Siembra aérea

La siembra aérea es una técnica de siembra de semillas mediante pulverización a través de medios mecánicos aéreos como un dron , un avión o un helicóptero . Cuando el objetivo es la reforestación , se denomina reforestación aérea .

La siembra aérea se considera un método de siembra al voleo. ^[1] A menudo se utiliza para esparcir diferentes pastos y legumbres en grandes áreas de tierra que necesitan cobertura vegetal después de los incendios. ^[2] Los grandes incendios forestales pueden destruir grandes áreas de vida vegetal, lo que genera riesgos de erosión . ^[2] La siembra aérea puede reducir de manera rápida y eficaz los riesgos de erosión y suprimir el crecimiento de especies vegetales invasoras. La siembra aérea es una alternativa a otros métodos de siembra cuando el terreno es extremadamente rocoso o se encuentra en elevaciones altas o es inaccesible de otra manera. ^[3] Los problemas con la siembra al voleo directo incluyen la germinación , las plagas y la depredación de semillas por parte de roedores u otros animales salvajes. Trasplantar plántulas de un vivero de plantas al campo es una técnica de siembra más eficaz. La siembra aérea tiene un rendimiento bajo y requiere entre un 25% y un 50% más de semillas que la siembra en taladro para lograr los mismos resultados. ^[4]

La siembra aérea también se utiliza a menudo para plantar cultivos de cobertura . Algunas plantas que suelen sembrarse con este método son el centeno perenne (fleo, festuca roja, hierba roja, pasto azul), pasto Sudán, soja, trigo sarraceno, veza vellosa, maíz, centeno cereal, trigo de invierno, avena, trébol rojo gigante o mediano, meliloto, trébol de Alejandría y trébol carmesí (fleo). ^[4]

Según la Asociación Nacional de Aviación Agrícola, la siembra aérea nació en Estados Unidos en Ohio en 1921. El teniente John A. Macready, piloto del ejército estadounidense, utilizó un Curtis JN-6 modificado para espolvorear un campo de árboles de catapla con arseniato para matar las larvas de la polilla esfinge. ^[5] Esta fumigación temprana de cultivos condujo a la siembra aérea.

La reforestación aérea, un tipo de siembra aérea, específicamente para repoblar tierras forestales después de algún tipo de desastre, se utilizó ya en la década de 1930. Se utilizaron aviones para sembrar áreas montañosas en Honolulu que eran inaccesibles a los métodos tradicionales después de los incendios forestales. ^[6] Estos experimentos fueron en gran medida infructuosos, debido a la mala dispersión de las semillas: las semillas no lograron obtener suficiente energía cinética para entrar en el suelo y, como resultado, fueron depredadas masivamente. Esto a su vez generó una plaga de roedores en Hawái. ^{[7] [8]}

En 1946, se estaba utilizando la siembra aérea en Oregón para sembrar más de 500 acres de abeto Douglas y cedro de Port Orford, así como 100 acres de pastizales y otros árboles quemados por el fuego. En 1947, la Crown Zellerbach Corporation sembró más de 1000 acres en Oregón. ^[9]

Los aviones sobrantes de la Segunda Guerra Mundial se utilizaron inicialmente para la siembra aérea, siendo el biplano Stearman de cabina abierta el que se utilizó con más frecuencia. Debido a que muchos veteranos fueron entrenados para volar estos aviones, esto abrió el camino para que muchas personas desarrollaran un negocio en torno a aplicaciones aéreas. Hoy en día, los profesionales utilizan aviones propulsados ​​por motores de turbohélice y son guiados por GPS para una mayor precisión. ^[9]

En 1987, Lynn Garrison propuso la creación de un Proyecto de Reforestación Aérea Haitiana (HARP), mediante el cual se esparcirían toneladas de semillas desde aeronaves especialmente modificadas. Las semillas se encapsularían en un material absorbente. Este recubrimiento contendría fertilizante , insecticida / repelente de animales y, tal vez, algunas semillas de hortalizas. Haití tiene una estación lluviosa bimodal , con precipitaciones en primavera y otoño. Las semillas podrían haberse humedecido unos días antes de la caída, para iniciar la germinación. El proyecto nunca se llevó a cabo.

En Kenia, en 2016, se utilizaron bolas de semillas de forma experimental en la siembra aérea . ^{[10] [11]} Este fue un intento de mejorar el rendimiento de la siembra aérea estándar. El uso de bolas de semillas, en lugar de semillas simples, para realizar la reforestación aérea en Kenia parece haber producido resultados deseables. ^[12] Seedballs Kenya (una colaboración entre Chardust Ltd y Cookwell Jikos) ha vendido y supervisado la distribución de más de 16 millones de bolas de semillas, hasta noviembre de 2021. ^[13] Sin embargo, es probable que la mayoría de estas bolas de semillas se utilicen de forma tradicional en lugar de mediante siembra aérea y no hay datos publicados que respalden los beneficios del uso de bolas de semillas mediante siembra aérea.

El intento más reciente de bombardeo de semillas fue realizado por DroneSeed, una empresa que abrió en 2019. Afirman haber ideado una bomba de semillas patentada que es capaz de disuadir a los animales de comer las semillas y, al usar una mezcla de diferentes semillas en la misma bomba, maximizar el rendimiento de las operaciones de plantación de árboles . ^[14] Dado que esta empresa se centra en el socorro en caso de desastre, han considerado que los dardos para árboles jóvenes no son una solución eficaz, ya que "los proveedores de viveros carecen de capacidad para reforestar después de incendios forestales importantes, especialmente incendios repetidos". ^[14]

A finales de los años 1990, un proyecto planeaba dejar caer árboles jóvenes en lugar de semillas. ^[15] Los árboles jóvenes se encerrarían en contenedores resistentes y biodegradables que funcionarían como proyectiles y perforarían el suelo a alta velocidad. Esto probablemente garantizaría un mejor rendimiento en comparación con la simple siembra aérea o incluso el bombardeo de semillas. Este proyecto estaba siendo desarrollado en 1999 por una empresa llamada Aerial Reforestation Inc, en Newton, Massachusetts , basándose en una idea original del piloto Jack Walters. ^[16] La empresa planeaba utilizar aviones de transporte militar C-130, tradicionalmente utilizados para colocar minas terrestres en campos de combate. ^[15] A partir de 2019, la empresa parece que ya no está en funcionamiento. ^[17] Otros investigadores siguen investigando el potencial de estos "dardos aéreos para árboles jóvenes", mejorando su aerodinámica para lograr una mejor penetración en el suelo y, por lo tanto, mayores rendimientos de reforestación. ^[7] Se necesita más investigación para evaluar exactamente su rendimiento frente a otros métodos de reforestación.

La siembra aérea tiene varias ventajas: ^[18]

• Logra la cobertura más eficiente de un área grande en el menor tiempo posible.
• Facilita la siembra en áreas que de otra manera sería imposible sembrar con métodos tradicionales, como terrenos a los que es muy difícil llegar con aeronaves o donde las condiciones del suelo son demasiado húmedas.
• Se puede utilizar cuando ya se han plantado cultivos existentes. Esto es importante cuando se vive en una zona donde hay un pequeño intervalo entre la cosecha del cultivo y el final de la temporada de crecimiento, porque sembrar cultivos de cobertura después de la cosecha puede provocar un establecimiento deficiente de la vegetación debido a las bajas temperaturas o la humedad.

La humedad del suelo desempeña un papel importante en el éxito de la siembra aérea. Para que la semilla germine y se establezca, la humedad del suelo adecuada requiere que los 1,3 a 2,5 cm superiores estén húmedos. Estas condiciones deben darse en el momento de la siembra o en los 10 días siguientes a la siembra. Si no se da la humedad del suelo necesaria en estos momentos, las semillas pueden convertirse en blanco de depredación por parte de insectos y otros animales. Junto con la humedad del suelo, las condiciones de la superficie también desempeñan un papel clave en el éxito de la siembra aérea y el establecimiento de las semillas. ^[18]

Las mejores condiciones de la superficie del suelo son aquellas que están húmedas y friables. Una superficie de suelo suelta y áspera con grietas o cubierta de residuos también es muy propicia para la germinación de las semillas. Estas condiciones permiten que la semilla haga el mejor contacto con el suelo húmedo y al mismo tiempo permite que la semilla se asiente adecuadamente en el suelo. Otro factor importante además de las condiciones de la superficie del suelo es el momento de la siembra aérea y las tasas de siembra. ^[18]

Cuando se siembra un cultivo de cobertura desde el aire, se debe sembrar al menos 7 a 10 días antes que los cultivos de cobertura sembrados. La razón de esto es que el método de siembra aérea es más lento que el método sembrado. Las tasas de siembra para la mayoría de las plantas deben ser entre un 25% y un 50% más altas con la siembra aérea, en comparación con otros métodos más convencionales como la siembra por perforación. Estas tasas de siembra más altas son necesarias para establecer los mismos rendimientos que con otros métodos. Esto se debe principalmente a que, con la siembra aérea, la semilla puede permanecer a menudo en la superficie del suelo durante más tiempo, lo que la hace más susceptible a la depredación por parte de aves, insectos y otros animales. ^[18]

Se ha debatido mucho sobre qué tipo de aeronave es mejor para la siembra aérea. Hay algunas pruebas que demuestran que los helicópteros pueden ser mejores para esta tarea cuando se siembra en campos que ya están establecidos. Esto se debe a que el viento de las aspas del helicóptero hace que el dosel del cultivo ya establecido se sacuda y se abra. Esto permite que más semillas lleguen al suelo. Otra ventaja de los helicópteros es que son más maniobrables y pueden trabajar en campos de forma irregular, mientras que un avión tiene más dificultades en este tipo de campos. La verdadera ventaja del avión es que es más rápido que un helicóptero y tiene la capacidad de transportar una carga mucho más pesada. Esto permite que el avión termine el trabajo mucho más rápido, lo que equivale a menos dinero gastado en el aire. ^[18]

Para el uso de cultivos de cobertura, la recomendación del USDA sigue siendo la de esparcir las semillas directamente, sin recubrirlas en bolas. ^[4]

El método más común es el de arrojar bolas de semillas desde aviones pulverizadores de cultivos , y es el que practica Farmland Aviation, de Kenia, una de las pocas empresas activas en este campo. Afirman que pueden esparcir hasta seis toneladas de semillas de árboles por hora en decenas de miles de acres.

Hasta 2017, los drones no se utilizaban en la siembra aérea. Los UAV de bajo coste carecían de capacidad de carga útil y su alcance los limitaba para la mayoría de las aplicaciones de siembra aérea. Sin embargo, un dron desarrollado por Parrot SA y BioCarbon Engineering ha solucionado este problema. Es capaz de dejar caer 100.000 cápsulas al día. ^{[19] [20]}

El despliegue mediante parapente se está probando en Kenia ^{[ ¿cuándo? ]} y promete grandes tasas de reforestación debido al bajo costo, la baja velocidad y las altitudes, incluso si la tasa de pulverización de semillas es probablemente mucho más lenta que el despliegue mediante aviones más grandes.

A pesar de su bajo rendimiento, recientemente ha crecido el interés por la siembra aérea, en la búsqueda de un sistema rápido para lograr la reforestación y luchar contra el calentamiento global . La ventaja de utilizar un avión/helicóptero es la capacidad de sembrar rápidamente grandes áreas, incluso áreas remotas, que de otro modo serían poco prácticas para su uso en la reforestación activa.

Por lo tanto, la siembra aérea es más adecuada para lugares cuya lejanía, irregularidad, inaccesibilidad o escasa población dificultan la plantación de plántulas. Es particularmente apropiada para los "bosques de protección", porque los helicópteros o aviones pueden esparcir fácilmente las semillas en pendientes pronunciadas o cuencas hidrográficas remotas y áreas de secano aisladas. También parece ser muy adecuada para su uso en áreas donde puede haber escasez de trabajadores calificados, supervisores y fondos para la reforestación. Tiene el potencial de ayudar a aumentar la producción de cultivos arbóreos para forraje, alimentos y miel, así como madera para combustible, postes, madera aserrada, carbón y pulpa.

Las bolas de semillas y la reforestación aérea son muy sensibles a las condiciones ambientales. La siembra de semillas puede no ser práctica en algunos casos porque el sitio puede requerir preparación o la temporada puede ser incorrecta. Para germinar con éxito, las semillas generalmente deben caer directamente sobre el suelo mineral en lugar de sobre la vegetación establecida o la materia orgánica no descompuesta. Cuando la materia orgánica se ha acumulado en gran cantidad, el sitio normalmente debe quemarse, surcarse o ararse con un disco. La alteración del suelo que queda después de la tala suele ser suficiente. El terreno accidentado es más adecuado para la siembra al voleo, pero los rendimientos suelen ser bajos incluso en las mejores condiciones.

En algunos sitios puede ser necesario preparar el terreno. La preparación del sitio y la operación de siembra deben estar bien coordinadas para satisfacer los requisitos biológicos de una rápida germinación y supervivencia de las semillas. En los sitios secos puede ser necesario hacer caballones o surcos especiales para optimizar la lluvia que llega a las semillas. En los sitios excesivamente húmedos puede ser necesario hacer caballones o drenarlos.

El grado de pendiente del terreno no es crítico siempre que las semillas encuentren un lecho de siembra receptivo. Las cuencas hidrográficas empinadas, las laderas montañosas erosionadas, las laderas desnudas y los bancos de escombros donde la vegetación es escasa suelen ser adecuados para la siembra aérea (sin embargo, en algunas laderas empinadas con suelo liso y desnudo, la lluvia puede arrastrar las semillas con demasiada facilidad para que la siembra sea exitosa).

Las tierras áridas y de sabana (por ejemplo, aquellas donde la precipitación anual es inferior a 800 mm) son las que más necesitan ser reforestadas. Se trata de regiones en las que la siembra aérea tiene, en principio, un potencial excepcional. Incluyen grandes extensiones de tierra no utilizada o mal utilizada que tienen una escasa cobertura arbórea y que no están limitadas a propiedades privadas, por lo que suelen ser accesibles para aeronaves. Los árboles nativos (como las especies de Acacia y otros géneros) en estas zonas están generalmente bien adaptados para sobrevivir en condiciones de campo difíciles. No se trata de especies para la producción de madera, sino para la producción de leña, forraje, fruta, goma, control de la erosión y otros usos similares.

Como requisito previo a cualquier método de reforestación, las especies seleccionadas deben adaptarse a la temperatura, la duración de la temporada de crecimiento, las precipitaciones, la humedad, el fotoperíodo y otras características ambientales de la zona. Lo ideal es que, antes de realizar la siembra aérea, se establezcan parcelas de prueba para probar las especies con más probabilidades de germinar y crecer con éxito en los sitios elegidos. Incluso cuando una especie tiene las características adecuadas, puede ser prudente probar semillas de diferentes procedencias para encontrar las más adecuadas para el sitio.

Las características que hacen que una determinada especie sea más o menos apropiada para la siembra aérea incluyen:

• tamaño de la semilla
• Disponibilidad de semillas
• Capacidad de la semilla de germinar en la superficie del suelo.
• Velocidad de germinación y crecimiento de las plántulas.
• Capacidad de soportar temperaturas extremas y períodos secos prolongados ( semilla ortodoxa )
• Capacidad de tolerar las condiciones del suelo.
• tolerancia a la luz
• Estabilidad de las semillas cuando se almacenan en grandes cantidades
• Idoneidad de las semillas para su manipulación con dispositivos mecánicos de siembra,
• velocidad de desarrollo de una raíz pivotante profunda por parte de las plántulas para permitirles soportar condiciones climáticas adversas en el período posterior a la germinación.

Las especies con semillas muy apetecibles tienen pocas posibilidades de éxito porque la fauna silvestre se come la semilla antes de que tenga la oportunidad de germinar, a menos que esté en forma de pellet. Además, las semillas pequeñas y livianas y con cáscara tienen más probabilidades de desplazarse con el viento, por lo que es más difícil atraparlas durante la siembra. Sin embargo, las semillas pequeñas caen en grietas y es más probable que queden cubiertas de tierra, lo que aumenta sus posibilidades de supervivencia. La siembra aérea puede resultar más eficaz con especies "pioneras", que germinan rápidamente en sitios abiertos, están adaptadas para crecer en áreas desnudas o perturbadas y crecen bien bajo la luz solar directa.

• Dron agrícola

• Pesca y Vida Silvestre de Estados Unidos sobre la siembra aérea
• Documento de la Universidad Estatal de Ohio sobre la siembra aérea de trigo
• "Bombardeando el desierto con semillas". Popular Mechanics , octubre de 1947, págs. 165-168, artículo detallado sobre la siembra aérea posterior a la Segunda Guerra Mundial.