CIAT Agroecosystems and Sustainable Landscapes (ASL)
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Item Estrategia integral para el fortalecimiento del plan de competitividad de la cadena de palma aceitera en Ucayali 2020-2030(Book, 2020-04) Charry, Andrés; Vélez Betancourt, Andrés Felipe; Romero Sánchez, Miguel Antonio; Ivanova, Yovita; Tristán Febres, María Claudia; Lema, Sebastián; Sánchez Choy, José G.; Orjuela, Felipe; Jäger, MatthiasEste documento presenta un análisis de competitividad de la cadena de valor de la palma aceitera en Ucayali, realizado bajo el marco del proyecto Sustainable Amazon Businesses (SAB) (Modelos de negocios para abordar los motores de la deforestación en Perú), liderado por la Alianza de Bioversity International y el CIAT, en coordinación con el Ministerio del Ambiente (MINAM) y el Ministerio de Agricultura y Riego (MINAGRI) del Perú, y en alianza con la consultora internacional Climate Focus (CF), que hace parte de la Iniciativa Climática Internacional (IKI), apoyada por el Ministerio Federal Alemán de Medio Ambiente, Conservación de la Naturaleza y Seguridad Nuclear (BMU). Con base en dicho análisis, en el documento se incluyen una serie de estrategias y acciones construidas en plataformas multiactores, que buscan complementar el actual Plan de Competitividad de la Cadena de la Palma Aceitera en Ucayali, fortaleciendo su alcance en aspectos ambientales, sociales y económicos. El documento inicia con una síntesis del contexto actual de la cadena de valor a nivel internacional y local, presentando a su vez una descripción de los diferentes actores y eslabones que componen la cadena regional. Siguiendo la estructura de la cadena, se realiza un análisis de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de los sistemas productivos, los costos de producción y márgenes, un benchmark de la cadena, comparando su desempeño con otras a nivel regional y global, y presenta casos de estudio donde se han integrado componentes ambientales y económicos de manera rentable, lo que les permite ser emulados y escalados a nivel local, nacional e internacional. De acuerdo con estos hallazgos, se desarrolla una revisión de la visión actual del sector y un análisis de cuellos de botella que limitan la consecución de dicha visión. A partir de los cuellos de botella y las oportunidades del sector, se presenta un plan de acción construido participativamente con los actores de la cadena, que aborda los componentes ambientales, sociales y de competitividad económica de manera integral. Finalmente se exponen recomendaciones y conclusiones referentes al desarrollo y la implementación del plan de acción. Este trabajo espera brindar información al gobierno, organizaciones de productores, industria, organizaciones no gubernamentales y asociados para el desarrollo, que les permita ser agentes de cambio más efectivos en sus esfuerzos por el desarrollo sostenible de la agricultura en la Amazonia peruana. La oferta global de aceites vegetales sumó cerca de 198 millones de toneladas entre los años 2017 y 2018 (octubre–septiembre). Para este período, su producción representó el 37% de la producción global de aceites vegetales y estuvo seguida por los aceites de soja (28%) y colza (13%) (Bolsa de Comercio del Rosario, 2018). La producción de aceite de palma ha liderado la producción de aceites vegetales desde el año 2006 y se ha incrementado de manera constante durante la última década. Su éxito en los mercados se ha debido a sus propiedades, menores costos de producción y mayores rendimientos en comparación con otros aceites vegetales. Su producción se concentra en Indonesia y Malasia, países que en conjunto suman cerca del 82% del volumen total. Por otra parte, su consumo se concentra en Indonesia, India, la Unión Europea y China, que, entre los años 2018/2019, consumieron de manera conjunta cerca de 36.765 t, el 51% del consumo global (USDA, 2019a). A nivel global, diversas organizaciones de la sociedad civil han enfocado su atención en los sistemas productivos de palma aceitera, detectando y denunciando casos importantes de deforestación, desplazamiento de comunidades y explotación laboral, especialmente en regiones como Indonesia y Malasia. Esta presión ha desencadenado en la estigmatización del cultivo, el cierre de mercados y el reemplazo del uso de aceite de palma por parte de compañías en Europa y Estados Unidos. No obstante, también ha promovido la creación de medidas de control y monitoreo más estrictas a lo largo de la cadena, que incluyen esquemas de certificaciones y compromisos de sostenibilidad, ética y transparencia en las cadenas productivas por parte de gobiernos y empresas. El desarrollo del sector palmero en Perú presenta unas características diferentes a las del sudeste asiático, ya que su fomento se vio relacionado principalmente con los programas de sustitución de cultivos y desarrollo alternativo, promovidos desde inicios de los años 90 por parte del gobierno nacional, los gobiernos regionales y la Oficina de las Naciones Unidas contra la Droga y el Delito (UNODC). Estos esfuerzos dieron como resultado un sector que reúne principalmente a pequeños productores asociados, que a su vez cuentan con participación de los procesos de extracción de aceite bajo un modelo organizativo que ha permitido a miles de familias entrar en economías lícitas, incrementar su bienestar, desarrollar nuevas capacidades y fortalecer el tejido social de las localidades. Actualmente, se estima que Ucayali reúne a más de 3.000 productores de palma, los cuales se consideran en su mayoría pequeños o medianos productores y dependen principalmente de sus cultivos. Se estima que en 2018, el departamento contaba con cerca de 40.500 hectáreas sembradas y 24.000 cosechadas, produciendo más de 350.000 t de racimos de fruto fresco (RFF), correspondientes al 38% de la producción nacional. Se identificaron tres tipos de productores en la región de acuerdo a su nivel de tecnificación y productividad, el primero con un sistema tradicional que cuenta con cerca de 10 ha de palma y alcanza rendimientos menores a 12 t/RFF/año. Aunque no existen cifras concretas, los expertos consultados estiman que este grupo es el que mayor representatividad tiene en el departamento. También se identificaron productores con mayores extensiones de siembra (20 o más hectáreas de palma) y un nivel de tecnificación media y alcanzando rendimientos cercanos a 20 t/RFF/año, con un grupo menos amplio de productores más tecnificados con rendimientos iguales o superiores a las 25 t/RFF/año. Un análisis económico de estos casos revela que los productores menos tecnificados pueden encontrarse en una situación de vulnerabilidad y baja resiliencia, especialmente ante caídas de precio y efectos adversos del cambio climático. A su vez, el análisis de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) revela que existe un importante potencial de reducir las emisiones del sector a través del mejoramiento de la fertilización. Sin embargo, la mayor fuente potencial de emisiones de GEI de la producción de palma aceitera se relaciona con aquellos casos donde ha habido deforestación reciente de bosque primario para el establecimiento de plantaciones. Aunque la información actual disponible no permite identificar con exactitud dichas áreas, cualquier esfuerzo de reducir emisiones en la cadena necesita esclarecer el estado de cambios de uso de suelo y plantear acciones diferenciales de acuerdo a la situación de cada familia. En la región, existen dos asociaciones de productores que actualmente operan bajo el modelo promovido por la UNODC y reúnen a más de 1.200 socios y más de 46 asociaciones de productores de primer y segundo nivel con distintas escalas de desarrollo, organización y tecnificación. Las principales asociaciones cuentan con plantas de extracción de aceite y ofrecen múltiples servicios a sus asociados, además de la participación en los beneficios, mientras que otras asociaciones de primer y segundo nivel operan principalmente como órganos representativos de los productores en las distintas provincias del departamento. En total, se identifican 13 empresas de extracción de aceite, que en conjunto producen cerca de 85.000 TM de aceite crudo de palma (ACP) al año, y cuentan con una capacidad de procesamiento de más de 1 millón de toneladas de RFF cada año. La mayor parte de estas plantas pertenecen a empresas del sector privado, mientras que tres pertenecen a dos empresas constituidas bajo el modelo UNODC. Con base en los hallazgos y los desarrollos del actual Plan de Competitividad de la Cadena de Palma Aceitera de Ucayali, se realizó una revisión participativa de la visión de la cadena y se plantearon acciones que respondieran a los cuellos de botella no contemplados en el plan de acción vigente. Para ello, se realizó un análisis y validación de los cuellos de botella a través de entrevistas, grupos focales y talleres multiactores, en los que se clasificaron las brechas de acuerdo a los eslabones y niveles de la cadena, resultando en cuatro componentes: 1) baja productividad y sostenibilidad del cultivo, 2) innovación e impacto ambiental por fortalecer en la transformación local, 3) desconocimiento de oportunidades y requisitos de mercados diferenciales y 4) falta de información y articulación institucional. Tras validar los cuellos de botella, se toman las metas actuales del Plan de Competitividad y se establecen nuevas metas que incluyan contribuciones específicas a la reducción de emisiones a lo largo de la cadena y el mejoramiento de las condiciones de vida de los actores. Teniendo en cuenta la visión, metas y cuellos de botella, se construye de manera participativa un plan de acción complementario con actividades, metas, indicadores, responsables, colaboradores y tiempos de ejecución alrededor de los cuatro componentes, fortaleciendo o creando nuevos objetivos estratégicos. Las acciones buscan responder a las demandas en torno a 11 objetivos estratégicos, que abarcan los distintos niveles y eslabones de la cadena: a) ampliar el área y producción de palma aceitera en áreas zonificadas para el cultivo, b) generar y transferir tecnologías innovadoras y sostenibles para el cultivo, c) mejorar los servicios de asistencia técnica y capacitación, d) fortalecer las organizaciones de base, e) fortalecer la relación del sector con las comunidades indígenas, f) fortalecer la sostenibilidad ambiental de la producción de palma aceitera, g) promover el acceso al financiamiento de los pequeños productores asociados y plantas extractoras, h) fortalecer la sostenibilidad de las plantas extractoras, i) explorar y desarrollar nuevas oportunidades de mercado y g) mejorar los sistemas de información sectorial y de articulación institucional. Para la implementación del plan de acción, el proyecto se encuentra en conversaciones con el gobierno regional, para que los elementos construidos se vuelvan un insumo estratégico del Plan de Desarrollo Regional Concertado (PDRC). Dependiendo de su naturaleza, las acciones planteadas pueden requerir de distintos niveles de participación de entidades de los sectores público y privado y la contribución de las ONG y la cooperación internacional. Caen en manos, principalmente del sector público, aquellas que responden a la provisión de bienes públicos y la generación de condiciones habilitantes. Sin embargo, muchas de las acciones de naturaleza comercial necesitan del liderazgo del sector privado y, para ello, se sugiere su implementación piloto en el marco de alianzas comerciales vigentes o nuevas, en el que se abarquen los elementos resaltados de manera integral. En este sentido, la segunda fase del proyecto SAB busca acompañar el diseño y la implementación de un piloto en la cadena de palma aceitera que pueda servir de experiencia de aprendizaje y como modelo para la replicación y escalamiento de las acciones que se muestren más prometedoras.Item Estrategia integral para el fortalecimiento del plan de competitividad de la cadena de cacao y chocolate en Ucayali 2020-2030(Book, 2020-04) Charry, Andrés; Romero Sánchez, Miguel Antonio; Ivanova, Yovita; Tristán Febres, María Claudia; Vélez Betancourt, Andrés Felipe; Lema, Sebastián; Sánchez Choy, José G.; Orjuela, Felipe; Jäger, MatthiasEste documento presenta un análisis de competitividad de la cadena de valor del cacao y chocolate en Ucayali realizado bajo el marco del proyecto Sustainable Amazon Businesses (SAB) (Modelos de negocios para abordar los motores de la deforestación en Perú) liderado por la Alianza de Bioversity International y el CIAT, en coordinación con el Ministerio del Ambiente (MINAM) y el Ministerio de Agricultura y Riego (MINAGRI) del Perú, y en alianza con la consultora internacional Climate Focus (CF), que hace parte de la Iniciativa Climática Internacional (IKI), apoyada por el Ministerio Federal de Ambiente, Conservación de la Naturaleza y Seguridad Nuclear (BMU) de Alemania. Con base en dicho análisis, en el documento se incluyen una serie de estrategias y acciones construidas en plataformas multiactores, que buscan complementar el actual Plan de Competitividad de la Cadena del Cacao en Ucayali, fortaleciendo su alcance en áreas ambientales, sociales y económicas. El documento inicia con una síntesis del contexto actual de la cadena de valor a nivel internacional y local, presentando a su vez una descripción de los diferentes actores y eslabones que componen la cadena regional. Siguiendo la estructura de la cadena, se realiza un análisis de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) a lo largo de la cadena, los costos de producción y márgenes, un benchmark de la cadena con otras a nivel regional y global, y presenta casos de estudio donde se han integrado componentes ambientales y económicos de manera rentable, lo que les permite ser emulados y escalados a nivel local, nacional e internacional. De acuerdo con estos hallazgos, se desarrolla una revisión de la visión actual del sector y un análisis de cuellos de botella que limitan la consecución de dicha visión. A partir de los cuellos de botella y oportunidades del sector, se presenta un plan de acción construido participativamente con los actores de la cadena de cacao y chocolate de Ucayali, que aborda los componentes ambientales, sociales y de competitividad económica de manera integral. Finalmente se exponen recomendaciones y conclusiones referentes al desarrollo e implementación del plan de acción. Este trabajo espera proveer información al gobierno, organizaciones de productores, industria, organizaciones no gubernamentales y asociados para el desarrollo, que les permita ser agentes de cambio más efectivos en sus esfuerzos por el desarrollo sostenible de la agricultura en la Amazonia peruana. A nivel global, la demanda de productos derivados del cacao y chocolate se ha venido incrementando sostenidamente y, gracias a la acción de actores de la sociedad civil, también han aumentado las exigencias de ética y sostenibilidad en las cadenas. En respuesta a ello, gobiernos e industrias han llevado a cabo acciones que pasan desde compromisos de cero deforestación y eliminación del trabajo infantil en las cadenas, hasta políticas privadas de compra y esquemas de certificaciones que buscan reforzar la justicia y responsabilidad social y ambiental, y aunque la demanda global actual de estos productos es inferior a la oferta, la integración de los compromisos públicos y privados, con una mayor conciencia de los consumidores están confluyendo hacia una mayor transparencia y control en las cadenas. En Perú, y particularmente en Ucayali, el sector ha venido creciendo a tasas aceleradas. El departamento se ubica actualmente como el tercer mayor productor de grano del país, con 16.587 toneladas cosechadas en 20.003 ha de cerca de 29.688 ha sembradas. Cerca de 4.500 familias dependen directamente del cultivo y en torno a ellas se ha venido desarrollando un sector exportador pujante a través del modelo cooperativo, siendo el cacao el segundo producto de mayor exportación del departamento. En la región, también ha comenzado a surgir una industria procesadora que trabaja para posicionar el chocolate ucayalino, logrando premios por calidad en concursos nacionales e internacionales. Todo lo anterior se ha traducido en el desarrollo de emprendimientos y oportunidades económicas a lo largo de la cadena y una red de instituciones públicas, privadas y ONG que han encontrado en el cacao un sector con potencial de desarrollo y generación de ingresos, a la vez que permite brindar servicios y beneficios ambientales. No obstante, el análisis económico revela que las condiciones productivas actuales – bajos rendimientos, altos costos de producción y el incremento en los riesgos productivos relacionados al mercado, cambio climático y aspectos fitosanitarios – pueden estar generando situaciones en que las familias registren pérdidas económicas y dificulten el crecimiento del sector dada su reducida capacidad de recibir y soportar financiación. El análisis de emisiones a su vez revela que existen posibilidades sinérgicas de reducir las emisiones del sector a través del mejoramiento de prácticas productivas como la fertilización, sin embargo, la mayor fuente de emisiones de GEI de la producción de cacao estaría derivada de aquellos casos donde ha habido deforestación reciente de bosque primario para el establecimiento de plantaciones. Aunque la información actual disponible no permite identificar con exactitud dichas áreas, cualquier esfuerzo de reducir emisiones en la cadena necesita esclarecer esta situación y plantear acciones diferenciales de acuerdo con la situación de cada familia. Los resultados revelan que la intensificación productiva por sí sola no es suficiente para garantizar la generación de ingresos suficientes y la conservación de los ecosistemas naturales en las zonas productoras de cacao. Es necesario identificar y transferir paquetes de fertilización y manejo óptimos para la agricultura familiar, implementar mecanismos de reducción de riesgo (climático y de mercado) a la vez que se establezcan mecanismos de monitoreo, trazabilidad y verificación costo-eficientes que permitan comprobar los compromisos ambientales. Con base en los hallazgos anteriores, se partió de la información del actual Plan de Competitividad de la Cadena de Cacao de Ucayali para revisar la visión de la cadena y plantear una serie de acciones que respondieran a los cuellos de botella no contemplados en el plan de acción vigente. Para ello, se realizó un análisis y validación de los cuellos de botella a través de entrevistas, grupos focales y talleres multiactores, en los que se clasificaron las brechas de acuerdo a los eslabones y niveles de la cadena, resultando en cuatro componentes: 1) bajos niveles de productividad, sostenibilidad y rentabilidad del cultivo, 2) débil desarrollo de organizaciones de productores, empresas de servicios empresariales e industria en la cadena, 3) falta de capacidad de adaptación frente a las nuevas demandas y oportunidades del mercado, y 4) falta de coordinación y articulación sectorial. Tras validar los cuellos de botella, se toman las metas actuales del Plan de Competitividad y se establecen nuevas metas que incluyan contribuciones específicas a la reducción de emisiones a lo largo de la cadena y el mejoramiento de las condiciones de vida de los actores. Teniendo en cuenta la visión, metas y cuellos de botella, se construye de manera participativa un plan de acción complementario con actividades, metas, indicadores, responsables, colaboradores y tiempos de ejecución alrededor de los cuatro componentes, fortaleciendo o creando nuevos objetivos estratégicos. Las acciones buscan responder a las demandas en torno a nueve objetivos estratégicos que abarcan los distintos niveles y eslabones de la cadena: 1) el mejoramiento de clones y sistemas productivos adaptados a las condiciones regionales, 2) incremento de la productividad a través de mejoras en fertilización y adopción de tecnologías sostenibles, 3) mejorar la sostenibilidad ambiental, especialmente en el eslabón productivo, 4) mejorar la gestión del riesgo a lo largo de la cadena, 5) actualizar y fortalecer el sistema de asistencia técnica y transferencia de tecnologías, 6) incentivar la asociatividad y el desarrollo empresarial de asociaciones de productores y PYMES, 7) fomentar la innovación en las actividades de poscosecha y procesamiento, 8) explorar y posicionar la cadena en el mercado de productos sostenibles y 9) mejorar los sistemas de información sectorial y de articulación institucional. Para la implementación del plan de acción, el proyecto se encuentra en conversaciones con el gobierno regional, para que los elementos construidos se vuelvan un insumo estratégico del Plan de Desarrollo Regional Concertado (PDRC). Dependiendo de su naturaleza, las acciones planteadas pueden requerir de distintos niveles de participación de entidades de los sectores público y privado, y la contribución de ONG y la cooperación internacional. Caen en manos principalmente del sector público aquellas que responden a la provisión de bienes públicos y la generación de condiciones habilitantes. Sin embargo, muchas de las acciones de naturaleza comercial necesitan del liderazgo del sector privado y para ello se sugiere su implementación piloto en el marco de alianzas comerciales vigentes o nuevas, en el que se abarquen los elementos resaltados de manera integral. En este sentido, la segunda fase del proyecto SAB busca acompañar el diseño e implementación de un piloto en la cadena de cacao que pueda servir como experiencia de aprendizaje y modelo para la replicación y escalamiento de las acciones que se muestren más prometedoras.Item Data solutions to transform agriculture: progress and experiences(Poster, 2019) Tamene, Lulseged D.Item Supporting agricultural transformation through Big Data solutions: experiences and lessons(Poster, 2019) Abera, Wuletawu; Tamene, Lulseged D.; Erkossa, Teklu; Seid, Jemal; Tibebe, Degefie; Amede, Tilahun; Legesse, Gudina; Sotelo, Humberto; Dorado Betancourt, Hugo Andres; Jiménez, Daniel; Kihara, Job MagutaItem Aplicación del Modelo Hidrológico SWAT (Soil and Water Assessment Tool) a la Cuenca del Río Cañete (SWAT)(Report, 2013) Uribe, Natalia; Quintero, Marcela; Valencia Gómez, JeffersonEl conocimiento de los procesos hidrológicos y los cambios climáticos que ocurren sobre la cuenca hidrográfica del Rio Cañete ubicada en las Provincias de Cañete y Yauyos (Perú), permiten establecer su grado de afectación, su comportamiento y predecir las tendencias. Esta información permitirá desarrollar procesos de planificación y toma de decisiones en el corto, mediano y largo plazo. En los últimos años, los modelos hidrológicos han sido cada vez más utilizados para comprender y gestionar las actividades naturales y humanas que afectan a los sistemas de cuencas hidrográficas. Estos modelos hidrológicos puede contener parámetros que no se pueden medir directamente debido a las limitaciones para su medición (Beven, 2000). En este estudio se empleó el programa Soil and Water Assessment Tool (SWAT1) en la cuenca del Río Cañete para cuantificar todas las variables del balance hídrico del flujo del agua en el suelo (Producción de agua, agua en el suelo y recarga de acuífero profundo) y agua en la vegetación (Evapotranspiración potencial y actual) para un periodo diario de 19 años (1991-2009). El modelo fue calibrado y validado comparando con datos existente de caudal; esta metodología básicamente consistió en: a) Calibración del modelo, para lograr un ajuste satisfactorio entre los datos medidos y los simulados, mediante un análisis de sensibilidad en los parámetros del modelo, con un periodo de calibración de 8 años de observación (1993-2000): b) Validación del modelo, para evaluar la capacidad predictiva mediante la comparación de los datos medidos y simulados para un periodo de 9 años de observación (2001-2009). La capacidad predictiva del modelo se analizó mediante el coeficiente de correlación entre los caudales simulados y medidos, el cual fue de 0.62 (Diario) - 0.96 (Mensual) y el coeficiente de Nash – Sutcliffe el cual fue de 0.3 a nivel diario y 0.82 a nivel mensual. De lo anterior se concluye que el modelo SWAT es una herramienta valiosa para la simulación del impacto del manejo del suelo y la vegetación en la producción de agua y sedimentos en la cuenca del Río Cañete, la cual experimenta una alta variación en suelos, uso de suelo, pendientes y condiciones climáticas. El estudio provee una fuerte base para futuros estudios concernientes al agua, alimentación, seguridad y administración de estrategias para el recurso del agua en las provincias de Cañete y Yauyos.Item Soil organic carbon in agricultural systems of six countries in East Africa – a literature review of status and carbon sequestration potential(Journal Article, 2020-01-01) Namirembe, Sara; Piikki, Kristin; Sommer, Rolf; Söderström, Mats; Tessema, Bezaye Dr.; Nyawira, Sylvia SarahCropland soils are considered to have the potential to sequester atmospheric CO2 through agronomic best management practices (BMPs). To estimate this potential in East Africa, the authors reviewed 69 published studies from Ethiopia, Kenya, Rwanda, Tanzania, Uganda, and Burundi assessing the effect of land use conversion from native vegetation to cropland on soil organic carbon (SOC) and the extent to which carbon sequestration is feasible through BMPs. Reported losses of SOC in the top 30 cm of the soil profile in short (<10 years), medium (10–25 years), and long (>25 years) term were 6.7 ± 6.0, 13.0 ± 9.2, and 2.8 ± 1.0 t C ha–1 year–1, respectively, for forest-to-cropland; and 16.0, 2.1 ± 2.2 and 0.3 ± 0.8 t C ha–1 year–1 respectively, for woodland-to-cropland conversion. Duration to steady-state SOC was 21–38 years for forest-to-cropland conversion. Short-term SOC sequestration (t C ha–1 year–1) in the 0–30 cm layer as a result of BMPs was 19.7 ± 3.9 from crop residues, 14.8 ± 8.7 from farmyard manure, 3.5 ± 4.5 from inorganic fertilizers, 2.7 from agroforestry, and 2.5 from improved fallow. However, the studies reviewed were mostly short-term and concentrated to a few locations. Future research should address these gaps.Item N2O emissions from managed soils, and CO2 emissions from lime and urea application(Book Chapter, 2019) Hergoualc'h, Kristell; Akiyama, Hiroko; Bernoux, Martial; Chirinda, Ngonidzashe; Prado, Agustin del; Kasimir, Åsa; MacDonald, James Douglas; Ogle, Stephen Michael; Regina, Kristiina; Weerden, Tony John van derItem Grassland(Book Chapter, 2019) McConkey, Brian; Ogle, Stephen Michael; Chirinda, Ngonidzashe; Kishimoto, Ayaka W. Mo; Baldock, Jeffrey; Trunov, AleksandrItem Cropland(Book Chapter, 2019) Ogle, Stephen Michael; Wakelin, Stephen John; Buendia, Leandro; McConkey, Brian; Baldock, Jeffrey; Akiyama, Hiroko; Kishimoto, Ayaka W. Mo; Chirinda, Ngonidzashe; Bernoux, Martial; Bhattacharya, Sumana; Chuersuwan, Nares; Goheer, Muhammad Arif Rashid; Hergoualc'h, Kristell; Ishizuka, Shigehiro; Diaz Lasco, Rodel; Pan, Xuebiao; Pathak, Himanshu; Regina, Kristiina; Sato, Atsushi; Vázquez Amabile, Gabriel; Wang, Changke; Zheng, XunhuaItem Generic methodologies applicable to multiple land-use categories(Book Chapter, 2019) Ogle, Stephen Michael; Kurz, Werner A.; Green, Carly; Brandon, Andrea; Baldock, Jeffrey; Domke, Grant; Herold, Martin; Bernoux, Martial; Chirinda, Ngonidzashe; Ligt, Robert de; Federici, Sandro; Garcia-Apaza, Emilio; Grassi, Giacomo; Gschwantner, Thomas; Hirata, Yasumasa; Houghton, Richard A.; House, Joanna Isobel; Ishizuka, Shigehiro; Jonckheere, Inge; Krisnawati, Haruni; Lehtonen, Aleksi; Kinyanjui, Mwangi James; McConkey, Brian; Næsset, Erik; Niinistö, Sini M.; Ometto, Jean Pierre; Panichelli, Luis; Paul, Thomas; Petersson, Hans; Reddy, Shanti; Regina, Kristiina; Rocha, Marcelo Theoto; Rock, Joachim; Sanz Sanchez, Maria José; Sanquetta, Carlos; Sato, Atsushi; Somogyi, Zoltan; Trunov, Aleksandr; Vázquez Amabile, Gabriel; Vitullo, Marina; Wang, Changke; Waterworth, Robert MichaelItem Assessing the sensitivity and repeatability of permanganate oxidizable carbon as a soil health metric: An interlab comparison across soils(Journal Article, 2020-05) Wade, Jordon; Maltais-Landry, Gabriel; Lucas, Dawn E.; Bongiorno, Giulia; Bowles, Timothy M.; Calderón, Francisco J.; Culman, Steve W.; Daughtridge, Rachel; Ernakovich, Jessica G.; Fonte, Steven J.; Giang, Dinh; Herman, Bethany L.; Guan, Lindsey; Jastrow, Julie D.; Loh, Bryan H.H.; Kelly, Courtland; Mann, Meredith E.; Matamala, Roser; Miernicki, Elizabeth A.; Peterson, Brandon; Pulleman, Mirjam Margreet; Scow, Kate M.; Snapp, Sieglinde S.; Thomas, Vanessa; Daoyuan Wang, Xinyi Tu; Jelinski, Nicolas A.; Liles, Garrett C.; Barrios Masias, Felipe H.; Rippner, Devin A.; Silveira, Maria L.; Margenot, Andrew J.Item Potential for soil organic carbon sequestration in grasslands in East African countries: A review(Journal Article, 2020-07) Tessema, Bezaye; Sommer, Rolf; Piikki, Kristin; Söderström, Mats; Namirembe, Sara; Notenbaert, An Maria Omer; Tamene, Lulseged D.; Nyawira, Sylvia; Paul, Birthe K.Grasslands occupy almost half of the world's land area. Soil organic carbon (SOC) is a key indicator of soil fertility and grassland productivity. Increasing SOC stocks (so‐called SOC sequestration) improves soil fertility and contributes to climate change mitigation by binding atmospheric carbon dioxide (CO2). Grasslands constitute about 70% of all agricultural land, but their potential for SOC sequestration is largely unknown. This review paper quantitatively summarizes observation‐based studies on the SOC sequestration potential of grasslands in six East African countries (Burundi, Ethiopia, Kenya, Rwanda, Tanzania and Uganda) and seeks to identify knowledge gaps related to SOC sequestration potential in the region. In the studies reviewed, SOC stocks in grasslands range from 3 to 93 Mg C/ha in the upper 0.3 m of the soil profile, while SOC sequestration rate ranges from 0.1 to 3.1 Mg C ha‐1 year‐1 under different management strategies. Grazing management is reported to have a considerable impact on SOC sequestration rates, and grassland regeneration and protection are recommended as options to stimulate SOC sequestration. However, a very limited number of relevant studies are available (n = 23) and there is a need for fundamental information on SOC sequestration potential in the region. The effectiveness of potential incentive mechanisms, such as payments for environmental services, to foster uptake of SOC‐enhancing practices should also be assessed.Item Landscape positions dictating crop fertilizer responses in wheat-based farming systems of East African Highlands(Journal Article, 2022-01) Amede, Tilahun; Gashaw, Tadesse; Legesse, Gizachew; Tamene, Lulseged D.; Mekonen, Kindu; Thorne, Peter J.; Schulz, SteffenImproving fertilizer use efficiency has remained a challenge, particularly for small-scale farming in undulating ‘abnormal’ landscapes of East Africa. Milne's 1930s concept on ‘Catena’ was considered as a breakthrough in understanding soil variability and its implication on productivity in East African highlands. However, there is limited information on how the ‘Catena’ features could be used for fine tuning fertilizer recommendations. We initiated multiple on-farm replicated experiments in three wheat-growing districts (Endamohoni, Lemo and Worreilu) in the Ethiopian highlands in 2014, 2015 and 2016 to assess landscape positions affecting crop-nutrient responses, identify yield limiting nutrients across the ‘Catena’ (N, P, K, S and Zn) and quantify effects of landscape positions on resources use efficiency. We clustered farmlands across the ‘Catena’ (Hillslopes, Midslopes and Footslopes) based on land scape positions in the respective locations. Wheat yield was more strongly and significantly affected by landscape positions (P < 0.001) than by nutrient sources or rates. The crop response to fertilizers was 50 to 300% higher in foot slopes than in hillslopes, depending on locations and inputs levels. With increasing slope, there was a decrease in a crop fertilizer response due to a significant decrease in soil organic carbon, clay content and soil water content, with r2 of 0.95, 0.86 and 0.96, respectively. The difference in the crop response between landscape positions was significantly higher (P < 0.05) with higher rates of nutrient applications (>N92 P46) while differences between landscape positions diminish at lower rates. Yield benefits due to application of K was significant only in the dry years (P < 0.05), while there was hardly any yield benefit from the application of zinc and sulfur. The crop nitrogen recovery fraction and crop water productivity decreased with an increasing slope regardless of nutrient combinations. The results indicated that the landscape position could be considered as a proxy indicator for targeted fertilizer application, particularly in farms with undulating topographic features. Hillslopes are better served by the application of organic fertilizers along with conservation measures as applying higher rates of mineral fertilizer in hillslopes would rather increase the risk of downstream nutrient movement.Item A GIS-based methodological framework to identify superficial water sources and their corresponding conduction paths for gravity-driven irrigation systems in developing countries(Journal Article, 2020-04) Valencia Gómez, Jefferson; Monserrate Rojas, Fredy Alexander; Casteleyn, Sven; Bax, Vincent; Francesconi, Wendy; Quintero, MarcelaThe limited availability of fresh water is a major constraint to agricultural productivity and livelihood security in many developing countries. Within the coming decades, smallholder farmers in drought-prone areas are expected to be increasingly confronted with local water scarcity problems, but their access to technological knowledge and financial resources to cope with these problems is often limited. In this article, we present a methodological framework that allows for identifying, in a short period of time, suitable and superficial water sources, and cost-effective water transportation routes for the provisioning of gravity-driven irrigation systems. As an implementation of the framework, we present the automated and extensible geospatial toolset named “AGRI’’, and elaborate a case study in Western Honduras, where the methodology and toolset were applied to provide assistance to field technicians in the process of identifying water intake sites and transportation routes. The case study results show that 28 % of the water intake sites previously identified by technicians (without the support of AGRI) were found to be not feasible for gravity-driven irrigation. On the other hand, for the feasible water intake sites, AGRI was able to provide viable and shorter water transportation routes to farms in 70 % of the cases. Furthermore, AGRI was able to provide alternative feasible water intake sites for all considered farms, with correspondingly viable water transportation routes for 74 % of them. These results demonstrate AGRI’s potential to reduce time, costs and risk of failure associated with the development of low-cost irrigation systems, which becomes increasingly needed to support the livelihoods of some of the world’s most vulnerable populations.Item Remote Sensing and Climate Data for Targeting Landscape Restoration in Africa(Book Chapter, 2019) Tamene, Lulseged D.; Le, Quang Bao; Sileshi, Gudeta W.; Aynekulu, Ermias; Kizito, Fred; Bossio, Deborah A.; Vlek, Paul L.G.Tackling land degradation and restoring degraded landscapes require information on areas of priority intervention, since it is not economically and technically possible to manage all areas affected. Recent developments in data availability and improved computational power have enhanced our understanding of the major regional drivers of land degradation and possible remedial measures at different scales. In this study, we have used land degradation hotspots, which were identified using satellite and climate data covering the period of 1982–2003 (Vlek et al. 2010). We then simulated the potentials of different management measures in tackling land degradation in Sub-Saharan Africa (SSA). Scenario analysis results show that about 14 million people can benefit from the application of sustainable land management (e.g., integrated soil fertility management, conservation agriculture, and soil and water conservation) techniques targeted to improve the productivity of croplands. Fallowing degraded areas and allowing them to recover (e.g., through exclosures and agroforestry) could improve land productivity. However, this intervention requires appropriate and improved methods that can accommodate the needs of about 8.7 million people who utilize those “marginal” areas for crop production or livestock grazing. This chapter presents the benefits of utilizing long-term satellite data to analyze the potentials of targeted land management and restoration measures for improving land productivity in SSA. This approach and framework can also be used to design suitable land-use planning for the restoration of degraded areas and to perform detailed cost-benefit and trade-off analysis of various interventions.Item Minimising the loss of biodiversity and ecosystem services in an intact landscape under risk of rapid agricultural development(Journal Article, 2020-01-01) Williams, Brooke A.; Grantham, Hedley S.; Watson, James E.M.; Álvarez, Silvia J.; Simmonds, Jeremy S.; Rogéliz, Carlos A.; Silva, Mayesse Aparecida da; Forero-Medina, Germán; Etter, Andrés; Nogales, Jonathan; Walschburger, Tomas; Hyman, Glenn G.; Beyer, Hawthorne L.As humanity's demand for resources continues to rise and productive arable lands become increasingly scarce, many of Earth's remaining intact regions are at heightened risk of destruction from agricultural development. In situations where agricultural expansion is inevitable, it is important to manage intact landscape transformation so that impacts on environmental values are minimised. Here, we present a novel, spatially explicit, land use planning framework that addresses the decision making needed to account for different, competing economic-environment objectives (agricultural production value, biodiversity conservation, ecosystem service retention) when land use change is inevitable within an intact landscape. We apply our framework to the globally significant savannahs of the Orinoquia (Colombia), which in a post-conflict era is under increased agricultural development pressure. We show that while negative environmental impacts can be reduced through planning, the total area of land converted to agriculture is the unavoidable principal driver of biodiversity and ecosystem service loss. We therefore identify planning solutions that perform well across all objectives simultaneously, despite trade-offs among them. When 15%, 20%, 30% and 40% of the study area is allowed to be converted to agriculture, on average planning can improve species persistence and ecosystem service retention by up to 16%, 15%, 12%, and 9%, respectively, when compared to agricultural-focused solutions. Development in the region so far has had an unnecessarily large impact on environmental objectives due to a lack of effective land use planning, creating an 'opportunity debt'. Our study provides an evidence base to inform proactive planning and the development of environmentally sensible agricultural development policy and practice in the region. This framework can be used by stakeholders to achieve agriculture expansion goals and maximise economic profit while minimising impacts on the environment in the Orinoquia, or any relatively intact region that is being developed.Item Predicting soil permanganate oxidizable carbon (POXC) by coupling DRIFT spectroscopy and artificial neural networks (ANN)(Journal Article, 2020-01) Margenot, Andrew J.; O' Neill, Terry; Sommer, Rolf; Venkatesh, AkellaItem Micronutrient deficiencies in African soils and the human nutritional nexus: opportunities with staple crops(Journal Article, 2020-09) Kihara, Job Maguta; Bolo, Peter Omondi; Kinyua, Michael; Rurinda, Jairos; Piikki, KristinA synthesis of available agronomic datasets and peer-reviewed scientific literature was conducted to: (1) assess the status of micronutrients in sub-Saharan Africa (SSA) arable soils, (2) improve the understanding of the relations between soil quality/management and crop nutritional quality and (3) evaluate the potential profitability of application of secondary and micronutrients to key food crops in SSA, namely maize (Zea mays L.), beans (Phaseolus spp. and Vicia faba L.), wheat (Triticum aestivum L.) and rice (Oryza sativa L.). We found that there is evidence of widespread but varying micronutrient deficiencies in SSA arable soils and that simultaneous deficiencies of multiple elements (co-occurrence) are prevalent. Zinc (Zn) predominates the list of micronutrients that are deficient in SSA arable soils. Boron (B), iron (Fe), molybdenum (Mo) and copper (Cu) deficiencies are also common. Micronutrient fertilization/agronomic biofortification increases micronutrient concentrations in edible plant organs, and it was profitable to apply fertilizers containing micronutrient elements in 60–80% of the cases. However, both the plant nutritional quality and profit had large variations. Possible causes of this variation may be differences in crop species and cultivars, fertilizer type and application methods, climate and initial soil conditions, and soil chemistry effects on nutrient availability for crop uptake. Therefore, micronutrient use efficiency can be improved by adapting the rates and types of fertilizers to site-specific soil and management conditions. To make region-wide nutritional changes using agronomic biofortification, major policy interventions are needed.Item A comparative Digital Soil Mapping (DSM) study using a non-supervised clustering analysis and an expert knowledge based model - A case study from Ahuachapán, El Salvador(Poster, 2019) Martin López, Javier Mauricio; Silva, Mayesse Aparecida da; Valencia Gómez, Jefferson; Quintero, Marcela; Keough, Adam; Casares, FranciscoDSM is the inference of spatial and temporal soil property variations using mathematical models based on quantitative relationships between environmental information and soil measurements. The quality of DSM information depends on the method and environmental covariates used for its estimations. We compared two DSM methods to predict soil properties such as Organic Matter “MO” (%), Sand (%), Clay (%), pH (H2O), Phosphorus (mg/kg), Effective Cationic Exchange Capacity “CICE” (cmol/L), Potassium (cmol/L) and Water Holding Capacity (mm/m) for the department of Ahuachapán in El Salvador to support the activities of the Agriculture Landscape Restoration Initiative (ALRI) in the countryItem A comparative Digital Soil Mapping (DSM) study using a non-supervised clustering analysis and an expert knowledge based model - A case study from Ahuachapán, El Salvador(Report, 2019) Martin López, Javier Mauricio; Silva, Mayesse Aparecida da; Valencia Gómez, Jefferson; Quintero, Marcela; Keough, Adam; Casares, Francisco