Воздушный посев

Воздушный посев – это метод посева семян путем их распыления с помощью воздушных механических средств, таких как дрон , самолет или вертолет . Когда целью является восстановление лесов , это называется воздушным лесовосстановлением .

Воздушный посев считается разбросным способом посева. ^[1] Его часто используют для разбрасывания различных трав и бобовых на большие площади земель, нуждающихся в растительном покрове после пожаров. ^[2] Крупные лесные пожары могут уничтожить большие площади растительной жизни, что приведет к опасности эрозии . ^[2] Воздушный посев может быстро и эффективно снизить опасность эрозии и подавить рост инвазивных видов растений. Воздушный посев является альтернативой другим методам посева там, где местность очень каменистая, находится на большой высоте или по другим причинам недоступна. ^[3] Проблемы с прямым распространением включают прорастание , вредителей и хищничество семян грызунами или другими дикими животными. Пересадка рассады из питомника растений в поле – более эффективный прием посева. Воздушный посев дает низкую урожайность, и для достижения тех же результатов требуется на 25–50% больше семян, чем сеялкой. ^[4]

Аэропосев также часто используется для посадки покровных культур . Некоторыми растениями, часто высеваемыми этим методом, являются многолетняя рожь (тимофеевка красная, овсяница красная, красная верхушка, мятлик), суданская трава, соевые бобы, гречиха, вика волосатая, кукуруза, рожь зерновая, озимая пшеница, овес, клевер мамонтовый или средний красный, сладкий клевер, клевер берский и клевер малиновый (Тимофеевка). ^[4]

История

По данным Национальной ассоциации сельскохозяйственной авиации, родиной воздушного посева в Америке стал штат Огайо в 1921 году. Лейтенант Джон А. Макриди, пилот армии США, использовал модифицированный Curtis JN-6, чтобы опудрить поле катапловых деревьев арсенатом, чтобы убить личинки сфинксовой моли. ^[5] Раннее опыление посевов привело к воздушному посеву.

Воздушное лесовосстановление, разновидность воздушного посева, специально предназначенная для заселения лесных угодий после какого-либо стихийного бедствия, использовалось еще в 1930-х годах. Самолеты использовались для засева горных территорий в Гонолулу, которые после лесных пожаров оказались недоступны традиционными методами. ^[6] Эти эксперименты оказались в основном безуспешными из-за плохого распространения семян: семена не смогли получить достаточно кинетической энергии, чтобы попасть в почву, и в результате подверглись массовому уничтожению. Это, в свою очередь, привело к нашествию грызунов на Гавайях. ^[7]^[8]

К 1946 году в Орегоне с помощью воздушного посева было засеяно более 500 акров пихты Дугласа и кедра Порт-Орфорда, а также 100 акров лугов и других деревьев, сгоревших в огне. В 1947 году корпорация Crown Zellerbach засеяла более 1000 акров земли в Орегоне. ^[9]

Излишки самолетов времен Второй мировой войны первоначально использовались для посева с воздуха, при этом часто использовался биплан Stearman с открытой кабиной. Поскольку многие ветераны прошли обучение управлению этими самолетами, это открыло для многих людей путь к развитию бизнеса в области авиационных применений. Сегодня профессионалы используют самолеты с турбовинтовыми двигателями, а для большей точности навигация осуществляется с помощью GPS. ^[9]

Использование семенных шариков

В 1987 году Линн Гаррисон предложила создать Гаитянский проект воздушного восстановления лесов (HARP), в рамках которого тонны семян будут разбрасываться со специально модифицированных самолетов. Семена будут заключены в абсорбирующий материал. Это покрытие будет содержать удобрения , инсектициды / средства от животных и, возможно, несколько семян овощей. На Гаити наблюдается бимодальный сезон дождей , с осадками весной и осенью. Семена можно было увлажнить за несколько дней до падения, чтобы они начали прорастать. Проект так и не был реализован.

В 2016 году шарики с семенами экспериментально использовались при воздушном посеве в Кении. ^[10]^[11] Это была попытка повысить урожайность стандартного воздушного посева. Использование семенных шариков вместо простых семян при воздушном лесовосстановлении в Кении, похоже, дало желаемые результаты. ^[12] По состоянию на ноябрь 2021 года компания Seedballs Kenya (сотрудничество между Chardust Ltd и Cookwell Jikos) продала и контролировала распространение более 16 миллионов семенных шариков. ^[13] Однако вполне вероятно, что большинство этих семенных шариков вносятся традиционно, а не посредством воздушного посева, и нет опубликованных данных, подтверждающих преимущества использования семенных шариков посредством воздушного посева.

Самая последняя попытка бомбардировки семенами была предпринята компанией DroneSeed, которая открылась в 2019 году. Они утверждают, что разработали запатентованную бомбу из семян, которая способна удержать животных от поедания семян, а также, используя смесь разных семян в одном и том же продукте. бомба, чтобы максимизировать урожайность операций по посадке деревьев . ^[14] Учитывая, что компания специализируется на оказании помощи при стихийных бедствиях, они считают, что дротики для саженцев не являются эффективным решением, поскольку «поставщики питомников не имеют возможности восстановить леса после крупных лесных пожаров, особенно повторяющихся пожаров». ^[14]

Саженцы

В рамках проекта конца 1990-х годов вместо семян планировалось высадить саженцы. ^[15] Саженцы будут заключены в прочные и биоразлагаемые контейнеры, которые будут работать как снаряды и пробивать землю на высокой скорости. Это, вероятно, гарантирует более высокий урожай по сравнению с простым воздушным посевом или даже бомбардировкой семян. Этот проект разрабатывался в 1999 году компанией Aerial Reforestation Inc в Ньютоне, штат Массачусетс , на основе оригинальной идеи пилота Джека Уолтерса. ^[16] Компания планировала использовать военно-транспортный самолет С-130, традиционно используемый для разминирования на полях боевых действий. ^[15] По состоянию на 2019 год компания, похоже, больше не работает. ^[17] Другие исследователи все еще изучают потенциал этих «воздушных стрел для саженцев», улучшая их аэродинамику для достижения лучшего проникновения в почву и, следовательно, более высоких урожаев лесовосстановления. ^[7] Необходимы дополнительные исследования, чтобы точно оценить их эффективность по сравнению с другими методами лесовосстановления.

Преимущества

Воздушный посев имеет ряд преимуществ: ^[18]

Он обеспечивает наиболее эффективное покрытие большой площади за минимальное время.
Это облегчает посев на участках, которые в противном случае было бы невозможно засеять традиционными методами, например, на землях, до которых слишком трудно добраться без самолетов, или на слишком влажных почвенных условиях.
Его можно использовать, когда существующие культуры уже посажены. Это важно при проживании на территории, где между сбором урожая и окончанием вегетационного периода есть небольшой промежуток времени, поскольку посев покровных культур после сбора урожая может привести к ухудшению формирования насаждений из-за низких температур или влажности.

Почвенные условия

Влажность почвы играет большую роль в успехе воздушного посева. Адекватная влажность почвы для прорастания и укоренения семян требует, чтобы верхние 0,5–1 дюйм были влажными. Эти условия должны быть во время посева или в течение 10 дней после посева. Если в это время отсутствует необходимая влажность почвы, семена могут стать объектом нападения насекомых и других животных. Наряду с влажностью почвы, состояние поверхности также играет ключевую роль в успехе воздушного посева и укоренении семян. ^[18]

Лучшими условиями поверхности почвы являются влажные и рыхлые. Рыхлая и шероховатая поверхность почвы с трещинами или остаточным слоем также очень способствует прорастанию семян. Эти условия позволяют семенам лучше контактировать с влажной почвой, одновременно позволяя семенам прижиться в земле. Другим важным фактором, помимо состояния поверхности почвы, является время проведения воздушного посева и нормы высева. ^[18]

Сроки и нормы высева

При воздушном посеве покровных культур их необходимо сеять как минимум за 7–10 дней до посева покровных культур. Причина этого в том, что воздушный метод посева медленнее, чем посевной. Нормы высева для большинства растений должны быть на 25–50 % выше при воздушном посеве по сравнению с другими более традиционными методами, такими как посев. Эти более высокие нормы высева необходимы для достижения такой же урожайности, как и при других методах. Главным образом это связано с тем, что при воздушном посеве семена зачастую могут дольше находиться на поверхности почвы, что делает семена более восприимчивыми к хищничеству со стороны птиц, насекомых и других животных. ^[18]

Вертолет против самолета

Было много споров о том, какой тип самолета лучше для воздушного посева. Есть некоторые свидетельства того, что вертолеты могут лучше всего справляться с посевом на уже засаженных полях. Это происходит потому, что ветер от лопастей вертолета заставляет купол уже укоренившегося урожая трястись и раскрываться. Это позволяет большему количеству семян попасть в почву ниже. Еще одним преимуществом вертолетов является то, что они более маневренны и могут обрабатывать поля неправильной формы, в то время как самолету с такими полями сложнее. Настоящее преимущество самолета в том, что он быстрее вертолета и способен нести гораздо более тяжелый груз. Это позволяет самолету завершить работу намного быстрее, что означает меньше денег, потраченных в воздухе. ^[18]

Методы развертывания

Для использования покровных культур Министерство сельского хозяйства США по-прежнему рекомендует использовать прямую разбрасывание семян без упаковки в шарики. ^[4]

Лесовосстановление

Сбрасывание шариков с семенами с самолетов, опрыскивающих посевы, является наиболее распространенным методом, который практикуется компанией Farmland Aviation, Кения, одной из немногих компаний, работающих в этой области. Они утверждают, что могут разбрасывать до шести тонн семян деревьев в час на десятки тысяч акров.

До 2017 года дроны не использовались при воздушном посеве. Недорогие БПЛА не обладают грузоподъемностью, а дальность действия ограничивает их возможности для большинства применений с воздушным посевом. Однако дрон, разработанный компаниями Parrot SA и BioCarbon Engineering, решил эту проблему. Он способен сбрасывать 100 000 капсул в день. ^[19]^[20]

Развертывание с помощью параплана тестируется в Кении. ^{[ когда? ]} и обещает высокие темпы лесовосстановления из-за низкой стоимости, низкой скорости и высоты, даже если скорость распыления семян, вероятно, будет намного медленнее, чем скорость развертывания более крупными самолетами.

Осуществимость и слабые стороны

Несмотря на низкую урожайность, в последнее время возрос интерес к воздушному посеву в связи с поиском быстрой системы восстановления лесов и борьбы с глобальным потеплением . Преимущество использования самолета/вертолета заключается в возможности быстро засеять большие площади, даже отдаленные, которые в противном случае было бы непрактично использовать при активном лесовосстановлении.

Поэтому воздушный посев лучше всего подходит для участков, удаленность, труднодоступность или редкое население которых затрудняют посадку рассады. Это особенно подходит для «защитных лесов», поскольку вертолеты или самолеты могут легко разбрасывать семена по крутым склонам, отдаленным водоразделам и изолированным засушливым территориям. Кажется, он также хорошо подходит для использования в районах, где может возникнуть нехватка квалифицированных рабочих, руководителей и средств на восстановление лесов. Он может помочь увеличить производство древесных культур на корм, продукты питания и мед, а также древесины для топлива, столбов, пиломатериалов, древесного угля и целлюлозы.

Семенные шары и воздушное лесовосстановление очень чувствительны к условиям окружающей среды. В некоторых случаях размещение семян может быть нецелесообразным, поскольку участок может потребовать подготовки или сезон может быть неподходящим. Для успешного прорастания семена обычно должны упасть непосредственно на минеральную почву, а не на укоренившуюся растительность или неразложившееся органическое вещество. Если органические вещества скопились в больших количествах, участок обычно следует сжечь, прорыхлить или обрезать дисками. Часто достаточно нарушения почвы, оставшегося после рубки леса. Пересеченная местность более подходит для разбросного посева, но урожайность обычно низкая даже в самых лучших условиях.

На некоторых участках может потребоваться подготовка грунта. Подготовка участка и посев должны быть хорошо скоординированы, чтобы соответствовать биологическим требованиям быстрого прорастания семян и их выживания. На засушливых участках, возможно, придется сделать специальные гребни или диски, чтобы оптимизировать количество осадков, попадающих на семена. Чрезмерно влажные участки могут нуждаться в создании гребней или осушении.

Степень уклона поля не имеет решающего значения, пока семена находят восприимчивое семенное ложе. Крутые водоразделы, эродирующие горные склоны, голые склоны холмов и отвалы со скудной растительностью часто подходят для воздушного посева (однако на некоторых крутых склонах с гладкой голой почвой дождь может слишком легко смыть семена, что не позволит успешному посеву).

Наиболее нуждаются в лесовосстановлении засушливые земли и саванны (например, там, где годовое количество осадков составляет менее 800 мм). Это регионы, где авиационный посев в принципе имеет исключительный потенциал. Они включают обширные участки неиспользуемой или плохо используемой земли с редким древесным покровом и не ограничивающиеся частными земельными владениями, поэтому они, как правило, доступны для самолетов. Местные деревья (такие как виды акации и других родов) в этих районах, как правило, хорошо приспособлены к выживанию в сложных полевых условиях. Эти породы предназначены не столько для древесины, сколько для дров, кормов, фруктов, жевательной резинки, борьбы с эрозией и других подобных целей.

Обязательным условием любого метода лесовосстановления является адаптация выбранных видов к температуре, продолжительности вегетационного периода, количеству осадков, влажности, фотопериоду и другим особенностям окружающей среды данной местности. В идеале, прежде чем приступить к воздушному посеву, следует создать пробные участки для проверки тех видов, которые с наибольшей вероятностью прорастут и будут успешно расти на выбранных участках. Даже если один вид обладает правильными характеристиками, может быть разумно протестировать семена различного происхождения, чтобы найти те, которые лучше всего подходят для данного участка.

Характеристики, которые делают конкретный вид более или менее подходящим для воздушного посева, включают:

размер семян
наличие семян
способность семян прорастать на поверхности почвы
Скорость всхожести и роста рассады
способность выдерживать перепады температур и длительные засушливые периоды ( ортодоксальные семена )
способность переносить почвенные условия
легкая толерантность
стабильность семян при хранении в больших количествах
пригодность семян для обработки механическими высевающими аппаратами,
скорость развития у сеянцев глубокого стержневого корня, позволяющая им противостоять неблагоприятным климатическим условиям в период после прорастания.

Виды с очень вкусными семенами имеют мало шансов на успех, поскольку дикие животные поедают семена до того, как они успевают прорасти, если только они не гранулированы. Кроме того, мелкие семена и легкие, пленчатые семена с большей вероятностью будут унесены ветром, поэтому их труднее нацелить во время падения. Однако мелкие семена попадают в расщелины и затем с большей вероятностью засыпаются почвой, что повышает их шансы на выживание. Воздушный посев лучше всего подходит для видов-пионеров, которые быстро прорастают на открытых участках, приспособлены к росту на голых или нарушенных участках и хорошо растут под прямыми солнечными лучами.

См. также

Сельскохозяйственный дрон

Ссылки

^ «Джефферс, Д.Л., и Бойерляйн, Дж. (2001). Воздушные и другие методы вещания посева пшеницы» (PDF) . osu.edu. Архивировано из оригинала (PDF) 3 августа 2003 г. Проверено 8 марта 2012 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Министерство внутренних дел США, Служба рыболовства и дикой природы США (без даты). Посев с воздуха» . fws.gov. Архивировано из оригинала 12 августа 2012 г. Проверено 8 марта 2012 г.
^ «Министерство внутренних дел США, Бюро землеустройства» . blm.gov. Архивировано из оригинала 26 ноября 2013 г. Проверено 8 марта 2012 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Министерство сельского хозяйства США, Воздушный посев покровных культур (PDF) , получено 28 августа 2019 г.
^ «История сельскохозяйственной авиации» . Agaviation.org. Архивировано из оригинала 14 марта 2012 г. Проверено 8 марта 2012 г.
^ Хортон, Дженнифер (22 июля 2008 г.). «Может ли военная стратегия выиграть войну с глобальным потеплением?» . Howstuffworks.com . Проверено 8 марта 2012 г.
^ Jump up to: ^а ^б Стюарт, Джек, Лекция о лесовосстановлении с помощью Aerial Darts, Университет Глазго, 2016 г. , заархивировано из оригинала 13 декабря 2021 г. , получено 28 августа 2019 г.
^ Химера, Чарльз (18 ноября 2009 г.), Может ли плохое распространение семян способствовать хищничеству завезенных грызунов в сухой лес на Гавайях? (PDF) , заархивировано из оригинала (PDF) 28 августа 2019 г. , получено 28 августа 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б Вествельд, Маринус. «Самолетный посев: новое предприятие в области лесовосстановления» . Фао.орг . Проверено 8 марта 2012 г.
^ Куксвелл Джикос (07 августа 2016 г.), Восстановление воздушных лесов в засушливых районах с использованием шариков биоугля (Seedballskenya.com) - Кения, август 2106 г. , заархивировано из оригинала 13 декабря 2021 г. , получено 25 марта 2018 г.
^ «Аэропосев деревьев для восстановления ландшафтных лесов в Восточной Африке» . Экспериментальный отдел лесного хозяйства Африки . 13 июня 2016 г. Архивировано из оригинала 14 сентября 2018 г. Проверено 28 августа 2019 г.
^ Кайру, Полина (09 декабря 2017 г.). «Встречайте отряд, бомбящий леса, чтобы вырастить больше деревьев» . Нация . Проверено 28 августа 2019 г.
^ Kinyanjui, Teddy, Throw and Grow Seedballs Kenya , заархивировано из оригинала 28 августа 2019 г. , получено 28 августа 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Официальный сайт DroneSeed» . 27.10.2019 . Проверено 27 октября 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б Хортон, Дженнифер (22 июля 2008 г.). «Может ли военная стратегия победить в войне с глобальным потеплением?» . Как все работает . Проверено 6 апреля 2012 г.
^ Браун, Пол (2 сентября 1999 г.). «Воздушная бомбардировка для восстановления лесов на земле» . Хранитель . Проверено 9 июня 2011 г.
^ «Взлёты и падения воздушного лесовосстановления» . 19 мая 2016 г. Проверено 28 августа 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Министерство сельского хозяйства США, Служба охраны природных ресурсов» . usda.gov . Проверено 8 марта 2012 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Стоун, Эрин (28 ноября 2017 г.). «Дроны опрыскивают семена деревьев с неба, чтобы бороться с вырубкой лесов» . Нэшнл Географик . Архивировано из оригинала 21 ноября 2019 года.
^ Кохилл, Патрик (27 июня 2017 г.). «Новый дрон планирует амбициозную миссию по посадке 100 000 деревьев в день» . Футуризм .

Внешние ссылки

Рыба и дикая природа США на воздушном посеве
Статья Университета штата Огайо о воздушном посеве пшеницы
«Бомбежка пустыни семенами». «Популярная механика» , октябрь 1947 г., с. 165–168, подробная статья об воздушном посеве после Второй мировой войны.

[autogenerated3-1] «Джефферс, Д.Л., и Бойерляйн, Дж. (2001). Воздушные и другие методы вещания посева пшеницы» (PDF) . osu.edu. Архивировано из оригинала (PDF) 3 августа 2003 г. Проверено 8 марта 2012 г.

[autogenerated2-2] Jump up to: ^а ^б «Министерство внутренних дел США, Служба рыболовства и дикой природы США (без даты). Посев с воздуха» . fws.gov. Архивировано из оригинала 12 августа 2012 г. Проверено 8 марта 2012 г.

[autogenerated4-3] «Министерство внутренних дел США, Бюро землеустройства» . blm.gov. Архивировано из оригинала 26 ноября 2013 г. Проверено 8 марта 2012 г.

[UsAgri-4] Jump up to: ^а ^б ^с Министерство сельского хозяйства США, Воздушный посев покровных культур (PDF) , получено 28 августа 2019 г.

[autogenerated7-5] «История сельскохозяйственной авиации» . Agaviation.org. Архивировано из оригинала 14 марта 2012 г. Проверено 8 марта 2012 г.

[autogenerated6-6] Хортон, Дженнифер (22 июля 2008 г.). «Может ли военная стратегия выиграть войну с глобальным потеплением?» . Howstuffworks.com . Проверено 8 марта 2012 г.

[dartslect-7] Jump up to: ^а ^б Стюарт, Джек, Лекция о лесовосстановлении с помощью Aerial Darts, Университет Глазго, 2016 г. , заархивировано из оригинала 13 декабря 2021 г. , получено 28 августа 2019 г.

[8] Химера, Чарльз (18 ноября 2009 г.), Может ли плохое распространение семян способствовать хищничеству завезенных грызунов в сухой лес на Гавайях? (PDF) , заархивировано из оригинала (PDF) 28 августа 2019 г. , получено 28 августа 2019 г.

[autogenerated5-9] Jump up to: ^а ^б Вествельд, Маринус. «Самолетный посев: новое предприятие в области лесовосстановления» . Фао.орг . Проверено 8 марта 2012 г.

[10] Куксвелл Джикос (07 августа 2016 г.), Восстановление воздушных лесов в засушливых районах с использованием шариков биоугля (Seedballskenya.com) - Кения, август 2106 г. , заархивировано из оригинала 13 декабря 2021 г. , получено 25 марта 2018 г.

[11] «Аэропосев деревьев для восстановления ландшафтных лесов в Восточной Африке» . Экспериментальный отдел лесного хозяйства Африки . 13 июня 2016 г. Архивировано из оригинала 14 сентября 2018 г. Проверено 28 августа 2019 г.

[12] Кайру, Полина (09 декабря 2017 г.). «Встречайте отряд, бомбящий леса, чтобы вырастить больше деревьев» . Нация . Проверено 28 августа 2019 г.

[13] Kinyanjui, Teddy, Throw and Grow Seedballs Kenya , заархивировано из оригинала 28 августа 2019 г. , получено 28 августа 2019 г.

[droneseed-14] Jump up to: ^а ^б «Официальный сайт DroneSeed» . 27.10.2019 . Проверено 27 октября 2019 г.

[howsw-15] Jump up to: ^а ^б Хортон, Дженнифер (22 июля 2008 г.). «Может ли военная стратегия победить в войне с глобальным потеплением?» . Как все работает . Проверено 6 апреля 2012 г.

[16] Браун, Пол (2 сентября 1999 г.). «Воздушная бомбардировка для восстановления лесов на земле» . Хранитель . Проверено 9 июня 2011 г.

[17] «Взлёты и падения воздушного лесовосстановления» . 19 мая 2016 г. Проверено 28 августа 2019 г.

[autogenerated1-18] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Министерство сельского хозяйства США, Служба охраны природных ресурсов» . usda.gov . Проверено 8 марта 2012 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[19] Стоун, Эрин (28 ноября 2017 г.). «Дроны опрыскивают семена деревьев с неба, чтобы бороться с вырубкой лесов» . Нэшнл Географик . Архивировано из оригинала 21 ноября 2019 года.

[20] Кохилл, Патрик (27 июня 2017 г.). «Новый дрон планирует амбициозную миссию по посадке 100 000 деревьев в день» . Футуризм .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]