DIVERSIFICATION OF CROPS FOR THE SUSTAINABILITY OF MEDITERRANEAN AGROSYSTEMS (Q3143829)

EN LOS ULTIMOS AÑOS, LOS SISTEMAS AGRARIOS HAN EXPERIMENTADO UNA TENDENCIA A LA ESPECIALIZACION PROVOCANDO UNA PERDIDA DE DIVERSIDAD EN LOS CULTIVOS. ESTE PROCESO, ALTAMENTE DEPENDIENTE DE INSUMOS EXTERNOS, HA PERMITIDO UN AUMENTO DEL RENDIMIENTO A LO LARGO DE LOS AÑOS, PERO TAMBIEN HA CONLLEVADO PROBLEMAS AMBIENTALES ASOCIADOS. PARA HACER FRENTE A ESTA SITUACION, EXISTE UN CRECIENTE INTERES EN DESARROLLAR SISTEMAS DE CULTIVO QUE PERMITAN MANTENER O, INCLUSO, INCREMENTAR LOS RENDIMIENTOS DE MANERA SOSTENIBLE FAVORECIENDO LA CONSERVACION DE LOS RECURSOS. LA DIVERSIFICACION DE CULTIVOS, JUNTO CON EL USO DE PRACTICAS DE MANEJO ADECUADAS, PUEDE SER UNA OPCION INTERESANTE PARA ALCANZAR ESTOS OBJETIVOS, ESPECIALMENTE EN AMBIENTES MEDITERRANEOS EN LOS QUE LA ESCASEZ DE AGUA, LOS BAJOS NIVELES DE MATERIA ORGANICA Y LA SUSCEPTIBILIDAD A LA DEGRADACION DE SUELO SON FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCION AGRARIA. LA DIVERSIFICACION MEDIANTE EL USO DE ROTACIONES DE CULTIVO, DOBLE CULTIVOS O CULTIVOS CUBIERTA PUEDE TENER UN IMPORTANTE IMPACTO NO SOLO EN LA PRODUCTIVIDAD DE LOS SISTEMAS SINO TAMBIEN EN LA CONSERVACION Y EFICIENCIA EN EL USO DEL AGUA, EN LA DINAMICA DEL NITROGENO Y DEL CARBONO (C) DEL SUELO Y EN LA MITIGACION DEL CAMBIO CLIMATICO. POR TANTO, EL PRESENTE PROYECTO SE CENTRARA EN EL ESTUDIO DEL IMPACTO DE LA DIVERSIFICACION DE CULTIVOS EN: (I) EL RENDIMIENTO Y CALIDAD DE LOS CULTIVOS; (II) LAS EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI); (III) LA EFICIENCIA EN EL USO DEL AGUA Y DEL N; (IV) LA DINAMICA DEL C ORGANICO DEL SUELO Y SU RELACION CON LA ESTRUCTURA DEL SUELO; Y (V) LA HUELLA DE C DEL SISTEMA DE CULTIVO. EL PROYECTO, QUE INVOLUCRARA A INVESTIGADORES DE OCHO CENTROS DE INVESTIGACION REPARTIDOS EN TRES SUBPROYECTOS, PLANTEA ESTABLECER SEIS CAMPOS EXPERIMENTALES, CINCO EN REGADIO Y UNO EN SECANO, EN DOS IMPORTANTES ZONAS AGRICOLAS EXTENSIVAS DE ESPAÑA (EL VALLE DEL EBRO Y EL VALLE DEL GUADALQUIVIR). EN ESTOS CAMPOS EXPERIMENTALES Y DURANTE TRES CAMPAÑAS SE EVALUARAN DIVERSAS VARIABLES RELACIONADAS CON LA PRODUCTIVIDAD Y SOSTENIBILIDAD, TALES COMO: LA RESPUESTA PRODUCTIVA Y CALIDAD DE LOS CULTIVOS, LAS EMISIONES DE CO2, CH4 Y N2O DEL SUELO, LAS PERDIDAS DE N POR LAVADO, LA FIJACION DE N ATMOSFERICO POR LAS LEGUMINOSAS, LA TASA DE SECUESTRO DE C ORGANICO, EL ESTADO ESTRUCTURAL DEL SUELO Y LAS TASAS DE DESCOMPOSICION DE LOS RESTOS VEGETALES. A SU VEZ, EL PROYECTO PLANTEA UN ULTIMO OBJETIVO EN EL QUE SE PARAMETRIZARAN Y EVALUARAN LOS MODELOS DAYCENT Y STICS PARA LAS CONDICIONES DE LAS ZONAS DE ESTUDIO CON EL FIN DE ESTIMAR EL POTENCIAL DE CALENTAMIENTO GLOBAL Y LA HUELLA DE C DE LOS SISTEMAS DE CULTIVO. ESTA PROPUESTA PRESENTA LOS SIGUIENTES ASPECTOS INNOVADORES: (I) EL ESTUDIO DE LA DIVERSIFICACION DE CULTIVOS EN CONDICIONES MEDITERRANEAS DE SECANO Y REGADIO; (II) LA CUANTIFICACION DE LAS EMISIONES DE GEI A ESCALA DE ROTACION; (III) LA CUANTIFICACION DE LA FIJACION DE N POR LAS LEGUMINOSAS EN CONDICIONES DE REGADIO; Y (IV) LA INTEGRACION DE LA DIVERSIFICACION CON PRACTICAS AGRICOLAS TAN IMPORTANTES COMO LA FERTILIZACION Y EL MANEJO DEL SUELO EN CONDICIONES MEDITERRANEAS, DANDO TODO ELLO AL PROYECTO UN ENFOQUE HOLISTICO A NIVEL DE SISTEMA DE CULTIVO. LOS RESULTADOS DEL PROYECTO CONTRIBUIRAN A ESTABLECER SISTEMAS DE CULTIVO QUE, ADAPTADOS A LAS CONDICIONES MEDITERRANEAS Y EN UN CONTEXTO DE INTENSIFICACION SOSTENIBLE, PERMITIRAN ALCANZAR UNA PRODUCTIVIDAD ADECUADA Y UNA MEJOR CONSERVACION DE LOS RECURSOS SUELO, AGUA Y AIRE. (Spanish)

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DURING THE LAST YEARS AGRICULTURAL SYSTEMS HAVE EXPERIENCED A TREND TO THE SPECIALIZATION LEADING TO A DECLINE IN CROP DIVERSITY. THIS PROCESS, HIGHLY DEPENDENT ON EXTERNAL INPUTS, HAS ALLOWED A YIELD INCREASE BUT HAS ALSO LED TO ENVIRONMENTAL PROBLEMS. THERE IS A GROWING INTEREST TO COPE WITH THIS SITUATION THROUGH THE DEVELOPMENT OF CROPPING SYSTEMS WHICH CAN MAINTAIN OR EVEN INCREASE YIELDS IN A SUSTAINABLE WAY WHILE FAVORING THE CONSERVATION OF NATURAL RESOURCES. IN THIS REGARD, CROP DIVERSIFICATION TOGETHER WITH ADEQUATE MANAGEMENT PRACTICES CAN BE AN INTERESTING OPTION IN ORDER TO ACCOMPLISH THOSE OBJECTIVES, MAINLY IN MEDITERRANEAN ENVIRONMENTS WHERE WATER SCARCITY, LOW SOIL ORGANIC MATTER LEVELS, AND SUSCEPTIBILITY TO SOIL DEGRADATION ARE LIMITING FACTORS FOR AGRICULTURAL PRODUCTION. CROP DIVERSIFICATION WITH THE USE OF CROP ROTATIONS, DOUBLE CROPPING OR COVER CROPS CAN HAVE AN IMPORTANT IMPACT NOT ONLY ON SYSTEMS PRODUCTIVITY BUT ALSO ON WATER CONSERVATION AND WATER USE EFFICIENCY, SOIL NITROGEN AND CARBON (C) DYNAMICS, AND CLIMATE CHANGE MITIGATION. THEREFORE, THIS PROJECT WILL FOCUS ON THE STUDY OF THE IMPACT OF CROP DIVERSIFICATION ON: (I) CROP YIELD AND QUALITY; (II) GREENHOUSE GAS (GHG) EMISSIONS; (III) WATER AND NITROGEN USE EFFICIENCIES; (IV) SOIL ORGANIC C DYNAMICS AND ITS RELATIONSHIP WITH SOIL STRUCTURE; AND (V) C FOOTPRINT OF THE CROPPING SYSTEMS. THE PROJECT, WHICH WILL INVOLVE RESEARCHERS OF EIGHT RESEARCH CENTERS DISTRIBUTED IN THREE SUBPROJECTS, CONTEMPLATES THE ESTABLISHMENT OF SIX FIELD EXPERIMENTS, FIVE UNDER IRRIGATION AND ONE UNDER RAINFED CONDITIONS, IN TWO IMPORTANT AGRICULTURAL CROP FIELD AREAS OF SPAIN (THE EBRO AND GUADALQUIVIR VALLEYS). DURING THREE CROPPING SEASONS, DIFFERENT ASPECTS WILL BE EVALUATED IN THESE FIELD EXPERIMENTS SUCH AS: CROP GROWTH, PRODUCTIVE RESPONSE AND QUALITY, SOIL CO2, CH4 AND N2O EMISSIONS, SOIL N LOSSES AS LEACHING, ATMOSPHERIC N FIXATION BY LEGUMES, SOIL ORGANIC C SEQUESTRATION RATE, SOIL STRUCTURE, AND CROP RESIDUE DECOMPOSITION RATES. IN TURN, THE PROJECT CONSIDERS A LAST OBJECTIVE IN WHICH THE DAYCENT AND STICS MODELS WILL BE PARAMETERIZED FOR THE CONDITIONS OF THE STUDY AREAS IN ORDER TO ESTIMATE THE GLOBAL WARMING POTENTIAL AND C FOOTPRINT OF THE CROPPING SYSTEMS TO BE STUDIED. THIS PROPOSAL PRESENTS THE FOLLOWING INNOVATIVE ASPECTS: (I) THE STUDY OF CROP DIVERSIFICATION UNDER IRRIGATED AND RAINFED MEDITERRANEAN CONDITIONS; (II) THE QUANTIFICATION OF GHG EMISSIONS AT THE CROP ROTATION SCALE; (III) THE QUANTIFICATION OF N FIXATION BY LEGUMES UNDER IRRIGATED CONDITIONS; AND (IV) THE INTEGRATION OF CROP DIVERSIFICATION WITH IMPORTANT AGRICULTURAL PRACTICES SUCH AS FERTILIZATION AND SOIL MANAGEMENT UNDER MEDITERRANEAN CONDITIONS, THUS PROVIDING A HOLISTIC APPROACH AT THE PROJECT, AT THE CROPPING SYSTEMS LEVEL. THE RESULTS OBTAINED IN THIS PROJECT WILL CONTRIBUTE TO THE ESTABLISHMENT OF CROPPING SYSTEMS ADAPTED TO THE MEDITERRANEAN CONDITIONS, WITHIN THE FRAMEWORK OF SUSTAINABLE INTENSIFICATION, TO ATTAIN AN ADEQUATE PRODUCTIVITY AND THE CONSERVATION OF SOIL, WATER AND AIR RESOURCES. (English)

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AU COURS DES DERNIÈRES ANNÉES, LES SYSTÈMES AGRICOLES ONT CONNU UNE TENDANCE À LA SPÉCIALISATION ENTRAÎNANT UNE PERTE DE DIVERSITÉ DANS LES CULTURES. CE PROCESSUS, FORTEMENT DÉPENDANT DES APPORTS EXTÉRIEURS, A PERMIS UNE AUGMENTATION DES PERFORMANCES AU FIL DES ANS, MAIS A ÉGALEMENT ENTRAÎNÉ DES PROBLÈMES ENVIRONNEMENTAUX CONNEXES. POUR FAIRE FACE À CETTE SITUATION, IL Y A UN INTÉRÊT CROISSANT POUR LE DÉVELOPPEMENT DE SYSTÈMES AGRICOLES QUI PERMETTENT DE MAINTENIR OU MÊME D’AUGMENTER LES RENDEMENTS DE MANIÈRE DURABLE, FAVORISANT LA CONSERVATION DES RESSOURCES. LA DIVERSIFICATION DES CULTURES, CONJUGUÉE À L’UTILISATION DE PRATIQUES DE GESTION APPROPRIÉES, PEUT ÊTRE UNE OPTION INTÉRESSANTE POUR ATTEINDRE CES OBJECTIFS, EN PARTICULIER DANS LES ENVIRONNEMENTS MÉDITERRANÉENS OÙ LA RARETÉ DE L’EAU, LA FAIBLE TENEUR EN MATIÈRE ORGANIQUE ET LA VULNÉRABILITÉ À LA DÉGRADATION DES SOLS SONT DES FACTEURS LIMITATIFS DE LA PRODUCTION AGRICOLE. LA DIVERSIFICATION PAR L’UTILISATION DE ROTATIONS DE CULTURES, DE CULTURES DOUBLES OU DE CULTURES COUVERTES PEUT AVOIR UN IMPACT IMPORTANT NON SEULEMENT SUR LA PRODUCTIVITÉ DU SYSTÈME, MAIS AUSSI SUR LA CONSERVATION ET L’EFFICACITÉ DE L’UTILISATION DE L’EAU, SUR LA DYNAMIQUE DE L’AZOTE ET DU CARBONE (C) DES SOLS ET SUR L’ATTÉNUATION DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES. PAR CONSÉQUENT, CE PROJET SERA AXÉ SUR L’ÉTUDE DE L’IMPACT DE LA DIVERSIFICATION DES CULTURES SUR: I) LE RENDEMENT ET LA QUALITÉ DES CULTURES; II) LES ÉMISSIONS DE GAZ À EFFET DE SERRE; III) L’EFFICACITÉ DE L’UTILISATION DE L’EAU ET DE L’AZOTE; IV) LA DYNAMIQUE DU SOL ORGANIQUE C ET SA RELATION AVEC LA STRUCTURE DU SOL; ET (V) L’EMPREINTE C DU SYSTÈME DE CROISSANCE. LE PROJET, QUI A RÉUNI DES CHERCHEURS DE HUIT CENTRES DE RECHERCHE RÉPARTIS SUR TROIS SOUS-PROJETS, PROPOSE D’ÉTABLIR SIX CHAMPS EXPÉRIMENTAUX, CINQ EN IRRIGATION ET UN EN TERRES SÈCHES, DANS DEUX GRANDES ZONES AGRICOLES IMPORTANTES D’ESPAGNE (LA VALLÉE DE L’EBRE ET LA VALLÉE DU GUADALQUIVIR). DANS CES DOMAINES EXPÉRIMENTAUX ET AU COURS DE TROIS CAMPAGNES, DIVERSES VARIABLES LIÉES À LA PRODUCTIVITÉ ET À LA DURABILITÉ SERONT ÉVALUÉES, TELLES QUE: LA RÉPONSE PRODUCTIVE ET LA QUALITÉ DES CULTURES, LES ÉMISSIONS DE CO2, DE CH4 ET DE N2O DU SOL, LA PERTE D’AZOTE PAR LAVAGE, LA FIXATION ATMOSPHÉRIQUE PAR LES LÉGUMINEUSES, LE TAUX DE SÉQUESTRATION DU C ORGANIQUE, L’ÉTAT STRUCTUREL DU SOL ET LES TAUX DE DÉCOMPOSITION DES PLANTES RESTENT. À SON TOUR, LE PROJET FIXE UN OBJECTIF FINAL DANS LEQUEL LES MODÈLES DAYCENT ET STICS POUR LES CONDITIONS DES ZONES D’ÉTUDE SONT PARAMÉTRÉS ET ÉVALUÉS AFIN D’ESTIMER LE POTENTIEL DE RÉCHAUFFEMENT PLANÉTAIRE ET L’EMPREINTE CARBONE DES SYSTÈMES DE CULTURE. LA PRÉSENTE PROPOSITION PRÉSENTE LES ASPECTS NOVATEURS SUIVANTS: A) I) L’ÉTUDE DE LA DIVERSIFICATION DES CULTURES DANS LES CONDITIONS MÉDITERRANÉENNES DE PLUIE ET D’IRRIGATION; II) LA QUANTIFICATION DES ÉMISSIONS DE GES À L’ÉCHELLE DE ROTATION; III) LA QUANTIFICATION DE LA FIXATION DE L’AZOTE PAR LES LÉGUMINEUSES DANS DES CONDITIONS REGADIUM; ET (IV) L’INTÉGRATION DE LA DIVERSIFICATION AVEC LES PRATIQUES AGRICOLES AUSSI IMPORTANTES QUE LA FERTILISATION ET LA GESTION DES SOLS DANS LES CONDITIONS MÉDITERRANÉENNES, DONNANT AINSI AU PROJET UNE APPROCHE GLOBALE AU NIVEAU DU SYSTÈME DE CULTURE. LES RÉSULTATS DU PROJET CONTRIBUERONT À LA MISE EN PLACE DE SYSTÈMES AGRICOLES QUI, ADAPTÉS AUX CONDITIONS MÉDITERRANÉENNES ET DANS UN CONTEXTE D’INTENSIFICATION DURABLE, PERMETTRONT D’ATTEINDRE UNE PRODUCTIVITÉ ADÉQUATE ET UNE MEILLEURE CONSERVATION DES SOLS, DE L’EAU ET DE L’AIR. (French)

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2 December 2021

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IN DEN LETZTEN JAHREN HABEN DIE LANDWIRTSCHAFTLICHEN SYSTEME EINE TENDENZ ZUR SPEZIALISIERUNG ERLEBT, WAS ZU EINEM VERLUST AN VIELFALT BEI DEN KULTUREN FÜHRTE. DIESER PROZESS, DER IN HOHEM MASSE VON EXTERNEN INPUTS ABHÄNGIG IST, HAT IM LAUFE DER JAHRE EINE LEISTUNGSSTEIGERUNG ERMÖGLICHT, HAT ABER AUCH ZU DAMIT VERBUNDENEN UMWELTPROBLEMEN GEFÜHRT. UM DIESER SITUATION GERECHT ZU WERDEN, BESTEHT EIN WACHSENDES INTERESSE AN DER ENTWICKLUNG LANDWIRTSCHAFTLICHER SYSTEME, DIE EINE NACHHALTIGE ERHALTUNG ODER SOGAR ERHÖHUNG DER ERTRÄGE ERMÖGLICHEN UND DIE ERHALTUNG DER RESSOURCEN BEGÜNSTIGEN. DIE DIVERSIFIZIERUNG DER KULTUREN UND DIE ANWENDUNG GEEIGNETER BEWIRTSCHAFTUNGSMETHODEN KÖNNEN EINE INTERESSANTE OPTION SEIN, UM DIESE ZIELE ZU ERREICHEN, INSBESONDERE IN MEDITERRANEN UMGEBUNGEN, IN DENEN WASSERKNAPPHEIT, GERINGE GEHALTE AN ORGANISCHEN STOFFEN UND ANFÄLLIGKEIT FÜR DIE BODENVERSCHLECHTERUNG BEGRENZENDE FAKTOREN IN DER LANDWIRTSCHAFTLICHEN PRODUKTION SIND. DIE DIVERSIFIZIERUNG DURCH DEN EINSATZ VON FRUCHTWECHSELN, DOPPELKULTUREN ODER GEDECKTEN KULTUREN KANN SICH NICHT NUR AUF DIE SYSTEMPRODUKTIVITÄT, SONDERN AUCH AUF DIE ERHALTUNG UND EFFIZIENZ DER WASSERNUTZUNG, AUF DIE STICKSTOFF- UND KOHLENSTOFFDYNAMIK DES BODENS UND AUF DIE EINDÄMMUNG DES KLIMAWANDELS AUSWIRKEN. DAHER KONZENTRIERT SICH DIESES PROJEKT AUF DIE UNTERSUCHUNG DER AUSWIRKUNGEN DER ANBAUDIVERSIFIZIERUNG AUF: (I) ERNTEERTRAG UND -QUALITÄT; (II) TREIBHAUSGASEMISSIONEN; (III) WASSER- UND N-VERWENDUNGSEFFIZIENZ; IV) DIE DYNAMIK DES ORGANISCHEN BODENS C UND SEINE BEZIEHUNG ZUR BODENSTRUKTUR; UND V) DER C-FUSSABDRUCK DES WACHSENDEN SYSTEMS. DAS PROJEKT, AN DEM FORSCHER VON ACHT FORSCHUNGSZENTREN BETEILIGT WAREN, DIE SICH ÜBER DREI TEILPROJEKTE ERSTRECKTEN, SCHLÄGT VOR, SECHS VERSUCHSFELDER, FÜNF IN DER BEWÄSSERUNG UND EINS IM TROCKENLAND, IN ZWEI WICHTIGEN AUSGEDEHNTEN LANDWIRTSCHAFTLICHEN GEBIETEN SPANIENS (EBRO-TAL UND GUADALQUIVIR-TAL) ZU ETABLIEREN. IN DIESEN VERSUCHSFELDERN UND IN DREI KAMPAGNEN WERDEN VERSCHIEDENE VARIABLEN IM ZUSAMMENHANG MIT PRODUKTIVITÄT UND NACHHALTIGKEIT BEWERTET, WIE Z. B.: DIE PRODUKTIVE REAKTION UND QUALITÄT DER KULTUREN, CO2, CH4 UND N2O-EMISSIONEN AUS DEM BODEN, VERLUST VON N DURCH WASCHEN, N ATMOSPHÄRISCHE FIXIERUNG DURCH LEGUMINOSEN, DIE RATE DER SEQUESTRATION VON ORGANISCHEM C, DER STRUKTURELLE ZUSTAND DES BODENS UND DIE ABBAURATEN VON PFLANZENRESTEN. DAS PROJEKT WIEDERUM LEGT EIN ENDZIEL FEST, IN DEM DIE DAYCENT- UND STICS-MODELLE FÜR DIE BEDINGUNGEN DER STUDIENGEBIETE PARAMETRIERT UND AUSGEWERTET WERDEN, UM DAS GLOBALE ERWÄRMUNGSPOTENZIAL UND DEN C-FUSSABDRUCK DER PFLANZENSYSTEME ABZUSCHÄTZEN. DIESER VORSCHLAG ENTHÄLT FOLGENDE INNOVATIVE ASPEKTE: I) DIE STUDIE ÜBER DIE DIVERSIFIZIERUNG DER KULTUREN UNTER MEDITERRANEN BEDINGUNGEN BEI REGEN- UND BEWÄSSERUNGSBEDINGUNGEN; II) DIE QUANTIFIZIERUNG DER THG-EMISSIONEN IM ROTATIONSMASSSTAB; III) DIE QUANTIFIZIERUNG DER N-BEFESTIGUNG DURCH LEGUMINOSEN UNTER REGADIUM-BEDINGUNGEN; UND (IV) DIE INTEGRATION DER DIVERSIFIZIERUNG MIT LANDWIRTSCHAFTLICHEN PRAKTIKEN, DIE SO WICHTIG SIND WIE DÜNGUNG UND BODENBEWIRTSCHAFTUNG UNTER MEDITERRANEN BEDINGUNGEN, WODURCH DEM PROJEKT EIN GANZHEITLICHER ANSATZ AUF DER EBENE DES ANBAUSYSTEMS GEGEBEN WIRD. DIE ERGEBNISSE DES PROJEKTS WERDEN ZUR SCHAFFUNG VON LANDWIRTSCHAFTLICHEN SYSTEMEN BEITRAGEN, DIE IM EINKLANG MIT DEN MITTELMEERBEDINGUNGEN UND IM RAHMEN EINER NACHHALTIGEN INTENSIVIERUNG EINE ANGEMESSENE PRODUKTIVITÄT UND EINE BESSERE ERHALTUNG DER BODEN-, WASSER- UND LUFTRESSOURCEN ERREICHEN WERDEN. (German)

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9 December 2021

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Lleida

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Spanish Kohesio ID

AGL2017-84529-C3-3-R

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DIVERSIFICATION OF CROPS FOR THE SUSTAINABILITY OF MEDITERRANEAN AGROSYSTEMS (Q3143829)

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