Loading article…
空中播種とは、ドローン、飛行機、ヘリコプターなどの航空機を用いて種子を散布する技術です。森林再生を目的とする場合は、空中植林と呼ばれます。
空中播種は、散布播種法の一種と考えられています。[ 1 ]火災後に植生被覆が必要な広大な土地に、さまざまなイネ科植物やマメ科植物を散布するためによく用いられます。 [ 2 ]大規模な山火事は、広範囲の植物を破壊し、侵食の危険をもたらします。[ 2 ]空中播種は、侵食の危険を迅速かつ効果的に軽減し、侵入植物種の生育を抑制することができます。空中播種は、地形が極めて岩だらけであったり、標高が高かったり、その他の理由でアクセスが困難な場合、他の播種方法の代替手段となります。 [ 3 ]直接散布の問題には、発芽、害虫、げっ歯類やその他の野生動物による種子の捕食などがあります。苗床から畑に苗を移植する方が、より効果的な播種技術です。空中播種は収量が少なく、同じ結果を得るには、ドリル播種よりも25%から50%多くの種子が必要です。[ 4 ]
空中播種は被覆作物の植え付けにもよく用いられます。この方法でよく播種される植物には、多年生ライ麦（チモシー、レッドフェスク、レッドトップ、ブルーグラス）、スーダングラス、大豆、ソバ、ヘアリーベッチ、トウモロコシ、穀物ライ麦、冬小麦、オート麦、マンモスまたはミディアムレッドクローバー、スイートクローバー、ベルシームクローバー、クリムソンクローバー（チモシー）などがあります。[ 4 ]
全米農業航空協会によると、アメリカにおける空中播種発祥の地は1921年のオハイオ州である。アメリカ陸軍パイロットのジョン・A・マクレディ中尉は、改造したカーチスJN-6を使用して、スズメガの幼虫を駆除するために、キササゲの木の畑にヒ酸塩を散布した。[ 5 ]この初期の農薬散布が空中播種につながった。
空中植林、つまり空中播種の一種で、特に何らかの災害後に森林地帯を再生するために、1930年代にはすでに使用されていました。森林火災の後、従来の方法ではアクセスできないホノルルの山岳地帯に播種するために飛行機が使用されました。[ 6 ]これらの実験は、種子の散布が不十分であったため、ほとんど成功しませんでした。種子は土壌に入るのに十分な運動エネルギーを得ることができず、結果として大量に捕食されました。これがハワイでげっ歯類の大量発生を引き起こしました。[ 7 ] [ 8 ]
1946年までに、オレゴン州では空中播種が使用され、500エーカー以上のダグラスファーとポートオーフォードシダー、および火災で焼失した100エーカーの草原やその他の樹木に種が蒔かれました。1947年には、クラウン・ゼラーバック社がオレゴン州で1000エーカー以上に種を蒔きました。[ 9 ]
第二次世界大戦の余剰機は当初、空中散布に使用され、開放型コックピットのステアマン複葉機が頻繁に使用されました。多くの退役軍人がこれらの飛行機の操縦訓練を受けていたため、これが多くの人々が空中散布を中心としたビジネスを発展させるきっかけとなりました。今日では、プロはターボプロップエンジンを搭載した飛行機を使用し、GPSで航行することで精度を高めています。[ 9 ]
1987年、リン・ギャリソンはハイチ空中植林プロジェクト（HARP）の創設を提案した。これは、特別に改造された航空機から大量の種子を散布するというものだった。種子は吸収性のある素材でカプセル化され、そのコーティングには肥料、殺虫剤／動物忌避剤、そしておそらく少量の野菜の種子が含まれていた。ハイチは春と秋に降雨がある二峰性の雨季であるため、種子は散布の数日前に湿らせて発芽を促すことができたはずだ。しかし、このプロジェクトは実現しなかった。
2016年にケニアで空中播種にシードボールが試験的に使用されました。[ 10 ] [ 11 ]これは、標準的な空中播種の収量を向上させるための試みでした。ケニアで空中再植林を行う際に、単純な種子の代わりにシードボールを使用することで、望ましい結果が得られたようです。[ 12 ] Seedballs Kenya（Chardust LtdとCookwell Jikosの共同事業）は、2021年11月時点で1600万個以上のシードボールを販売し、その配布を管理しています。[ 13 ]ただし、これらのシードボールの大部分は、空中播種ではなく従来の方法で展開されている可能性が高く、空中播種によるシードボールの使用の利点を裏付ける公表されたデータはありません。
種子爆弾による最新の試みは、2019年に設立されたDroneSeed社によって行われた。同社は、動物が種子を食べるのを防ぎ、同じ爆弾に異なる種子を混ぜて使用することで植林作業の収穫量を最大化できる独自の種子爆弾を開発したと主張している。 [ 14 ]この会社は災害救援に重点を置いているため、「苗木供給業者は大規模な山火事、特に再燃火災の後には再植林する能力がない」ため、苗木ダーツは効果的な解決策ではないと考えている。[ 14 ]
1990年代後半のプロジェクトでは、種子の代わりに苗木を投下する計画だった。[ 6 ]苗木は丈夫で生分解性の容器に収められ、発射体として機能し、高速で地面を貫通する。これにより、単純な空中播種や種子爆撃と比較して、より高い収穫量が保証される可能性があった。このプロジェクトは、パイロットのジャック・ウォルターズの独創的なアイデアに基づいて、マサチューセッツ州ニュートンのエアリアル・リフォレステーション社によって1999年に開発されていた。 [ 15 ]同社は、従来戦闘地域で地雷を敷設するために使用されていた軍用輸送機C-130を使用する予定だった。[ 6 ] 2019年現在、同社はもはや活動していないようだ。[ 16 ]他の研究者たちは、これらの「空中苗木ダーツ」の可能性を、空気力学を改善して土壌への浸透性を高め、それによってより高い再植林収穫量を達成することで、今も調査している。[ 7 ]他の植林方法と比較して、その性能を正確に評価するには、さらなる研究が必要です。
空中播種にはいくつかの利点があります: [ 17 ]
土壌水分は空中播種の成功に大きな役割を果たします。種子の発芽と定着には、土壌表面から 0.5 ～ 1 インチの深さまでが湿っている必要があります。これらの条件は、播種時または播種後 10 日以内に満たされている必要があります。これらの時期に必要な土壌水分がない場合、種子は昆虫や他の動物による捕食の標的になる可能性があります。土壌水分に加えて、地表面の状態も空中播種の成功と種子の定着に重要な役割を果たします。[ 17 ]
最適な土壌表面の状態は、湿っていてほぐれやすいものです。ひび割れや残渣で覆われた、ゆるくて粗い土壌表面も、種子の発芽に非常に適しています。これらの条件により、種子は湿った土壌と最もよく接触し、同時に種子が地面に十分に沈むことができます。土壌表面の状態以外に重要な要因としては、空中播種のタイミングと播種量があります。[ 17 ]
カバークロップを空中播種する場合は、ドリル播種するカバークロップよりも少なくとも 7 ～ 10 日早く播種する必要があります。これは、空中播種法がドリル播種法よりも時間がかかるためです。ほとんどの植物の播種量は、ドリル播種などの他のより一般的な方法と比較して、空中播種では 25% ～ 50% 高くする必要があります。これらの高い播種量は、他の方法と同じ収量を達成するために必要です。これは主に、空中播種では種子が土壌表面に長く留まることが多く、鳥、昆虫、その他の動物による捕食を受けやすくなるためです。[ 17 ]
空中播種にはどのタイプの航空機が適しているかについては、多くの議論がなされてきました。既に作物が植えられている畑での播種にはヘリコプターが最適であるという証拠がいくつかあります。これは、ヘリコプターのブレードからの風によって既に植えられている作物の葉冠が揺れて開くためです。これにより、より多くの種子が下の土壌に到達できるようになります。ヘリコプターのもう1つの利点は、機動性が高く、不規則な形状の畑にも対応できることです。一方、飛行機ではそのような畑での作業は困難です。飛行機の本当の利点は、ヘリコプターよりも速く、はるかに重い荷物を運ぶことができることです。これにより、飛行機は作業をはるかに早く完了できるため、空中での費用を削減できます。[ 17 ]
被覆作物の使用に関しては、USDA の推奨事項は、種子をコーティングしてボール状にせず、直接散布することです。[ 4 ]
農薬散布機から種子ボールを投下する方法は最も一般的な方法であり、この分野で活動している数少ない企業の1つであるケニアのファームランド・アビエーション社もこの方法を採用している。同社は、数万エーカーの土地に1時間あたり最大6トンの樹木の種子を散布できると主張している。
2017年までは、ドローンは空中播種には使用されていなかった。低コストのUAVはペイロード容量が不足しており、ほとんどの空中播種用途では航続距離が制限されていた。しかし、 Parrot SAとBioCarbon Engineeringが開発したドローンはこの問題を解決した。1日に10万個のポッドを投下することができる。[ 18 ] [ 19 ]
パラグライダーによる種子散布はケニアで試験的に実施されており、低コスト、低速、低高度といった利点から、大型航空機による散布に比べて種子散布速度ははるかに遅くなる可能性が高いものの、高い森林再生率が期待されている。
収穫量は少ないものの、森林再生と地球温暖化対策を迅速に実現する手段として、近年、空中播種への関心が高まっている。飛行機やヘリコプターを使用する利点は、遠隔地を含む広範囲に迅速に播種できることであり、これは従来の方法では積極的な森林再生には不向きな点である。
したがって、空中播種は、遠隔地、険しい地形、アクセス困難、または人口密度が低いために苗木の植栽が困難な場所に最適です。特に「保護林」には適しており、ヘリコプターや飛行機を使えば、急斜面や人里離れた流域、孤立した乾燥地帯にも容易に種子を散布できます。また、熟練労働者、監督者、そして森林再生のための資金が不足している地域にも適しているようです。空中播種は、飼料、食料、蜂蜜用の樹木作物の生産量を増やすだけでなく、燃料、柱、製材、木炭、パルプ用の木材の生産量を増やす可能性を秘めています。
種子ボールや空中散布による植林は、環境条件に非常に敏感です。場所の準備が必要な場合や季節が不適切な場合など、種子散布が現実的でない場合もあります。種子が発芽するには、通常、既存の植生や未分解の有機物の上ではなく、鉱物土壌に直接落ちる必要があります。有機物が厚く堆積している場合は、通常、その場所を焼却、畝立て、またはディスク耕する必要があります。伐採後に残る土壌の攪乱は、多くの場合、十分な効果を発揮します。起伏の多い地形は散播に適していますが、最良の条件であっても収量は一般的に低くなります。
場所によっては、土壌の準備が必要となる場合があります。種子の迅速な発芽と生育に必要な生物学的条件を満たすためには、土壌準備と播種作業を綿密に調整する必要があります。乾燥した場所では、種子に届く降雨量を最適化するために、特別な畝立てやディスク耕を行う必要があるかもしれません。逆に、過度に湿った場所では、畝立てや排水が必要となる場合があります。
種子が発芽に適した土壌を見つける限り、畑の傾斜の度合いはそれほど重要ではありません。急峻な流域、浸食が進む山腹、裸地の丘陵地、植生がまばらな土砂堆積地などは、空中播種に適している場合が多いです（ただし、滑らかで裸地の急斜面では、雨によって種子が流されやすく、播種がうまくいかない場合があります）。
乾燥地帯やサバンナ地帯（例えば、年間降水量が800mm未満の地域 ）は、森林再生が最も必要とされている地域です。これらの地域は、原則として空中播種が非常に有効な地域と言えます。広大な未利用地や利用度の低い土地が広がり、樹木はまばらにしか生えておらず、私有地に限定されないため、一般的に航空機によるアクセスが可能です。これらの地域に自生する樹木（アカシア属などの種）は、厳しい環境下でも生存できるほど適応力が高く、木材としての利用よりも、薪、飼料、果実、樹脂、土壌浸食防止など、様々な用途に利用されています。
植林を行うあらゆる方法において、選定する樹種は、その地域の気温、生育期間、降水量、湿度、日長、その他の環境特性に適応していなければなりません。理想的には、空中播種を行う前に、試験区を設けて、選定した場所で発芽・生育する可能性が最も高い樹種をテストする必要があります。たとえ一つの樹種が適切な特性を備えていたとしても、異なる産地の種子をテストして、その場所に最も適した樹種を見つけることが賢明でしょう。
特定の種が空中播種に適しているか否かを左右する特性には、以下のようなものがある。
嗜好性の高い種子を持つ種は、粒状に加工しない限り、野生動物が発芽する前に食べてしまうため、成功の見込みはほとんどありません。また、小さくて軽くて殻の多い種子は風で流されやすいため、散布時に狙いを定めるのが難しくなります。しかし、小さな種子は隙間に入り込みやすく、土に覆われやすいため、生存の可能性が高まります。空中散布は、開けた場所で急速に発芽し、裸地や攪乱地での生育に適応し、直射日光の下でもよく育つ「先駆植物」に最も効果的である可能性があります。