Forskning från en EPFL -doktorand har funnit ett sätt att öka Madagaskars majsgrödor upp till fem gånger samtidigt som avskogningen minskar samtidigt.

Som en del av sin doktorandforskning vid EPFL:s Ecological Systems Laboratory (ECOS), Justine Gay-des-Combes upptäckte en hållbar metod för att förbättra de jordbruksmetoder som traditionellt används på Madagaskar, varigenom ett skogsområde bränns för att skapa ett fält för odling av grödor. Slash-and-burn-jordbruk spelar också en roll i öns avskogning.

Gay-des-Combes, en miljöingenjörstudent, tillbringade två år med att genomföra tester i två byar i sydvästra delen av landet. Frukten av hennes arbete är ett socialt ansvarsfullt och miljövänligt system som innebär att kompost genereras och renoveras vattenbrunnar; hon inrättade också träningspass för lokala bönder om hur man använder sin metod.

"Slash-and-burn-jordbruk är djupt rotat i Madagaskas kultur, så jag bestämde mig för att respektera denna traditionella metod samtidigt som den blev mer hållbar, "säger Gay-des-Combes. Under sitt projekt, hon tog mått i majsgrödor, utfört tester på nya områden, och utförde noggrant kontrollerade experiment i krukor.

Bönder som använder förfädermetoden bränner hela stråk av gammelskogar-och ibland andra skogar-och sprider askan på marken som gödningsmedel. För att testa hennes forskningshypotes, Gay-des-Combes högg selektivt ner träd i andra tillväxtskogar istället för att bränna dem helt och lade lite kompost runt majsfröna som planterades i områden där aska hade spridits med den traditionella metoden. Testerna utfördes på mark som inte längre betraktades som bördig för att avgöra om det fanns effektiva synergier mellan askan och komposten.

Bygga på en lite känd metod

Efter att ha utvecklat och testat hennes metod 2014 och 2015, hon kunde öka skörden med en faktor fem i förhållande till traditionella jordbruksmetoder. Den majs hon planterade växte till 240 cm lång kontra 140 cm med den traditionella metoden, och skörden hade fler öron av bättre kvalitet. Hennes grödor kunde ha varit ännu högre om det inte var för en cyklon som träffade ön 2015.

"Inte många bönder vet om att kombinera aska och kompost, "säger Gay-des-Combes." Några av dem tror att askan kommer att bränna komposten, men egentligen, askan höjer markens pH till neutralt, vilket är bra för tropiska regioner som Madagaskar där jorden är mycket sur. Askan hjälper också till att frigöra fosfor och andra näringsämnen som är viktiga för växter. Och komposten ger det organiska materialet och kvävet som saknas i både den karga jorden och askan - som också hjälper till att hålla fukt i jorden. Denna metod gör inte bara jorden mer bördig, det gör också jordbruket mer hållbart. "

Eftersom Madagaskas bönder inte hade tillräckligt med hushållsavfall för att skapa den nödvändiga mängden kompost, Gay-des-Combes bestämde sig för att göra det av grenar från närliggande träd som hade lämnats oanvända. "Vi skär grenarna i små bitar med en machete och en flishuggare, och sedan lägger vi bitarna i en meter djupa gropar. Vi rörde om blandningarna en gång i veckan och kontrollerade fuktnivån i groparna. Sju till åtta månader senare, komposten var klar. "

Brunnar och träning

En annan utmaning var att hitta det vatten som behövs för att underhålla komposten. Gay-des-Combes skapade en ideell organisation som heter Blue for Green och samlade in pengar med hjälp av EPFL:s ingenjörsstudentförening Ingénieurs du Monde, varav hon är medlem och tidigare president. Hon fick också hjälp av Vaud Cooperation Federation (Fedevaco) för att renovera fyra brunnar och bygga en ny.

"Brunnarna tjänar två syften:de låter oss behålla komposten, och de ger en dricksvattenkälla nära byarna, "säger Gay-des-Combes." Vi arbetar med fyra instruktörer som underhåller brunnarna, lära våra jordbruksmetoder för lokala bönder, och ge råd om vård och hygien. Hälften av de femhundra bönder som utbildats har redan provat vår metod för att skapa kompost i gropar. Men det var svårt att få dem att förstå vikten av att regelbundet vattna de 35 groparna under en torka, när de redan fick vänta i kö vid brunnar för att få vatten för eget bruk. Så vi utvecklar en automatisk vattningsmetod för att underlätta för dem. "

Motståndskraftiga cykloner

Ett avsnitt i Gay-des-Combes avhandling diskuterar den effekt som cykloner har på grödor i Madagaskar, att jämföra cyklonsäsongen 2015 med ett typiskt år. Skördeavkastningen sjunker med 75 procent efter en cyklon, en allt vanligare händelse på grund av global uppvärmning. Men att lägga till kompost på åkrar och lämna några träd stående - som man gör inom skogsbruket - kan förhindra erosion och urlakning genom att behålla markens struktur och behålla några av jordens näringsämnen.

Gay-des-Combes uppsatshandledare är Alexandre Buttler, Direktör för ECOS; han har forskat på Madagaskar i över ett decennium. Han tror att hennes arbete kommer att öppna nya horisonter:"Det slutliga målet för vår forskning vid EPFL är att ge bönderna ett sätt att plantera samma jord år efter år istället för att använda gamla skogar som en källa till jord. Justines avhandling ger oss några lovande leder i arbetet med att förbättra skördeavkastningen och markhållbarheten i en av de fattigaste regionerna i världen. "