The picture shows the farmer steering in the 1,000 liters collection tank for the waste at the kraal (Amon Aine)

BANANA PLANTATION INTEGRATED FERTILIZER-IRRIGATION TECHNOLOGY (乌干达)

Okushukyerera na okuteka amasha omurutokye

描述

The irrigation fertilizer system is an innovation designed to distribute manure and water in a banana plantation. A kraal (livestock zero grazing shed) with a cow dung reservior, set up uphill and connected with pipes to deliver diluted cow dug to a banana plantation downslope. This reduces the labor required for waste management at the Kraal while maintainig soil fertility.

The Kraal (livestock zero grazing shed) was initially designed with a waste management system to hold cow dug in a reservoir for 1 to 2 months before being used in a 2-acre garden as manure. However, the farmer faced challenges transporting and distributing manure to the garden which was tedious and time wasting.

The dung from 4 cows is first mixed with water at a ratio of 1 (dung): 3 (water) as it drains into the reservoir producing approximately 1,500 litres of liquid manure monthly. Therefore, a pipe outlet was devised at the base of the cow dung reservoir to transport the waste 50m down-slope into 3 other reservoirs (each 2×1×1m, l×w×h) evenly distributed within the garden. These reservoirs store the liquid manure until the farmer wishes to fertilize the garden.

The garden preparation starts with clearing the weeds and then excavating small trenches that direct the flow of the liquid manure to any direction of interest in the garden. At different points along the flow in the trenches, the farmer opens tributaries leading to pits dug at least 0.75 m away from the banana plantains of interest. The pits made are normally approximately of 12.5 litres capacity. The trenches, tributaries and pits are then covered with soil after a day. This integrated fertilizer-irrigation system can only be possible on farms established on a gently sloping terrain. To set up the system one must have an animal house or any other source of animal dung uphill. The source must be able to provide enough dung to sustain the gardens established downhill.

Alternatively, the system can also be set up with a biogas plant replacing the cow dung reservoir to produce biogas for domestic energy supply and the slurry being used as manure. In case of such modification, the biogas should be set up at a slightly elevated position to give the liquid digestate a gravity force to flow to the garden. A foundation is excavated and a mixing chamber (50 litres capacity) constructed at some distance away from the farm house as well as 3 reservoirs to store the digestate (of a capacity at least 400 litres each) sited in the garden. An outlet pipe is fixed at the bottom of the mixing chamber through which the slurry can be channelled into the garden after the fermentation process producing biogas has stopped.

The construction process of the system without the biogas plant cost the farmer labour worth USD $ 13.44, construction materials were USD $ 251.04 and equipment USD $ 32.25. According to the farmer, the system is averagely expensive in the short run but profitable in the long run.

The system eases waste management and reduces costs of labour. The farmer, over the last 3 seasons realized improvement in the number of banana bunches harvested from averagely 50 to 60 bunches per month. The bunch weight also increased from 8-15Kg to 10-25Kg on average which is important for food security and livelihood.

The impacts of drought on the plantation have reduced compared to the time before adopting the technology. The farmer recommends upscaling since it is easy to manage, it improves productivity and is environment friendly. The major challenge is lack of enough cow dung supply from the kraal and scarcity of water in the dry season. A rainwater harvest system may be constructed to collect and provide water for diluting the cowdung.

地点

地点: Rwentuha T/C , Kitwe, Wester Uganda, Bushenyi, 乌干达

分析的技术场所数量: 单一场所

选定地点的地理参考
  • 30.26895, -0.54969

技术传播: 均匀地分布在一个区域 (approx. < 0.1 平方千米(10 公顷))

实施日期: 2016

介绍类型
The photo shows a a tributary trench leading the liquid manure to one side of the banana plantation. (Amon Aine)

技术分类

主要目的
  • 改良生产
  • 减少、预防、恢复土地退化
  • 保护生态系统
  • 结合其他技术保护流域/下游区域
  • 保持/提高生物多样性
  • 降低灾害风险
  • 适应气候变化/极端天气及其影响
  • 减缓气候变化及其影响
  • 创造有益的经济影响
  • 创造有益的社会影响
土地利用

  • 混合(作物/放牧/树木),包括农林 - 农林牧业

供水
  • 雨养
  • 混合雨水灌溉
  • 充分灌溉

每年的生长季节数: 2
该技术实施前的土地利用: 不适用
牲畜密度: 不适用

土地退化相关的目的
  • 防止土地退化
  • 减少土地退化
  • 修复/恢复严重退化的土地
  • 适应土地退化
  • 不适用
解决的退化问题
  • 化学性土壤退化 - Cn:肥力下降和有机质含量下降(非侵蚀所致)
  • 物理性土壤退化 - Pu:由于其他活动而导致生物生产功能的丧失
  • 水质恶化 - Hp:地表水水质下降, Hq:地下水水质下降
SLM组
  • 农畜综合管理
SLM措施
  • 结构措施 - S3:分级沟渠、渠道、水道, S5:大坝、集水斗、水池, S7:集水/供水/灌溉设备
  • 管理措施 - M3:根据自然和人文环境进行布局

技术图纸

技术规范
The cowdung reservior of 2 cubic meters (with a capacity of 2000 litre slurry per month). A doom plastic pipe outlet at the bottom of the reservoir drains into the hand dug channels. Trenches of about 0.25 m diameter are constructed to directly drain the flow of the liquid waste to any direction of interest in the plantation. At different points along, tributaries are made leading to points atleast 0.75 m away from the foot of the banana plant. When the trenches fill up, they are left for a day before covering them with soil as manure.

技术建立与维护:活动、投入和费用

投入和成本的计算
  • 计算的成本为:每个技术区域 (尺寸和面积单位:4 acres of banana plantation fed with cowdung manure from 4 cows under zero grazing
  • 成本计算使用的货币:Uganda shillings
  • 汇率(换算为美元):1 美元 = 3638.0 Uganda shillings
  • 雇用劳工的每日平均工资成本:17000.0
影响成本的最重要因素
Establishment of the reservoirs and the labor required to construct them
技术建立活动
  1. Excavation of the main reservior (时间/频率: Best done during the dry season)
  2. Construction of the reservoirs (时间/频率: Best done during the dry season)
  3. Establishment of under ground doom pipe (时间/频率: None)
  4. Excavation of cannals within the plantation (时间/频率: When its time to fertilize the plantation)
技术建立的投入和成本 (per 4 acres of banana plantation fed with cowdung manure from 4 cows under zero grazing)
对投入进行具体说明 单位 数量 单位成本 (Uganda shillings) 每项投入的总成本 (Uganda shillings) 土地使用者承担的成本%
劳动力
Labour Man day 3.0 17000.0 51000.0 100.0
设备
Hoe hire pieces 2.0 5000.0 10000.0 100.0
Panga pieces 1.0 9999.0 9999.0 100.0
Hammer pieces 1.0 50000.0 50000.0 100.0
Wheel barrow hire pieces 1.0 50000.0 50000.0 100.0
施工材料
Cement 60kg bags 13.0 29000.0 377000.0 100.0
Sand 1 tonne trips 2.0 70000.0 140000.0 100.0
Bricks 1 tonne trip 1.0 270000.0 270000.0 100.0
Doom pipe Meters 2.0 15000.0 30000.0 100.0
技术建立所需总成本 987'999.0
技术维护活动
  1. Washing the cow dug into the kraal (时间/频率: Daily)
  2. Mixing water and manure (时间/频率: Daily)
  3. Construction of trenches and pits in the garden (时间/频率: None)
  4. Release of manure into the garden and covering of the pits and trenches (时间/频率: After the pits have filled with slurry)
技术维护的投入和成本 (per 4 acres of banana plantation fed with cowdung manure from 4 cows under zero grazing)
对投入进行具体说明 单位 数量 单位成本 (Uganda shillings) 每项投入的总成本 (Uganda shillings) 土地使用者承担的成本%
劳动力
Labour to clean the cow shed and the reservoir and drain it Man day 1.0 17000.0 17000.0 100.0
Labour to excavate temporary drains Man per month 2.0 150000.0 300000.0 100.0
设备
Spade piece 1.0 50000.0 50000.0 100.0
Hoe piece 1.0 50000.0 50000.0 100.0
技术维护所需总成本 417'000.0

自然环境

年平均降雨量
  • < 250毫米
  • 251-500毫米
  • 501-750毫米
  • 751-1,000毫米
  • 1,001-1,500毫米
  • 1,501-2,000毫米
  • 2,001-3,000毫米
  • 3,001-4,000毫米
  • > 4,000毫米
农业气候带
  • 潮湿的
  • 半湿润
  • 半干旱
  • 干旱
关于气候的规范
不适用
斜坡
  • 水平(0-2%)
  • 缓降(3-5%)
  • 平缓(6-10%)
  • 滚坡(11-15%)
  • 崎岖(16-30%)
  • 陡峭(31-60%)
  • 非常陡峭(>60%)
地形
  • 高原/平原
  • 山脊
  • 山坡
  • 山地斜坡
  • 麓坡
  • 谷底
海拔
  • 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.
......应用的技术
  • 凸形情况
  • 凹陷情况
  • 不相关
土壤深度
  • 非常浅(0-20厘米)
  • 浅(21-50厘米)
  • 中等深度(51-80厘米)
  • 深(81-120厘米)
  • 非常深(> 120厘米)
土壤质地(表土)
  • 粗粒/轻(砂质)
  • 中粒(壤土、粉土)
  • 细粒/重质(粘土)
土壤质地(地表以下>20厘米)
  • 粗粒/轻(砂质)
  • 中粒(壤土、粉土)
  • 细粒/重质(粘土)
表土有机质含量
  • 高(>3%)
  • 中(1-3%)
  • 低(<1%)
地下水位
  • 表面上
  • < 5米
  • 5-50米
  • > 50米
地表水的可用性
  • 过量
  • 中等
  • 匮乏/没有
水质(未处理)
  • 良好饮用水
  • 不良饮用水(需要处理)
  • 仅供农业使用(灌溉)
  • 不可用
盐度是个问题吗?

洪水发生
物种多样性
  • 中等
栖息地多样性
  • 中等

应用该技术的土地使用者的特征

市场定位
  • 生计(自给)
  • 混合(生计/商业
  • 商业/市场
非农收入
  • 低于全部收入的10%
  • 收入的10-50%
  • > 收入的50%
相对财富水平
  • 非常贫瘠
  • 贫瘠
  • 平均水平
  • 丰富
  • 非常丰富
机械化水平
  • 手工作业
  • 畜力牵引
  • 机械化/电动
定栖或游牧
  • 定栖的
  • 半游牧的
  • 游牧的
个人或集体
  • 个人/家庭
  • 团体/社区
  • 合作社
  • 员工(公司、政府)
性别
  • 女人
  • 男人
年龄
  • 儿童
  • 青年人
  • 中年人
  • 老年人
每户使用面积
  • < 0.5 公顷
  • 0.5-1 公顷
  • 1-2 公顷
  • 2-5公顷
  • 5-15公顷
  • 15-50公顷
  • 50-100公顷
  • 100-500公顷
  • 500-1,000公顷
  • 1,000-10,000公顷
  • > 10,000公顷
规模
  • 小规模的
  • 中等规模的
  • 大规模的
土地所有权
  • 公司
  • 社区/村庄
  • 团体
  • 个人,未命名
  • 个人,有命名
土地使用权
  • 自由进入(无组织)
  • 社区(有组织)
  • 租赁
  • 个人
用水权
  • 自由进入(无组织)
  • 社区(有组织)
  • 租赁
  • 个人
进入服务和基础设施的通道
健康

贫瘠
教育

贫瘠
技术援助

贫瘠
就业(例如非农)

贫瘠
市场

贫瘠
能源

贫瘠
道路和交通

贫瘠
饮用水和卫生设施

贫瘠
金融服务

贫瘠

影响

社会经济影响
作物生产
降低
增加

SLM之前的数量: 50 bunches
SLM之后的数量: 70bunches

畜牧生产
降低
增加


The hygiene at the cattle kraal has improved

生产故障风险
增加
降低


Increase soil moisture and manure

土地管理
妨碍
简化


Less labor required to handle wastes from the cattle

农业投入费用
增加
降低

SLM之前的数量: 3 workers
SLM之后的数量: 1 worker

农业收入
降低
增加


Increased production of banana bunches per unit area monthly

工作量
增加
降低


No need for casual labor to fetch manure with baskets

社会文化影响
生态影响
土壤水分
降低
增加

土壤有机物/地下C
降低
增加


Manure from dug is well distributed in the garden

干旱影响
增加
降低


Irrigation through the liquid slurry

场外影响
地下水/河流污染
增加
减少


Waste from the cattle is well managed and utilized for manure

成本效益分析

与技术建立成本相比的效益
短期回报
非常消极
非常积极

长期回报
非常消极
非常积极

与技术维护成本相比的效益
短期回报
非常消极
非常积极

长期回报
非常消极
非常积极

气候变化

渐变气候
年温度 增加

非常不好
非常好
季节性温度 增加

非常不好
非常好
季节: 湿季/雨季
季雨量 减少

非常不好
非常好
季节: 湿季/雨季
气候有关的极端情况(灾害)
局地暴雨

非常不好
非常好
局地雹灾

非常不好
非常好
热浪

非常不好
非常好
干旱

非常不好
非常好

非常不好
非常好
其他气候相关的后果
延长生长期

非常不好
非常好
缩短生长期

非常不好
非常好
Soil moisture loss

非常不好
非常好

采用和适应

采用该技术的地区内土地使用者的百分比
  • 单例/实验
  • 1-10%
  • 10-50%
  • 大于 50%
在所有采用这种技术的人当中,有多少人在没有获得物质奖励的情况下采用了这种技术?
  • 0-10%
  • 10-50%
  • 50-90%
  • 90-100%
最近是否对该技术进行了修改以适应不断变化的条件?
什么样的变化条件?
  • 气候变化/极端气候
  • 不断变化的市场
  • 劳动力可用性(例如,由于迁移)
The farmer intends to establish a waterreservoir for rain water harvesting

结论和吸取的教训

长处: 土地使用者的观点
  • Less labour required to manage waste at the cattle kraal
  • The system allows easy manuring of the banana plantation
  • The system enables increase in soil moisture for the banana plantation
长处: 编制者或其他关键资源人员的观点
  • The digester from the biogas plant releases slurry free of microbes hence reduces possible infections
弱点/缺点/风险: 土地使用者的观点如何克服
  • The system requires constant water supply hence it might be affected by long drought spells due to water scarcity Construction of water reservoirs
弱点/缺点/风险: 编制者或其他关键资源人员的观点如何克服
  • The system requires use of enough dung supply from the cows and water which may not be available in the dry season Establishment of a rain water harvesting system to reserve and provide water though out the year

参考文献

编制者
  • Aine Amon
Editors
  • Drake Mubiru
  • Kamugisha Rick Nelson
审查者
  • Nicole Harari
  • Udo Höggel
实施日期: Jan. 31, 2018
上次更新: Nov. 15, 2022
资源人
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文件编制者
机构 项目
主要参考文献
  • Fertilizer Information System for Banana Plantation , Yu Shin Shuen November 2017: Open access
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