Agrolesnický projekt v Peruánské Amazonii Doc. Ing. Bohdan Lojka, Ph.D. ČZU v Praze, Fakulta tropického zemědělství Katedra tropických plodin a agrolesnictví Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio – CZ.1.07/2.2.00/28.0018
1
Struktura přednášky • • • • • • •
Úvod do agrolesnictví Představení rozvojového projektu Zlepšené úhory Multistrata systémy Agrolesnické systémy s kakaem - biodiverzita Další aktivity projektu Doporučení a závěry 2
Cíle přednášky • • • • •
Definovat agrolesnictví Představit rozvojový projekt v Peruánské Amazonii Krátce popsat hlavní aktivity a výstupy projektu Uvést příklady výzkumu v agrolesnictví Shrnout výstupy a stanovit doporučení
Příčiny odlesnění v tropech • Zemědělské osídlení téměř 80% • Žďárové hospodaření • Příčiny jsou často propojené 4
Co je agrolesnictví? What is agroforestry?
Definice agrolesnictví • Agrolesnictví je takové využití půdy při kterém jsou dřeviny pěstované na stejné jednotce půdy spolu se zemědělskými plodinami nebo se zvířaty ve směsi nebo rotačně; a je zde významná ekologická nebo ekonomická interakce mezi dřevinami a ostatními komponenty v takovém systému – Lundgren, ICRAF (1982)
Definice agrolesnictví • Využívání půdy kde stromy jsou pěstovány v asociaci se zem. plodinami, pastvinami nebo hosp. zvířaty • Asociace v prostoru nebo čase • Ekologická či ekonomická interakce mezi rostlinami a stromy • Agrolesnictví = pěstování stromů farmáři 7
Stromy jako zdroj pro obyvatele • Dřevní materiál – Tržní, konstrukční, kůly, tyče, palivo, dřevěné uhlí
• Nedřevní produkty (Nontimber forest products) – Potraviny, medikamenty, píce pro zvířata, rukodělné výrobky, barviva, gumy a pryskyřice atd.
Role stromů v AF • Produkční role – Aspekt trvalého výnosu
• Servisní role – Protierozní funkce – Zlepšení půdní úrodnosti – Uzavřený cyklus živin – Kontrola plevelů, chorob a škůdců – Stín, zlepšení mikroklimatu – ohraničení
Agrolesnictví jako alternativa ke žďárovému hospodaření v peruánské Amazonii • Od r. 2003 začátek rozvojového a výzkumného projektu • Pucallpa - Campo Verde, region Ucayali, peruánská Amazonie • Identifikace a zhodnocení vhodných agrolesnických systémů jako alternativy ke žďárovému hospodaření drobných farmářů • Cíl: implementace agrolesnických systémů mezi drobnými farmáři • Spolupráce ČZU v Praze, UNU (Národní univerzita v Ucayali) a ICRAF (Světové agrolesnické centrum) • Financováno z programu České rozvojové spolupráce • V současné době pokračujeme zejména výzkumem (studenti MSc a PhD) v oblasti
Udržitelné nakládání s přírodními zdroji v oblasti Amazonie Základní informace o projektu:
Název projektu: Doba realizace: Partnerská země: Gestor: Celkový rozpočet: Rok 2009: Realizátor projektu:
Partner: Návaznost:
Udržitelné nakládání s přírodními zdroji v oblasti Amazonie (Peru) (23/MZe/B/07-10) 2007 - 2009 Peru Ministerstvo zemědělství ČR 10 000 000,- Kč 3 000 000,- Kč Česká zemědělská univerzita v Praze, Institut tropů a subtropů Universidad Nacional de Ucayali (UNU) - CIDRA pilotní projekt v letech 2003-2006 – Zřízení rozvojového a extenzifikačního centra v Peruánské Amazonii
Udržitelné nakládání s přírodními zdroji v oblasti Amazonie Personální zajištění projektu ČZU v Praze Hlavní řešitel: Bohdan Lojka – agrolesnictví Experti: Jan Banout – zemědělské technologie Jana Lojková – marketing zemědělských produktů Daniel Preininger - agrolesnictví Zbyněk Polesný – agrobiodiverzita, systémy , pěstování zemědělských plodin PhD a MSc studenti: Lucie Banoutová, Jitka Krausová, Blanka Křivánková, Michal Kulík, Barbora Rousová, Olga Skleničková, Jakub Vícha, Jindřiška Čepková, Barbora Hladká, Alexandr Rollo, Jitka Nováková, Iva Svobodová, Hana Vebrová, Nikola Teutscherová, Jiří lipenský….
Udržitelné nakládání s přírodními zdroji v oblasti Amazonie Personální zajištění projektu - zapojené instituce a experti z Peru Universidad Nacional de Ucayali – CIDRA • • •
Rita Riva Ruiz – ředitelka centra CIDRA Roly Baldoceda – prorektor pro vědeckou činnost UNU realizační tým centra CIDRA – Denis Armas Chavez, Manuel Odicio Guevara, Rober Romero Robledo, Erica Guevara ICRAF – World Agroforestry Centre – zakládání agrolesnických parcel zaměřených na pěstování kaka v oblasti San Alejandro • Abel Meza Lopez, Julio Ugarte de la Guerra MSc., Jefferson Cardenas INIA – Instituto Nacional de Inovacion Agraria – zpracování dřeva a technologické vlastnosti dřeva • Auberto Ricse Tembladera, Ymber Flores Benazú
Nezávislí experti • •
Fanny Luz Cuellar Bautista – Rica Selva – zpracování a marketing zemědělských produktů Lourdes Guadalupe Quinones – nezávislý expert – příprava agrolesnického manuálu a ekologická certifikace
Cílová oblast QUITO
- Region Ucayali - počet obyvatel 500 000
IQUITOS LETICIA
- 154 mnm - leží na řece Ucayali PUCALLPA
- klima: tropické, humidní RIO BRANCO
LIMA COBIJA P. MALDONADO
- vzdušná vlhkost 75-85 % - prům. teplota: 25,5 °C - prům. srážky: 1500 mm - málo výrazná sezónost
15
Selva Alta
16
Slash and Burn
17
18
19
20
21
Vysoká diverzita žďárového hospodaření Vesnice Antonio Raimondi Počet zkoumaných pozemků 48 Počet cyklů 8 Počet hlavních druhů plodin 5 Počet druhů dřevin 37 Prům. délka cyklu 5 roků Prům. délka úhoru 3 roky
Vesnice Pimental Počet zkoumaných pozemků 87 Počet cyklů 7 Počet hlavních druhů plodin 4 Počet druhů dřevin 70 Prům. délka cyklu 12 roků Prům. délka úhoru 6 roků Lojka B, Banout J, Banoutova L, Verner V and Van Damme P. 2011. Diversity of shifting cultivation cycles among small-scale farmers in Peruvian Amazon. Agricultural Sciences 2(2), 68-77.
Agrolesnictví
Agrolesnictví - Lirenza Cardenas
24
Udržitelné nakládání s přírodními zdroji v oblasti Amazonie Záměr Zlepšit životní úroveň malých farmářů skrze implementaci agrolesnických systémů
Cíle projektu 1. Zlepšení diverzifikace produkce a zpracování zemědělských produktů 2. Zlepšení marketingu zemědělských produktů 3. Budování kapacit
Managed (Improved) tree fallow • Zlepšené úhory • Rotační systém ve kterém jsou využity vybrané dřeviny pro úhor (vs. Přirozená vegetace) v rotaci se zemědělskými plodinami jako při toulavém hospodaření • Ekonomická produkce nebo zlepšení půdní úrodnosti, nebo oboje • Ekonomicky nebo biologicky zlepšené úhory • Po zem. Fázi jsou vysazeny stromy, které zůstávají na pozemku cca 1-5 let, někdy více • Většinou se nevypalují • Vhodné pro případy kde dochází ke zkracování doby úhoru 26
Využití druhu Inga edulis v agrolesnických systémech
Lojka B, Dumas L, Preininger D, Polesny Z and Banout J. 2010. The use and integration of Inga edulis in agroforestry systems in the Amazon – a review. ATS 43(4): 352-359.
Zlepšený úhor s druhem Inga edulis
Lojka B, Lojkova J, Banout J, Polesny Z and Preininger D. 2008. Performance of an improved fallow system in the Peruvian Amazon—modelling approach. Agroforest Syst 72(1): 27-39.
Změny půdních vlastností a výnos – modelování pomocí SCUAF Inga fallow
Inga fallow
Imperata fallow
15 000
Imperata fallow 3 000
-1
Available N kg ha
Labile C kg ha-1
13 000 11 000 9 000 7 000 5 000 0
5
10
15
20
2 500
2 000
1 500
1 000
25
0
5
10
Year
15
20
25
Year
Figure 6.1. Changes in labile soil carbon over time in the Imperata and Inga Inga fallowfallow Imperata fallow systems
Inga fallow
Figure Inga 18 0006.2. Changes in available nitrogen over time in the Imperata and Imperata fallow fallow systems
250
Yield kg ha -1
Organic P kg ha
-1
16 000 200
150
100
14 000 12 000 10 000
50
8 000 0
5
10
15
20
25
30
Year Figure 6.3. Changes in organic phosphorus over time in the Imperata and Inga fallow systems
0
5
10
15
20
25
30
Year Figure 6.4. Expected annual cassava yield for the Inga and Imperata fallow systems per one hectare of cropped land each year
Ekonomická perspektiva zlepšeného úhoru Imperata fallow
Čistá souč. hodnota
Disk. sazba 12%
Disk. sazba 25%
Disk. sazba 12%
Disk. sazba 25 %
3 164 PEN
1780 PEN
4 936 PEN
2 028 PEN
1.24
1.27
1.35
1.28
Poměr výnosů a nákladů DR 12%
DR 25%
Inga fallow
6000
Inga fallow
2500
Imperata fallow
5000
Imperata fallow
2000
Cumulative NPV S/.
Cumulative NPV S/.
Inga fallow
4000 3000 2000
1500
1000
500
1000 0
0
0
5
10
15
Year
20
25
30
0
5
10
15
20
25
30
Year
Figure 6.6.Performance Net present value per improved one hectarefallow of cropped area in for the the Inga and Figure 6.5. Net present value per oneJ,hectar of cropped the Inga and Lojka B, Lojkova J, Banout Polesny Z andfor Preininger D. 2008. of an system Imperata fallow systems with a discount rate of 25 per cent Imperata fallow systems with a discount rate of 12 per cent Agroforest ry Systems 72(1): 27-39. Peruvian Amazon—modelling approach.
Multistrata systémy • Forest gardens, agroforests • Plantáže několika druhů dřevin • Konvenční druhy jsou pěstovány s komerčními dřevinami • Dále od obydlí, často také na komunální půdě • Produkce pro trh • Vzhled jako obhospodařovaný les
32
33
Založení multistrata parcel v Peru
Multistrata agrolesnické systémy • •
•
•
•
Výměra 0.5-1 ha 1. – 2. rok – jednoleté plodiny – maniok, kukuřice, rýže – Vysazení stromů v meziřadí 3. – 7. rok – víceleté plodiny a ovocné dřeviny – ananas, Inga, nativní ovocné dřeviny – Průklest a prořez od 8. roku – produkce dřeva – lesní dřeviny – bolaina, capirona, pashaco Podpora farmářům – Kvalitní sazenice stromů – Hnojiva – Organizace minga – Poradenství a technická asistence
Druhy stromů
Ovocné dřeviny
Uvilla – Pouroma cecropiaefolia
Guanabana Anona muricata
Caimito – Pouteria caimito
Guaba Inga edulis
Lesní dřeviny
Bolaina – Guazuma crinita
Capirona – Calycophyllum spruceanum
Shihuahuaco Dipterix odorata
Pashaco S. amazonicum
1.-2. rok
3 roky
Další léta
Evaluace multistrata parcel (2010) Multistrata parcely
Farmáři
Celkem založených Opuštěných
n
rate
Celkem farmářů
73
100%
Farmáři kteří se odstěhovali
14
19%
Farmáři kteří ztratili zájem
13
18%
Adoptovaných
Farmáři kteří obhospodařují
46
63%
Rozšířených
Farmáři kteří rozšířili pozemky
28
61%
• Od 2007 do 2009 bylo založeno 73 parcel v 9 vesnicích • V roce 2010 celkem 46 parcel bylo úspěšně obhospodařováno – Míra adopce 63% – 61% rozšířilo své parcely
• Pomalý růst lesních dřevin na některých parcelách • Preference ovocných dřevin • Analýza nákladů a výnosů provedena u 9 multistrata parcel (MS) a 3 tradičních parcel se shifting cultivation (SC) ve třech vesnicích
Ekonomické hodnocení – čistá souč. hodnota zóna 1
25 000
zóna 2
zóna 3
průměr
discount rate 11% discount rate 25% 20 000
10 000
5 000
S3 M
S2
SC 1 M S4 M S5 M S6 M S7 SC 2 M S8 M S9 av er SC3 a av ge er MS ag e SC
-5 000
M
S1
0
M
NPV
15 000
Land use systems
Ekonomické hodnocení – poměr výnosů a nákladů zóna 1
1,75
zóna 2
zóna 3
průměr
discount rate 11% discount rate 25%
1,50
1,00 0,75 0,50 0,25
SC 1 M S4 M S5 M S6 M S7 SC 2 M S8 M S9 av S er C3 a av ge er MS ag e SC
S3 M
S2 M
S1
0,00
M
Benefit/cost
1,25
Land use systems
MS1 40000
MS2 MS3
Disk. sazba 11%
SC1
30000
MS4 MS5 MS6
Cumulative NPV
20000
MS7
Kumulovaná čistá současná hodnota
SC2 MS8
10000
MS9 SC3 0 0
5
10
15
20
15000
Disk. sazba 25%
-10000 10000
-20000
Lojka B, Bortl L, Ruiz RR, Bortl L, Lojkova J, Banout J, Polesny Z, Preininger D and Guerra JC. Multistrata agroforestry as an alternative to slash-and-burn farming in Peruvian Amazon. Submitted paper.
5000
Cumulative NPV
Year
0 0
5
10
-5000
-10000
-15000
Year
15
20
Kombinace plantážních plodin • Integrovaný, vícepatrový mix plantážních plodin (káva, kakao, kokosová palma atd.) • Spolukultura více plantážních plodin dohromady v pravidelném uspořádání
Alternace v řadách
• Stínící (někdy i produkční) stromy na plantážích;
Kávovníky a kakaovníky se stínícími stromy (Erythrina poeppigiana, Corida aliodora, Inga edulis) Stínící stromy většinou nepravidelně
• Spolukultura plantážních a zem. plodin
Spolukultura s kokosovou palmou Zem. plodiny v meziřadí ovocných dřevin 44
Pěstování kávovníku či kakaovníku se stínícími stromy
45
46
Pěstování pepřovníku se stromy
47
48
Agrolesnictví s kakaovníkem
Cacao agroforestry
Agrolesnické systémy s kakaem • • • • •
Oblast San Alejandro Organizace ACATPA (91 rodin) Každá parcela 1 ha Cacao de aroma - Criollo 1-2. rok – jednoleté plodiny – banánovník • Stínící stromy – Inga edulis • Spolukultura s ovocnými a lesními dřevinami • Cíl: 60 ha nových platáží + 60 ha dosazení stromů do již založených
Mohou tyto AF systémy pomoci při ochraně biodiverzity?
Primární les
Sekundární les
Vebrova H, Lojka B, Husband TP, Chuspe Zans ME, Van Damme P, Rollo A and Kalousova M. 2014. Tree diversity in cacao agroforests in San Alejandro, Peruvian Amazon. Agroforestry Systems: in press.
Cacao Agroforestry
Biodiverzita stromů v kakaových AF systémach Metodika • Pokusné plochy 25x25 m • 20 ploch v cacao AF • 5 ploch v primárním lese • 5 ploch v sekundárním lese • Identifikace všech stromů (DBH ˃ 10 cm) – věk, výška, DBH • Hodnocení pomocí klasických indexů biodiverzity • EstimateS (Colwell, 2011)
Rarefaction curve – druhová bohatost akumulační křivka v závislosti na počtu sledovaných ploch 100 y = 30.617Ln(x) + 20.285 R2 = 0.9861
90
Cocoa Agroforestry Secondary Forest Primary Forest
80
Log Cocoa Agroforestry
species richness
70
Log Secondary Forest Log Primary Forest
60 50
y = 12.235Ln(x) + 1.2711 R2 = 0.9673
40 30 20
y = 5.7446Ln(x) + 6.3596 R2 = 0.9933
10 0 0
2
4
6
8
10
12
No. of quadrats sampled
14
16
18
20
Rarefaction curve – druhová bohatost akumulační křivka v závislosti na počtu sledovaných jedinců 100 90 80
Cocoa Agroforestry
y = 30.617Ln(x) - 85.244 R2 = 0.9861
Secondary Forest Primary Forest
species richness
70
Log Cocoa Agroforestry Log Secondary Forest
60
Log Primary Forest 50
y = 12.235Ln(x) - 32.263 R2 = 0.9673
40 30 20 y = 5.7446Ln(x) - 12.223 R2 = 0.9933
10 0 0
25
50
75
100
125
150
175
200
No. of individuals sampled
225
250
275
300
325
Druhová bohatost a diverzita Počet ploch
CacaoAF
CacaoAF
SF
PF
20
5
5
5
310
78
127
157
Hustota stromů
Počet na plochu
Druhová bohatost
Počet druhů ve vzorku
40
19
16
72
Vzácné druhy
Pouze s jedním indiv.
17
10
6
37
Pouze v jednom vzorku
17
12
9
46
ACE
61.5
40.2
22.7
110.3
ICE
63.9
52.5
29.0
156.3
60.6±13.5
46.2±26
34 ±23.6
117±20
Jackknife
56.2±5.7
28.0±2.72
23.2±1.5
108±6.5
Bootstrap
47.6
22.5
19.0
88.4
12.23
7.86
4.84
51.47
Shannon
2.60
2.24
1.83
4.02
Simpson (reverse)
7.51
6.96
3.60
59.45
Druhová bohatost
Chao1
Druhová diverzita
Fishers alpha
Similarity - Podobnost AF
SF
AF
-
11
SF
21.3
-
PF
7
7.1
• Jaccard index (pravý horní roh) podobnosti • Sørensen index (levý spodní roh) podobnosti
PF • Zjištěný počet společných druhů (pravý horní roh) 3 • Chao- odhadnutůy počet společných druhů (levý 3 spodní roh)
AF
SF
PF
AF
-
0.244
0.028
SF
0.393
-
0.035
PF
0.054
0.068
-
Shrnutí hlavních aktivit rozvojového projektu
Implementace, využívání a rozvoj agrolesnických systémů Zakládání agrolesnických parcel, jejich monitoring a evaluace
• cca 18 000 sazenic vybraných druhů dřevin • 73 multistrata parcel v oblasti Campo Verde (30 ha) • 120 parcel s kakaem v oblasti San Alejandro • 10 parcel s pepřovníkem
Introdukce alternativních technologií Zpracování zemědělských produktů v sušárnách •Instalace a provoz třech velkokapacitních a dvou pokusných sušáren • Stanovení vhodných parametrů pro sušení ovoce
Introdukce alternativních technologií Kompostování biodegradabilních odpadů • Výroba a distribuce 50 kompostérů v 6 vesnicích • Školení zemědělců a stanovení vhodných postupů
Zlepšení přístupu místních produktů na trhy •
• •
Rozvoj odbytového družstva Rica Selva Dobudování nezbytné infrastruktury Zpracování marketingové analýzy pro sušené produkty
Podpora ekologické certifikace - 25 certifikovaných zemědělců
Budování kapacit Agrolesnický manuál
• Jak založit a udržovat agrolesnické systémy • Oficiální prezentace manuálu • Tisk 1000 ks, cca 400 ks již rozděleno
Budování kapacit
Budování kapacit Celkem uspořádáno 50 seminářů a workshopů Cca 1000 účastníků
Polní dny – agrolesnictví Worshopy o kompostování Worshopy o zpracování produktů Maketing produktů a ekologická certifikace
Budování kapacit Sdružení CIDRA – oficiální registrace, sdružuje pět organizací Vybavení CIDRA – výpočetní technika, automobil Toyota Pick-up, motocykl Vybavení laboratoří na UNU – půdní, biotechnologická, technologie dřeva - Nákup laboratorních přístrojů v hodnotě cca 780 000,- Kč
Vybudování studny v experimentální stanici Macuya Diplomové práce studentů UNU a ČZU v Praze – cca 30 prací Vytvoření podkladů pro podporu agrolesnictví v regionu
Závěry a doporučení pro peruánskou Amazonii • • • •
Přechod od toulavého k trvalému zemědělství Imperata lze potlačit pomocí zastínění stromů Pokud úhory tak musí být dlouhé Multistrata agrolesnicví může být alternativou – Pro zlepšení adopce mezi malými farmáři je dobré najít vhodnou podporu
• Agrolesnictví může hrát důležitou roli v ochraně biodiverzity • Pokračování formou výzkumu v rámci diplomových a disertačních prací • Výměna studentů mezi ČZU a UNU 67
Děkuji za pozornost
Kontakt: doc. Ing. Bohdan Lojka, Ph.D. Fakulta tropického zemědělství Česká zemědělská univerzita v Praze Kamýcká 129 163 00 Praha 6 – Suchdol Tel. 224 382 171 Email:
[email protected]
