• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Новые агролесоводственные технологии для сельского хозяйства

Агролесоводство — это система выращивания сельскохозяйственных культур и разведения скота одновременно с ведением различных форм лесного хозяйства (сбор, выращивание недревесных, лекарственных и пищевых продуктов) на лесных или закустаренных землях. Возникающие при этом эффекты способствуют повышению ресурсоэффективности, монетизации экосистемных услуг, диверсификации видов деятельности, более полному использованию потенциала производства биомассы. Для России, как для страны с обширными лесными площадями, зачастую используемыми неоптимальным образом, задача распространения агролесоводческих систем крайне актуальна. Применение таких технологий позволит повысить экономический потенциал лесных территорий, качество почвы и воды, а также снизить объем выбросов углекислого газа в атмосферу Земли.
В настоящем выпуске описаны перспективные технологии необходимые для поддержания продовольственной и экологической безопасности страны, повышения эффективности лесопользования: роботизированные системы с роевым интеллектом, генномодифицированные породы деревьев, системы автоматической лесоинвентаризации.

Версия для печати: 

  Новые агролесоводственные технологии для сельского хозяйства

 

РОИ ПЧЕЛ-РОБОТОВ

Сельское хозяйство зависит от медоносных пчел, которые опыляют порядка 94% диких видов растений и 75% видов сельскохозяйственных культур. Из-за антропогенного воздействия, специфических инфекционных заболеваний и других причин мировая численность медоносных пчел быстро сокращается во всем мире (на 12% только за 2015–2016 гг.). В США в 2003–2013 гг. погибло 90% популяции дикой и 80% домашней пчелы. В России численность пчел за последние 10 лет сократилась на 40%. При сохранении данной тенденции пчелы могут исчезнуть как вид уже к 2035 г., что повлечет за собой невозможность разведения до 35% важнейших агрокультур и в целом вызовет глобальную экологическую катастрофу.

Если пчелы исчезнут, функцию опыления могут взять на себя рои беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в виде миниатюрных пчел-роботов. Ученые Гарвардского университета (США) разработали первый прототип бионического микродрона RoboBee, способного распылять пыльцу растений. Он умеет закрепляться на деревянных и стеклянных поверхностях при помощи электростатической адгезии, а продолжительность его непрерывного полета доходит до 30 минут. При дальнейшем усовершенствовании RoboBee сможет распознавать объекты (определенные цветы или насекомых-вредителей), вести мониторинг окружающей среды и выполнять другие задачи. Подобные разработки ведутся в научных центрах многих стран мира (в США, Японии, Великобритании, Польше и др.).




 





 


ЛЕСОПОЛОСЫ ИЗ ТРАНСГЕННЫХ ДЕРЕВЬЕВ

На пастбищных и пахотных землях часто высаживают защитные лесополосы, формируют специальные агролесоландшафты (путем облесения оврагов, балок, водоразделов). Это необходимо для того, чтобы из-за дефицита лесной растительности не происходило механической и воздушной эрозии почв, снижения степени увлажненности почвы. Подобные защитные лесные насаждения должны быть устойчивы к неблагоприятным природным факторам (экстремальным погодным условиям, насекомым-вредителям и др.), и срок их мелиоративного воздействия на сельхозугодья должен бытьпродолжительным. 

Для решения этих задач ученые предлагают использовать достижения генной инженерии и создавать трансгенные (генетически модифицированные — ГМ) деревья, растущие значительно быстрее, чем естественные породы. Генетические модификации используются также для наращивания биомассы деревьев, улучшения их агрономических характеристик и биобезопасности, выработки определенных веществ (например, подавляющих сельскохозяйственных вредителей). 
В мире на стадии полевых испытаний находится уже более 150 трансгенных форм деревьев (тополь, эвкалипт, сосна, ель, акация и др.) с новыми целевыми признаками. Начата коммерциализация трансгенного эвкалипта, устойчивого к заморозкам.




 







 




СВЕРХТОЧНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ УЧЕТ ЛЕСНЫХ РЕСУРСОВ

Традиционные методы лесоинвентаризации базируются на оценке так называемых «пробных площадей» — ограниченных участков лесных земель (радиусом ок. 8 м), на которых проводится пересчет деревьев. Метод имеет ряд недостатков: массовое непопадание пробных площадей в целевые страты, недостаточное число площадей из-за высокой стоимости работ и др. При больших трудозатратах полученные результаты остаются ненадежными и быстро устаревают. 

В последние годы внедряются методы инвентаризации на основе снимков дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) сверхвысокого разрешения и технологий распознавания образов и машинного обучения. Технологии позволяют произвести оценку состояния насаждений путем формирования базы эталонов типичных схем, а затем распространить (экстраполировать) результаты на все лесные насаждения. Так производится оценка степени деградированности лесных насаждений, способности выполнять необходимые экосистемные функции и др. В результате в разы увеличивается эффективность мониторинга состояния лесов и защитных лесополос, поиска оптимальных территорий для культивирования недревесных, пищевых и лекарственных продуктов леса (фруктов, ягод и орехов), наблюдения за ростом лесных плантаций на больших площадях и запасами грунтовых вод.