Technologies

Применение гидрогелей для выращивания сельскохозяйственных культур в условиях низкой влажности почвы [Uzbekistan]

Применение гидрогелей для выращивания сельскохозяйственных культур в условиях низкой влажности почвы

technologies_6192 - Uzbekistan

Completeness: 84%

1. General information

1.2 Contact details of resource persons and institutions involved in the assessment and documentation of the Technology

Key resource person(s)

SLM specialist:

Жураев Диёр, Турдикулович

Кашкадарьинский филиал Научно-исследовательского института зерна и зернобобовых культур

Uzbekistan

{'additional_translations': {}, 'value': 1064, 'label': 'Name of project which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)', 'text': 'Integrated natural resources management in drought-prone and salt-affected agricultural production landscapes in Central Asia and Turkey ((CACILM-2))', 'template': 'raw'} {'additional_translations': {}, 'value': 497, 'label': 'Name of the institution(s) which facilitated the documentation/ evaluation of the Technology (if relevant)', 'text': 'Design and Research UZGIP Institute, Ministry of Water Resources (UzGIP) - Uzbekistan', 'template': 'raw'}

1.3 Conditions regarding the use of data documented through WOCAT

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

Yes

1.4 Declaration on sustainability of the described Technology

Is the Technology described here problematic with regard to land degradation, so that it cannot be declared a sustainable land management technology?

No

Comments:

Технология выращивания сельскохозяйственных культур с применением гидрогелей направлена на повышение продуктивности растениеводства и способствует предотвращению деградации земли

2. Description of the SLM Technology

2.1 Short description of the Technology

Definition of the Technology:

Технология выращивания сельскохозяйственных культур с применением гидрогелей обеспечивает оптимальные условия увлажнения почвы и питания растений путем аккумуляции почвенной влаги и питательных веществ, и постепенной отдачи их растениям, что способствует повышению урожайности культур и улучшению качества урожая.

2.2 Detailed description of the Technology

Description:

Технология применения гидрогелей в растениеводстве продемонстрирована в рамках проекта ФАО/ГЭФ (CACILM2) на агроучастке Кашкадарьинского филиала НИИ института зерна и зернобобовых культур, расположенном в Камашинском районе Кашкадарьинской области. В условиях аридного климата ограничивающим фактором при выращивании сельскохозяйственных культур является влажность почвы. В орошаемой зоне недостаточное количество атмосферных осадков компенсируется искусственным орошением. Однако, богарная пашня полностью зависит от осадков, которые крайне неравномерно распределены в течение года. В таких условиях возрастает роль мероприятий по повышению влагообеспеченности посевов. В мировом земледелии одним из средств сохранения влаги в почве – использование гидрогелей, которые способны удерживать количество воды, превышающее их массу не менее, чем в 300, а то и 1000 раз. В отличие от большинства веществ, поглощающих воду, гидрогель способен медленно отдавать абсорбируемую воду и питательные вещества растениям. Таким образом, благодаря особенным свойствам, гидрогель функционирует как водный резервуар, поддерживающий нормальную влажность грунта. Хотя гидрогель не может заменить воду, но он может обеспечить наиболее эффективное использование осадков и имеющихся запасов почвенной влаги.
Гидрогель вносят в почву в сухом виде, равномерно рассыпая по поверхности с последующей вспашкой. В этом случае эффект проявляется в более отдаленном времени, так как гидрогель прежде, чем начать действовать, должен накопить воду. После набухания гидрогеля улучшается структура почвы и ее влаго удерживающие свойства. Гидрогель можно вносить в почву после гидратации до увеличения массы полимера в 100 раз (примерно в течение 1 часа), путем распыления смеси на почву. Этот метод можно использовать непосредственно перед вспашкой. Применение гидрогеля обеспечивает экономию оросительной воды, так как он снижает испарение с поверхности, происходящие из-за неспособности почвы удерживать влагу.

2.3 Photos of the Technology

2.5 Country/ region/ locations where the Technology has been applied and which are covered by this assessment

Country:

Uzbekistan

Region/ State/ Province:

Кашкадарьинская область

Further specification of location:

Камашинский район, агроучасток Кашкадарьинского филиала НИИ зерна и зернобобовых культур

Specify the spread of the Technology:
  • evenly spread over an area
If the Technology is evenly spread over an area, specify area covered (in km2):

1.93

If precise area is not known, indicate approximate area covered:
  • 1-10 km2
Is/are the technology site(s) located in a permanently protected area?

No

Comments:

Описание технологии выполнено на основе материалов, предоставленных д.с.-х.н. Д. Жўраевым, исполнителем проекта (GCP /SEC/ 293/ GFF), реализуемого в Кашкадарьинском филиале НИИ, в рамках проекта ФАО/ГЭФ Комплексное управление природными ресурсами в подверженных засухе и засолению сельскохозяйственных производственных ландшафтах Центральной Азии и Турции ('CACILM2')

2.6 Date of implementation

Indicate year of implementation:

2011

If precise year is not known, indicate approximate date:
  • 10-50 years ago

2.7 Introduction of the Technology

Specify how the Technology was introduced:
  • through projects/ external interventions
Comments (type of project, etc.):

Технология внедряется в рамках ФАО/ГЭФ Проекта ('CACILM2'). Внедрению технологии способствуют донорские проекты

3. Classification of the SLM Technology

3.1 Main purpose(s) of the Technology

  • improve production
  • adapt to climate change/ extremes and its impacts
  • снижение испарения с поверхности, эффективное использование осадков и имеющихся запасов почвенной влаги, экономия оросительной воды

3.2 Current land use type(s) where the Technology is applied

Land use mixed within the same land unit:

No


Cropland

Cropland

  • Annual cropping

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

Cropland

Cropland

3.4 Water supply

Water supply for the land on which the Technology is applied:
  • rainfed

3.5 SLM group to which the Technology belongs

  • improved ground/ vegetation cover

3.6 SLM measures comprising the Technology

agronomic measures

agronomic measures

  • A7: Others

4. Technical specifications, implementation activities, inputs, and costs

4.1 Technical drawing of the Technology

{'additional_translations': {}, 'content_type': 'image/jpeg', 'preview_image': '/media/9e/4/9e4623d7-130a-4e86-942c-9ebd2428a08f.jpg', 'key': 'Technical drawing', 'value': '/media/a0/7/a07a1e8b-6253-4594-91af-668694d48739.jpg', 'template': 'raw'}
Technical specifications (related to technical drawing):

Гидрогель абсорбирует и аккумулирует влагу в объеме, в сотни раз превышающем собственный объем, удерживает ее и медленно отдает растению, в результате чего наблюдается сберегающий эффект и экономное расходование растениями.

4.2 General information regarding the calculation of inputs and costs

Specify how costs and inputs were calculated:
  • per Technology area
Indicate size and area unit:

193 га

Specify currency used for cost calculations:
  • USD
Indicate average wage cost of hired labour per day:

Около 10 долларов США

4.3 Establishment activities

Activity Timing (season)
1. Подготовка почвы: вспашка, боронование, грубое выравнивание Осень-весна
2. Посадка/сев Весна (март-апрель)
3. Уход за культурами и защита растений Март - Сентябрь

4.4 Costs and inputs needed for establishment

Specify input Unit Quantity Costs per Unit Total costs per input % of costs borne by land users
Labour Труд рабочих га 193.0 99.0 19107.0
Equipment Подготовка земли, сев га 193.0 26.4 5095.2
Plant material Семена + навоз га 193.0 27.9 5384.7
Total costs for establishment of the Technology 29586.9
Total costs for establishment of the Technology in USD 29586.9
If land user bore less than 100% of costs, indicate who covered the remaining costs:

Затраты покрывались из бюджета института/проекта

4.5 Maintenance/ recurrent activities

Activity Timing/ frequency
1. Подготовка почвы: вспашка, боронование, грубое выравнивание Осень-весна
2. Посадка/сев Весна (март-апрель)
3. Уход за культурами и защита растений Март - Сентябрь
Comments:

Внесение гидрогелей- ежегодное мероприятие

4.6 Costs and inputs needed for maintenance/ recurrent activities (per year)

Comments:

Дополнительных инвестиций для поддержания технологии не требуется, так как это ежегодное мероприятие. Необходимы мероприятия по обучению фермеров, распространению информации и др.

4.7 Most important factors affecting the costs

Describe the most determinate factors affecting the costs:

Самые высокие затраты на внедрение технологии связаны с обработкой почвы и посевом/посадкой, включающие труд рабочих и горюче-смазочные материалы.

5. Natural and human environment

5.1 Climate

Annual rainfall
  • < 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
Specify average annual rainfall (if known), in mm:

225.00

Specifications/ comments on rainfall:

80-90% осадков выпадает в декабре-мае

Indicate the name of the reference meteorological station considered:

Камаши, Карши

Agro-climatic zone
  • semi-arid

Вегетационный период ограничивается иссушением почвы из-за скудных осадков в летние месяцы и в среднем составляет 90 дней

5.2 Topography

Slopes on average:
  • flat (0-2%)
  • gentle (3-5%)
  • moderate (6-10%)
  • rolling (11-15%)
  • hilly (16-30%)
  • steep (31-60%)
  • very steep (>60%)
Landforms:
  • plateau/plains
  • ridges
  • mountain slopes
  • hill slopes
  • footslopes
  • valley floors
Altitudinal zone:
  • 0-100 m a.s.l.
  • 101-500 m a.s.l.
  • 501-1,000 m a.s.l.
  • 1,001-1,500 m a.s.l.
  • 1,501-2,000 m a.s.l.
  • 2,001-2,500 m a.s.l.
  • 2,501-3,000 m a.s.l.
  • 3,001-4,000 m a.s.l.
  • > 4,000 m a.s.l.
Indicate if the Technology is specifically applied in:
  • not relevant

5.3 Soils

Soil depth on average:
  • very shallow (0-20 cm)
  • shallow (21-50 cm)
  • moderately deep (51-80 cm)
  • deep (81-120 cm)
  • very deep (> 120 cm)
Soil texture (topsoil):
  • medium (loamy, silty)
Soil texture (> 20 cm below surface):
  • medium (loamy, silty)
Topsoil organic matter:
  • low (<1%)

5.4 Water availability and quality

Ground water table:

> 50 m

Availability of surface water:

medium

Water quality (untreated):

good drinking water

Water quality refers to:

surface water

Is water salinity a problem?

No

Is flooding of the area occurring?

No

Comments and further specifications on water quality and quantity:

Богарная зона расположена в верховье речного бассейна, где поверхностные водные источники не испытывают антропогенную нагрузку и не загрязнены в результате хозяйственной деятельности.

5.5 Biodiversity

Species diversity:
  • medium
Habitat diversity:
  • medium
Comments and further specifications on biodiversity:

Культурная растительность богары представлена небольшим разнообразием засухоустойчивых сельскохозяйственных культур – масличными (подсолнечник, масхар), бахчевыми, озимой пшеницей.

5.6 Characteristics of land users applying the Technology

Sedentary or nomadic:
  • Sedentary
Market orientation of production system:
  • mixed (subsistence/ commercial)
Off-farm income:
  • > 50% of all income
Relative level of wealth:
  • average
Individuals or groups:
  • individual/ household
Level of mechanization:
  • mechanized/ motorized
Age of land users:
  • middle-aged

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
Is this considered small-, medium- or large-scale (referring to local context)?
  • medium-scale
Comments:

Средний размер фермерских хозяйств в орошаемой зоне составляет 35-75 га, в пастбищной неорошаемой зоне - 100-200 га.

5.8 Land ownership, land use rights, and water use rights

Land ownership:
  • state
Land use rights:
  • leased
  • через ассоциации водопользователей и управления ирригационных систем
Are land use rights based on a traditional legal system?

Yes

5.9 Access to services and infrastructure

health:
  • poor
  • moderate
  • good
education:
  • poor
  • moderate
  • good
technical assistance:
  • poor
  • moderate
  • good
employment (e.g. off-farm):
  • poor
  • moderate
  • good
markets:
  • poor
  • moderate
  • good
energy:
  • poor
  • moderate
  • good
roads and transport:
  • poor
  • moderate
  • good
drinking water and sanitation:
  • poor
  • moderate
  • good
financial services:
  • poor
  • moderate
  • good

6. Impacts and concluding statements

6.1 On-site impacts the Technology has shown

Socio-economic impacts

Production

crop production

decreased
increased
Income and costs

farm income

decreased
increased

Ecological impacts

Water cycle/ runoff

harvesting/ collection of water

reduced
improved
Biodiversity: vegetation, animals

Vegetation cover

decreased
increased
Climate and disaster risk reduction

drought impacts

increased
decreased

micro-climate

worsened
improved

6.2 Off-site impacts the Technology has shown

impact of greenhouse gases

increased
reduced
Specify assessment of off-site impacts (measurements):

Технология не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду, как внутри, так и за пределами площади ее внедрения.

6.3 Exposure and sensitivity of the Technology to gradual climate change and climate-related extremes/ disasters (as perceived by land users)

Gradual climate change

Gradual climate change
Season increase or decrease How does the Technology cope with it?
annual temperature increase moderately
seasonal temperature summer increase moderately
annual rainfall decrease well
seasonal rainfall spring decrease well
seasonal rainfall summer decrease well

Climate-related extremes (disasters)

Climatological disasters
How does the Technology cope with it?
heatwave moderately
drought well

Other climate-related consequences

Other climate-related consequences
How does the Technology cope with it?
extended growing period well
Comments:

Применение гидрогелей является одним из адаптационных приемов/мер к изменению климата, в частности адаптация к усилению засушливости.

6.4 Cost-benefit analysis

How do the benefits compare with the establishment costs (from land users’ perspective)?
Short-term returns:

positive

Long-term returns:

positive

How do the benefits compare with the maintenance/ recurrent costs (from land users' perspective)?
Short-term returns:

positive

Long-term returns:

positive

Comments:

Технология является недорогой, поэтому полученный результат, в сравнении с инвестициями, положительный уже в краткосрочной перспективе.

6.5 Adoption of the Technology

  • single cases/ experimental

6.6 Adaptation

Has the Technology been modified recently to adapt to changing conditions?

No

6.7 Strengths/ advantages/ opportunities of the Technology

Strengths/ advantages/ opportunities in the land user’s view
Влагонакопительные свойства и способность медленной отдавать влагу растениям
Предоставляет возможность увеличить урожайность культур на богаре в условиях низкой влагообеспеченности
Strengths/ advantages/ opportunities in the compiler’s or other key resource person’s view
Повышенное влагопоглощение (гранулы поглощают в 300 раз больше собственного веса), позволяющее длительное время сохранять требуемый для растений уровень влажности;
Экономное расходование материала (чтобы получить 1 л основания, достаточно всего лишь 1-1,6 г сухих гранул);
Более раннее прорастание семян, если сравнивать с традиционным выращиванием;
Сохранение всех микроэлементов, имеющихся в субстрате (они не вымываются);
Более высокая урожайность культур
Снижение уплотнения почвы способствует лучшему развитию корневой системы.
Увеличивает циркуляцию воздуха, усиливает бактериальную жизнь в почве, способствует росту популяции червей, что особенно актуально, когда почвы истощены.
Влагоудержание гидрогелей достаточно высоко, чтобы предотвратить потерю влаги из-за испарения, но не слишком высоко, чтобы корни не могли вытянуть из них воду, что обеспечивает оптимальную среду для роста растений.
Гидрогели могут быть наполнены питательными веществами, даже гербициды могут быть встроены в полимер и постепенно вымываться в почву.

6.8 Weaknesses/ disadvantages/ risks of the Technology and ways of overcoming them

Weaknesses/ disadvantages/ risks in the land user’s view How can they be overcome?
Относительно новое мероприятие, отсутствует многосторонняя информация, как о пользе, так и о потенциальных опасностях. Существует не так много исследования возможных негативных последствий внесения гидрогелей в почву в течение длительных периодов Распространение информации, привлечение СМИ и др. источников
Weaknesses/ disadvantages/ risks in the compiler’s or other key resource person’s view How can they be overcome?
Углубленный обзор выявляет некоторые возможные риски вреда для человека, животных от применения гидрогелей:
- Некоторые почвенные гидрогели выделяют натрий по мере их разрушения, что в конечном итоге вызывает засоление почвы. Новые используемые гидрогели не имеют полной характеристики – как и во многих экспериментальных продуктах, потенциальные проблемы еще не были тщательно исследованы.
Следует тщательно выбирать гидрогели. Прежде чем применять, нужно изучить все свойства и возможные риски. Необходимо избегать применения мало изученных и потенциально опасных гидрогелей,
Физическое набухание гидрокристаллов может закупорить или заблокировать кишечные тракты животных и насекомых при попадании в организм. При применении гидрогелей необходимо соблюдать правила применения и выполнять все рекомендуемые предосторожности

7. References and links

7.1 Methods/ sources of information

  • interviews with SLM specialists/ experts
  • compilation from reports and other existing documentation

7.2 References to available publications

Title, author, year, ISBN:

1.A.I.Nurbekov. CULTIVATION OF AGRICULTURAL CROPS UNDER CONSERVATION AGRICULTURE IN IRRIGATED CONDITIONS CENTRAL ASIA. Tashkent, Uzbekistan. -2019. –P. 173

Title, author, year, ISBN:

2.Х.М.Талипов. Қашқадарё вилояти Қамаши туманининг тоғ ва тоғ олди ҳудудларидаги лалмикор қурғоқчил ерларда агроўрмончиликни ривожлантириш бўйича тавсиялар. Baktria press –Тошкент. 2020. –Б. 50

Title, author, year, ISBN:

3.О.А.Аманов, А.И.Нурбеков, Д.Т.Жўраев, Н.Ғ.Ёдгоров, О.С.Амирқулов ва А.Шоймурадов. Қишлоқ хўжалик ландшафтларида қурғоқчил ва шўрланган майдонлар табиий ресурсларни комплекс бошқариш технологияси бўйича тавсиялар. Насаф нашриёти. –Қарши. 2020. –Б. 60.

7.3 Links to relevant online information

Title/ description:

Nurbekov, A., Akramkhanov, A., Lamers, J., Kassam, A., Friedrich, T., Gupta, R., ... & Bekenov, M. (2013). conservation agriculture in central Asia. Conservation Agriculture: Global Prospects and Challenges, Wallingford: CABI, 223-247.

Title/ description:

Nurbekov, A., Akramkhanov, A., Kassam, A., Sydyk, D., Ziyadaullaev, Z., & Lamers, J. P. A. (2016). Conservation Agriculture for combating land degradation in Central Asia: a synthesis. AIMS Agriculture and Food, 1(2), 144-156.

Title/ description:

Nurbekov, A. (2015). Conservation agriculture in irrigated areas of Azerbaijan, Kazakhstan and Uzbekistan. Amman, Jordan: International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA).

Title/ description:

Acreman, M., Albertengo, J., Amado, T., Amis, M., Anderson, A., Bacchur, I., ... & Yakushina, E. (2012). Report of the work of the expert group on maintaining the ability of biodiversity to continue to support the water cycle.

Title/ description:

Nurbekov, A., Jamoliddinov, A., Joldoshev, K., Rischkowskv, B., Nishanov, N., Rai, K. N., ... & Rao, A. S. (2013). Potential of pearl millet as a forage crop in wheat-based double cropping system in Central Asia. Journal of SAT Agricultural Research, 11, 1-5.

Title/ description:

Nurbekov, A., Aksoy, U., Muminjanov, H., Khujabekov, A., Nurbekova, R., & Shukurov, A. (2018, August). Organic agriculture in Uzbekistan. In XXX International Horticultural Congress IHC2018: II International Symposium on Organic Horticulture for Wellbeing of the 1286 (pp. 11-16).

Title/ description:

Israilovich, N. A., Sydyk, D., Chorsham, U., & Ibragimovna, R. D. (2020). EFFECT OF PLANTING DATE ON PRODUCTIVITY OF MAIZE (ZEA MAYS L. SSP.) IN SOUTHERN KAZAKHSTAN. European science review, (9-10), 12-17.

Title/ description:

Nurbekov, A. (2015). News coverage of the Field day in Karao'zak district in local TV. Amman, Jordan: International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA)(Executive Producer).

Links and modules

Expand all Collapse all

Modules