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Azolla: A New Paradigm of the Future of Rice

Mariano Montano's picture

My research in Azolla-Anabaena (AA) began in 1980, when I joined the Institute of Chemical and Environmental Sciences at Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) in Guayaquil, Ecuador. After many years of research and testing with various partners, the World Bank’s Development Marketplace funded “Converting Rice Fields into Green Fertilizer Factories” in 2008. I would like to share with you the successes of this project, which has the potential to change the paradigm of rice production in Ecuador.

Rationale

Rice in Ecuador is an essential and primary food for most of the population. The country harvests more than 300,000 hectares involving more than 140,000 families. Therefore it is important that rice is produced cost-effectively and in an environmentally sustainable manner. The production costs of rice depend on the type of seed, fertilizer and phyto-sanitary package used to control weed and insects, costs of labor, land preparation, rental equipment for seeding and harvest, and irrigation. The majority of fertilizers are chemical-based, involving heavy imports and causing environmental problems. More than 40% of the fertilizer applied is released into the environment, as plants cannot utilize 100%. In addition, purchases of imported chemical fertilizers for agriculture account for about 30% of current production costs.

The application of artificial nitrogenous fertilizer in rice cultivation represents drain of foreign exchange. It also contaminates the soil, surface water and groundwater, affecting the development of beneficial flora and fauna, and decreasing productive potential of the land in the long term. This situation creates a great need and at the same time opens a huge opportunity for an alternative fertilizer based on native resources, like AA, and its technical application.

Principal achievements

Azolla-Anabaena (Figure 1) is a tiny floating fern with small alternating leaves and simple roots that hang beneath the water; the cavities of its leaves shelter microscopic nitrogen-fixing Anabaena cyanobacteria (Figure 2. The AA symbiotic relationship represents a proven green bio fertilizer for rice (Figure 3) and many other Ecuadorian crops, such as bananas (Figure 4).
Figure 1 Figure 2
Figure 3 Figure 4

 

For centuries the Azolla-Anabaena fern has been traditionally used as a green fertilizer for rice in the lowlands of Vietnam and China, playing an important role in the economy of these countries. In the last 70 years, commercial agriculture globally has increased dependence on artificial chemical fertilizers, a technologically costly approach which is not sustainable and adversely impacts the environment and public health.

This project has permitted the cultivation of rice with the exclusive use of Azolla-Anabaena as a fertilizer. The trials produced an average production of 4.06 t/ha, an impressive result considering that the national average is 3.14 tons/hectare. Additionally, Azolla improves water quality, soil quality, and the health of workers.

As a result of project fieldwork, seminars, press, radio, television and internet, many citizens now recognize AA as a natural, sustainable and economic alternative to synthetic fertilizer.

Looking towards the future

My new goal is to extend Azolla-Anabaena to more sites, so that eventually it is used in all national rice cultivation, which covers some 400,000 hectares and affects over 140,000 families.

The Azolla-Anabaena story is now unfolding on many different levels in many places. The development and spread of AA in the Guayas Ecosystem (Figure 5) introduces a new paradigm of “tropical knowledge”.

The incorporation of Azolla into rice cultivation in the Guayas Ecosystem will play a strategic role in Ecuador as it will also provide fertilizer for agriculture, food for livestock, water treatment for the Daule, Babahoyo and Guayas Rivers, aquaculture industry improvement in the Guayas Estuary, fisheries stimulation in the Gulf of Guayaquil, soil enrichment, biota recovery, and carbon credits. In fact, several farmers, businesses, and projects focused on rice cultivation, banana cropping, cocoa plantations, cactus cultivation, pig farming and urban agriculture have begun to adopt Azolla in their farming practices.

Figure 5. Azolla: A powerful lever for transforming rice cultivation in Ecuador

Figure 5

In this table, I have also estimated the potential annual economic savings of using Azolla in agriculture, and related goods and services in Ecuador.
Product/Service US$
Millions
Commentary
Fertilizer for agriculture  313  The ecosystem of rice farms along the coast has the capacity to produce fertilizer for all of Ecuadorian agriculture.
Food for livestock  200  The high protein content of Azolla makes it ideal as animal feed.
Water treatment  120  The use of Azolla in rice cultivation will serve as an immense and extraordinary natural water filter for the Daule, Babahoyo and Guayas Rivers.
Aquaculture improvement  150  The purified water will play a substantial role in increasing the value of shrimp mariculture.
Fisheries  60  Fish stocks and catch will increase in the Gulf of Guayaquil due to improving water quality.
Soil enrichment  20  Soil texture, porosity and organic material content will increase, thus raising its economic value.
Biota recovery  100  Decreasing use of agrochemicals will improve natural ecosystems, water quality and flourishing of natural biota.
Carbon credits  88  The application of Azolla in rice cultivation can be incorporated into carbon credit markets decreasing contributions to global warming.

 

Building on its success, the project has developed partnerships and mobilized additional sources of direct and in-kind funding from public and private sources, mainly local and central government, of an additional $545,000. I am very excited about the potential for scale-up of this project, and the consequent change in paradigm for agriculture in Ecuador.

For more information regarding this, please click here, or contact the author.

 

Comments

Submitted by gonzalo menoscal sancan on

Buenas dias Dr Montaño , le saludo de antemano para felicitarle por su proyecto de nitrogeno , porque puede llegar a ser un proyecto que
desarrolle economicamente al pais y ademas reducir la contaminacion del medio ambiente

Submitted by Yinger Niola on

Que interesante proyecto Dr. Montaño, trabajar con azolla, un fertilizante natural, me alegra que haya personas como usted, trabajadoras e investigativas que quieran mejorar el desarrollo del pais. exitos

Submitted by JONATHAN SOLANO SUAREZ on

MIS CORDIALES SALUDOS DR. MARIANO MONTAÑO DE MIS CONSIDERACIONES LE ENVIO MIS FELICITACIONES POR TODO EL RESULTADO QUE AH OBTENIDO EN TODO ESTE TIEMPO Y ASÍ LLEVAR EN LO ALTO A NUESTRO PAÍS. TODO EL ESFUERZO Y LA DEDICACIÓN QUE AH TENIDO EN TODO ESTE TIEMPO NOS DA BUENAS CONSECUENCIAS AUNQUE TAL VEZ SEA A UN LARGO PLAZO PERO SABIENDO QUE TODA ESA INVESTIGACIÓN NO FUE EN VANO YA QUE NOS DEJA A NOSOTROS UN POCO FÁCIL LA TAREA DE CONOCER MAS A NUESTRO ECOSISTEMA. SIGA ADELANTE Y AHORA USTED ES UNO DE MIS PRINCIPALES MOTIVOS POR EL CUAL COMENZARE A DEDICARLE MAS TIEMPO A LA INVESTIGACIÓN.EL QUE PERSEVERA ALCANZA.....

Submitted by STEFANIE HORMAZA on

As far as I can read, this project could be the future in the economy, productive resources, a huge help in the ecosystem, helpful fertilizer, water treatment for the rivers more important country in Ecuador and a really advancement in our planet and also it is an innovated idea.
First of all, it is a great advantage for Ecuador, because the government has diverse options to impulse different projects for areas which can improve the economy and social areas. We can see in this project that rice is one of the most consume product in Ecuador, so is a good project and we can expand this benefits to the planet. We have been grateful with our ecosystem, so I am so interesting learning about this and how it can change the cultivation, improve our ¨tropical knowledge¨ with the Guayas Ecosystem and another important rivers.
Congratulation for this innovated project, continue being the future!

Submitted by Jorge Reyes on

Grandiosa iniciativa, la misma erradicaria el uso de abonos con componentes quìmicos nocivos para la salud, ya que la azola hace las veces de purificador ambiental y fertilizante natural, obteniendo productos naturales optimos para el consumo donde se lo emplee, beneficiando primero a la humanidad en general y luego a lo que mas nos preocupa el planeta donde vivimos, depurandolo de la toxicidad que nosotros mismo hemos causado.

Submitted by JONATHAN SOLANO SUAREZ on

MIS CORDIALES SALUDOS DR. MARIANO MONTAÑO DE MIS CONSIDERACIONES LE ENVIO MIS FELICITACIONES POR TODO EL RESULTADO QUE AH OBTENIDO EN TODO ESTE TIEMPO Y ASÍ LLEVAR EN LO ALTO A NUESTRO PAÍS. TODO EL ESFUERZO Y LA DEDICACIÓN QUE AH TENIDO EN TODO ESTE TIEMPO NOS DA BUENAS CONSECUENCIAS AUNQUE TAL VEZ SEA A UN LARGO PLAZO PERO SABIENDO QUE TODA ESA INVESTIGACIÓN NO FUE EN VANO YA QUE NOS DEJA A NOSOTROS UN POCO FÁCIL LA TAREA DE CONOCER MAS A NUESTRO ECOSISTEMA. SIGA ADELANTE Y AHORA USTED ES UNO DE MIS PRINCIPALES MOTIVOS POR EL CUAL COMENZARE A DEDICARLE MAS TIEMPO A LA INVESTIGACIÓN.EL QUE PERSEVERA ALCANZA.....

Submitted by GINA PEÑA on

Desde mi punto de vista el proyecto de Azolla-Anabaena muy interesante e innovador ya que a través de este no solo se ve beneficiada la economía de las personas que la utilizan sino también la del país. Así mismo la AA es un apoyo para mantener libre al medio ambiente de sustancias dañinas que de la misma manera son nocivas para nuestro cuerpo. En general el proyecto de AA es una gran visión hacia el futuro de los fertilizantes por todos los beneficios que ella trae consigo.
Este tipo de proyectos serán el futuro del país, ya que son los que impulsan un cambio de la matriz productiva y a la vez una gran contribución para nuestro país como para el mundo. Seamos portadores de este maravilloso proyecto hacia otras personas y así sintámonos orgullosos de que contamos con un país beneficiado en ambiente, cultura y recursos.

Submitted by Jorge Reyes on

Grandiosa iniativa que erradicara el uso de abonos con componentes quìmicos nocivos para la salud, que ademàs contaminan el ambiente, ya que la azolla hace las veces de fertilizante netamente organico y purificador ambiental,obteniendo donde se lo emplee productos de optima calidad, actos para el consumo, donde los unicos beneficiados seremos la humanidad en general y lo que mas nos importa nuestro planeta, depurandolo de la toxicidad que nosotros con nuestras acciones hemos causado.

Submitted by Steeven Martínez on

Gran investigación y estudio de proyecto que de realizarse mejorara la proyección económica del país ante los países desarrollados ya que mejorara la productividad del arroz y demás cultivos, ademas el mayor beneficio seria mejorar la salud de las personas que consumen estos alimentos ya que se reduciría al mínimo el uso de fertilizantes dañinos para la salud y el ecosistema terrestre. Felicitaciones Dr. Montaño

Submitted by Nécker Espinosa on

se considera que el AZOLLA es un vegetal(helecho-Anabaena) cuya utilización puede ser muy provechosa para la agricultura en nuestro país especialmente en cuanto a la conservación de sustancias organicas que ayudan a preservar el suelo apto para el cultivo, evitando asi su deterioro,mas allá del uso en la agricultura nuestro suelo puede recuperar el nitrógeno y disminuir la cantidad de CO2 producido por la contaminación.

Submitted by Ashley Feraud Ruiz on

Excelente proyecto Ingeniero, es grato poder leer su iniciativa hacia el progreso del país, esta nueva propuesta sin duda alguna promueve hacia una desarrollo ambiental muy generoso con el planeta, junto a un desatollo económico fiable. Su proyecto realmente puede cambiar al mundo, incluyendo a las personas. Esta investigación de la Azolla eliminara es magnifica, ha pensado muy bien en el futuro del país. Gracias Ingeniero, espero continué con su investigación.

Submitted by José González on

es una idea ya que esto minimiza la cantidad de arroz y consumo de cada ser humano y esto incentiva a que las se preocupen y resalten lo bueno de esta investigación.

Submitted by Jorge Loor on

me parece que es una innovadora idea que sirve para cualquier clase de cultivo donde ese requiera constate mineralizacion del suelo me sumo a la iniciativan sigan adelante.

Submitted by Gabriela Romero on

La aplicación de este proyecto es muy importante ya que la agricultura está saturada de químicos que "mejoran" la calidad del cultivo, que maten malezas, insectos que la afecten. Estos químicos a la larga dañan el ecosistema ya que contaminan las fuentes de agua superficiales y las subterráneas, y mata a los microorganismos que se encuentran en el suelo lo que hace que el suelo pierda fertilidad. Y si pierde fertilidad el suelo, el desarrollo de la flora y la fauna del ecosistema no se va a poder dar. La "Azolla" tiene compuestos químicos naturales que ayuda al buen desarrollo de ciertos cultivos especialmente el del arroz. Lo han utilizado a lo largo de tiempo como un fertilizante "verde" ya que no causa daño al ambiente como lo hacen fertilizantes sintéticos como la urea. Aparte de ser un fertilizante verde cumple con otras funciones: mejora la calidad del suelo, microorganismos del suelo. Lo que resulta positivo para el agricultor y para la sociedad a largo plazo, mejorando el rendimiento de su cultivo, de los suelos, y también mejoraría su rendimiento en cuanto a costos de producción.
Gran iniciativa de proyecto que permite demostrar la gran diversidad que tiene el Ecuador y los diversos avances que podemos obtener. Muchos éxitos.

Submitted by Maria Fernanda Valdiviezo Zamora on

Dr. Montaño opino que Azolla da excelente resultados como fuente alternativa de Nitrógeno para la Industria del arroz a nivel nacional. También sus beneficios a la calidad de vida son considerables debido a su procedencia natural. Ademas genera una gran evolución en la siembra de nuestro país y de latinoamerica, brindándonos un producto de calidad y con un bajo costo de producción, ya que, este helecho reducirá el costo con relación a los abonos químicos que son de costo elevado.

Submitted by Esthefania Cabrera Pincay on

Gran iniciativa, el Ecuador y el mundo necesitan implementar este fabuloso proyecto, ya que ayuda a disminuir la contaminación ambiental producida muchas veces por fertilizantes. Por otro lado es una idea innovadora y es de mucha importancia para aumentar significativamente el valor nutricional de las comidas. Por lo tanto realizar este proyecto en todo el mundo revoluciona las industrias relacionadas con la alimentación, es valido recalcar que es una alternativa que le ahorrara a los países dispuestos a utilizar esta idea revolucionaria millones de dolares.
Felicitaciones al Dr. Mariano Montaño, los jóvenes apoyamos su proyecto.

Submitted by ISRAEL PORTILLA SANCHEZ on

Sounds like a great initiative and an innovative project for the economic and productive sectors of Ecuador even more to protect the environment, to lack such an initiative to use organic nitrogen and not one artificial and apart giving mejeores results ..... I wish you success ... in your project Dr. Montaño.

Submitted by Luz Yupa on

Felicitaciones por su trabajo, son proyectos que pueden ayudar a la matriz productiva del país, el cual ayudará a disminuir con la tasa de desempleo del país. Agradeciéndole por renombrar a nuestro país y a nuestra universidad, todos los estudiantes y país confiamos en su capacidad y en su proyecto. Bendiciones, siga adelante.

Submitted by luiggi sarmiento on

Profesor mariano montaño , lo felicito por su trabajo e investigación de la azolla , ya que va a influir mucho en la economía del ecuador, especialmente en los cultivos de arroz y su precio. en mi opinión, será la investigación mas importante e influyente del país ya que desarrollaremos en un corto tiempo nuevos mecanismos de cultivo usando nitrógeno orgánico. que este proyecto llegue a ser importante en todo el mundo

Submitted by luiggi sarmiento on

interesante la propuesta ingenierio y tbn a toda la azolla foundation, la azolla es una alternativa de la urea ademas de transformar el nitrogeno en sustancias organicas que sirven en la fertilizacion de las plantas y me parece magnifico que el gobierno apoye esta iniciativa . Va a ser una de las investigaciones mas importantes del ecuador y del mundo

Submitted by Anthony Dominguez villamar on

"Felicito a mi estimado profesor Mariano Montaño profesor de Química en Espol, esperando que este proyecto sea escuchado, porque es un gran comienzo para poder generar no sólo ingresos sino que también arroz de buena calidad, que tenga mucho apoyo y respaldo de las personas que nos interese el tema, creo q es una grande idea y no debe de quedarse estancado debe crecer, con el apoyo de cada uno de nosotros y la contribución que podamos hacer sólo compartiendo esta información, así para que más personas se unan a esta gran idea y sea un tema de interés mundial, mi total apoyó para azolla foundation y adelante!

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