง

ความคิดเห็นและข้อมูลจำเพาะเพิ่มเติมเรื่องสภาพภูมิประเทศ:

Kwale: 328 m a.s.l.
Embu: 1350 m a.s.l.

5.3 ดิน

(ถ้ามี) ให้แนบคำอธิบายเรื่องดินแบบเต็มหรือระบุข้อมูลที่มีอยู่ เช่น ชนิดของดิน ค่า pH ของดินหรือความเป็นกรดของดิน ความสามารถในการแลกเปลี่ยนประจุบวก ไนโตรเจน ความเค็ม เป็นต้น:

The following information are available for two field plots out of the three counties:
Embu County: pH(H2O) - 5.01, SOC - 2.01%, sand - 21%, clay - 43.5%
Siaya County: pH(H2O) - 5.25, SOC - 1.56%, sand - 22.4%, clay - 60.1%

5.4 ความเป็นประโยชน์และคุณภาพของน้ำ

5.6 ลักษณะของผู้ใช้ที่ดินที่นำเทคโนโลยีไปปฏิบัติใช้

ระบุลักษณะอื่นๆที่เกี่ยวข้องของผู้ใช้ที่ดิน:

Women and children operate the gasifier stove and therefore produce the biochar. In the field it is mainly men who mix the biochar into the soil and perform other farm operations.

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

5.8 กรรมสิทธิ์ในที่ดิน สิทธิในการใช้ที่ดินและสิทธิในการใช้น้ำ

กรรมสิทธิ์ในที่ดิน:

• รายบุคคล ไม่ได้รับสิทธิครอบครอง
• รายบุคคล ได้รับสิทธิครอบครอง

สิทธิในการใช้ที่ดิน:

• รายบุคคล

สิทธิในการใช้น้ำ:

• เข้าถึงได้แบบเปิด (ไม่ได้จัดระเบียบ)

Are land use rights based on a traditional legal system?

ใช่

5.9 การเข้าถึงบริการและโครงสร้างพื้นฐาน

6.1 ผลกระทบในพื้นที่ดำเนินการ (On-site) จากการใช้เทคโนโลยี

ผลกระทบทางด้านเศรษฐกิจและสังคม

การผลิต

รายได้และค่าใช้จ่าย

ผลกระทบด้านนิเวศวิทยา

ลดความเสี่ยงของภัยพิบัติ

6.2 ผลกระทบนอกพื้นที่ดำเนินการ (Off-site) จากการใช้เทคโนโลยี

6.4 การวิเคราะห์ค่าใช้จ่ายและผลประโยชน์ที่ได้รับ

ผลประโยชน์ที่ได้รับเปรียบเทียบกับค่าใช้จ่ายในการจัดตั้งเป็นอย่างไร (จากมุมมองของผู้ใช้ที่ดิน)

ผลประโยชน์ที่ได้รับเปรียบเทียบกับค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาหรือต้นทุนที่เกิดขึ้นซ้ำอีก เป็นอย่างไร (จากมุมมองของผู้ใช้ที่ดิน)

แสดงความคิดเห็น:

The main benefits from this SLM technology from the land users' perspective are increased crop yields, reduced need to collect fuel wood, and improved indoor ambient air quality. The latter two benefits materialize immediately, onec the gasifier is used. The crop yields increase during the season that follows the biochar application, which is a short-term benefit. These benefits justify the establishment costs, which in fact are the costs to purchase the gasifier.
On a long-term perspective, the effect to improve the soil, which leads to crop yield increases, remains, because biochar is stable in soils ove rlong time periods. Particularly positive is that there are no maintenence costs to keep the biochar in the soil.

6.5 การปรับตัวของเทคโนโลยี

• ครั้งเดียวหรือเป็นการทดลอง

Of all those who have adopted the Technology, how many did so spontaneously, i.e. without receiving any material incentives/ payments?

• 0-10%

6.6 การปรับตัว

เทคโนโลยีได้รับการปรับเปลี่ยนเมื่อเร็วๆนี้ เพื่อให้ปรับตัวเข้ากับสภาพที่กำลังเปลี่ยนแปลงหรือไม่:

ไม่ใช่

6.7 จุดแข็ง / ข้อได้เปรียบ / โอกาสของเทคโนโลยี

จุดแข็ง / ข้อได้เปรียบ / โอกาสในทัศนคติของผู้ใช้ที่ดิน
Most land users stated to have observed positive impacts on soil health and improvement of soil fertility. Additionally, about 25% of the land users specifically mentioned that the moisture retention in the soil improved after biochar application. Some land users experienced lower costs for fertilizers.
Most land users found the small top-lit updraft cooking stoves are easy to use, though being more suitable for food with short cooking time. All land users stated that the gasifier cooking stoves were cleaner than the traditional open fires and charcoal stoves, since the gasifiers produced less smoke, less soot, and fewer ashes. Some land users responded even that the gasifiers were less harmful to cooking utensils and food tasted better (less smoky). The gasifier stove was preferred by land users because it takes less fuel and therefore saves time to collect fire wood and household expenditures. This was particularly viewed positively by women. The residual char also can be used as an energy source. Some land users saw sales of charcoal as potential additional income.
In total, the package of using gasifier stoves for cooking and applying the residual biochar to soils was seen as beneficial by most land users, because it saved costs and efforts on the side of cooking and increased crop yields and income.

จุดแข็ง / ข้อได้เปรียบ / โอกาสในทัศนคติของผู้รวบรวมหรือวิทยากรหลัก

Biochar improves soil properties which intensifies crop production. Even a small amount of biochar added to the soil has a long-lasting positive effect on yields. The effect of a one-time biochar application lasts for decades. Therefore, if soils are enriched with biochar by repeatedly adding low quantities, its benefits to land users accumulate over time. Biochar increases the cation exchange capacity, pH, and phosphorus availability of soils, which are key constraints to in many farming systems across tropical Africa. Non-responsive soils are turned into soils that respond to fertilizer application.

6.8 จุดอ่อน / ข้อเสียเปรียบ / ความเสี่ยงของเทคโนโลยีและวิธีการแก้ไข

จุดอ่อน / ข้อเสียเปรียบ / ความเสี่ยงในทัศนคติของผู้ใช้ที่ดิน	มีวิธีการแก้ไขได้อย่างไร
Half of the respondents stated the production of biochar was time consuming due to the process of cutting the feedstock in suitable sizes, as needed for the gasifier stove.	Chopped firewood for the gasifier could become a source of income for youth.

จุดอ่อน / ข้อเสียเปรียบ / ความเสี่ยงในทัศนคติของผู้รวบรวมหรือวิทยากรหลัก	มีวิธีการแก้ไขได้อย่างไร
Gasifiers may emit more methane than technologically more advanced pyrolysis units.	Improve the gasifier utility with a shift to the latest mobile or decentralized technologies that produce syngas, green hydrogen or electricity that can be used for cooking.
Deploying gasifier and biochar at large scale without regulations poses a risk of unsustainable rates of tree clearing and residue removal.	Follow rules such as EBC and only use on-farm or residual biomass.

7.1 วิธีการและแหล่งข้อมูล

7.2 การอ้างอิงถึงสิ่งตีพิมพ์

หัวข้อ, ผู้เขียน, ปี, หมายเลข ISBN:

Biochar from cooking stoves reduces greenhouse gas emissions from smallholder farms in Africa; Sundberg et al., 2020

ชื่อเรื่อง ผู้เขียน ปี ISBN:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11027-020-09920-7, open access

หัวข้อ, ผู้เขียน, ปี, หมายเลข ISBN:

Use of Biochar-Producing Gasifier Cookstove Improves Energy Use Efficiency and Indoor Air Quality in Rural Households; Gitau et al., 2019

ชื่อเรื่อง ผู้เขียน ปี ISBN:

https://www.mdpi.com/1996-1073/12/22/4285, open access

หัวข้อ, ผู้เขียน, ปี, หมายเลข ISBN:

Implications on Livelihoods and the Environment of Uptake of Gasifier Cook Stoves among Kenya’s Rural Households; Gitau et al., 2019

ชื่อเรื่อง ผู้เขียน ปี ISBN:

https://www.mdpi.com/2076-3417/9/6/1205/pdf, open access

หัวข้อ, ผู้เขียน, ปี, หมายเลข ISBN:

Factors influencing the adoption of biochar-producing gasifier cookstoves by households in rural Kenya; Gitau et al., 2019

ชื่อเรื่อง ผู้เขียน ปี ISBN:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0973082618308913, open access

หัวข้อ, ผู้เขียน, ปี, หมายเลข ISBN:

Soils, sinks, and smallholder farmers: Examining the benefits of biochar energy transitions in Kenya; Mahmood et al., 2021

ชื่อเรื่อง ผู้เขียน ปี ISBN:

https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2214629621001262?token=D446F30FC8FDAEC80F73AE31BBFEA69E754E2F9EB21A9605CC6D04A2FE0FCD39182848F88AC6D17BF7D12B8EEED7BD9E&originRegion=eu-west-1&originCreation=20210415190025, open access

หัวข้อ, ผู้เขียน, ปี, หมายเลข ISBN:

Gasifier as a cleaner cooking system in rural Kenya; Njenga et al., 2016

ชื่อเรื่อง ผู้เขียน ปี ISBN:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652616000743?via%3Dihub, access at no costs through limited number of institutions

หัวข้อ, ผู้เขียน, ปี, หมายเลข ISBN:

Biochar addition persistently increased soil fertility and yields in maizesoybean rotations over 10 years in sub-humid regions of Kenya; Kätterer et al., 2019

ชื่อเรื่อง ผู้เขียน ปี ISBN:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378429018318938?via%3Dihub, open access

หัวข้อ, ผู้เขียน, ปี, หมายเลข ISBN:

sMaize grain yield responses to realistic biochar application rates on smallholder farms in Kenya, Kätterer et al., 2022

ชื่อเรื่อง ผู้เขียน ปี ISBN:

https://link.springer.com/article/10.1007/s13593-022-00793-5, open access

7.3 Links to relevant online information

ชื่อเรื่องหรือคำอธิบาย:

Biochar stoves for socio-ecological resilience: Lessons from small-scale farms in rural Kenya / Report by ICRAF

URL:

http://apps.worldagroforestry.org/downloads/Publications/PDFS/PB20040.pdf