Импринтер земли - Land imprinter

Импринтер земли с сеялкой для посадки трав на пастбищах и других пустынных территориях.

В земельный импринтер[1] это нет устройство для создания трава крышка в засушливый среды и пустыни. Импринтер состоит из металлического ролика, к поверхности которого приварены стальные уголки различной конфигурации.[2] Угловые зубья впечатывающего устройства прорезают сорняки и чистят щеткой, образуя мульча, а зубы вдавливают в почву семена трав и других растений. Отпечатки остаются стабильными примерно два года.[3] В это время отпечатки направляют воду к сеянцам, защищают их от ветра и концентрируют питательные вещества для роста растений.

Опустынивание

«диаграмма опустынивания»
Растения создают макропоры которые позволяют воде проникать (слева), тогда как опустынивание изолирует поверхность, препятствуя проникновению и приводя к стеканию дождевой воды (справа).
«земельный импринтер для посева трав»
Наземный импринтер сеет травы в пустыне юго-запад США. Каток мульчирует существующий почвенный покров и семена трав прямо в почву, без обработки почвы.

Большая часть мира зависит от пастбищ для выпаса домашнего скота.[4] Из-за чрезмерный выпас, эрозия и другие факторы окружающей среды, половина пастбищ в мире в настоящее время деградирована от легкой до умеренной, а 5% сильно деградированы.[5] Опустынивание расширяется и угрожает одной трети суши в мире.[6]Растения и их корневые системы увеличивают количество и размер макропоры в почва, позволяя проникать дождевой воде.[7] При чрезмерном выпасе пастбищ и пастбищ почва лишается покровных растений. Обнаженный почва имеет пониженную макропористость, уменьшая проникновение воды и приводя к сток.[8]

Проникновение

Естественное состояние пастбище грубый и открытый. Растения создают на поверхности почвы небольшие гребни и впадины, делая ее шероховатой. Корневые системы создают на дне желобов макропорты, в которые может проникать вода. В то же время небольшие выступы позволяют воздуху выходить.[9]

Опустынивание делает поверхность почвы гладкой и закрытой.[7] Пониженная макропористость почвы препятствует инфильтрации. Дождь не может проникать через макропорты, и воздух остается в ловушке.[9] Герметичная поверхность почвы предотвращает проникновение дождевой воды, отчасти потому, что воздух, содержащийся в макропорах почвы, не может выйти, а вода не может вытеснить воздух.[10]

Печать

Зубы Land Imprinter вдавливаются в почву для инфильтрационного отпечатка.
Опустыненная почва имеет закрытую поверхность, куда не может проникнуть дождевая вода, а воздух, содержащийся в макропорах почвы, не может выйти (слева). Отпечаток почвы, созданный импринтером земли, направляет воду к саженцам и обеспечивает выход воздуха (справа).

Отпечаток меняет опустынивание процесс путем вдавливания V-образных отпечатков в почву стальными уголками на тяжелом катке.[11] Затем дождевая вода попадает в углубления отпечатков, где вода проникает в углубления, а воздух выходит из гребней.[7] Саженцы защищены от ветра, а органический материал концентрируется у основания желобов, чтобы обеспечить саженец питательными веществами.[7] Защита от ветра снижает испарение у основания саженца, увеличивая доступность воды для растения в сезон дождей. Посевное ложе может оставаться сухим в течение некоторого времени, прежде чем вода проникнет и не прорастет. Между тем стабильный отпечаток защищает семена от ветровая эрозия и высыхание от воздействия солнца.[12]

Посадочные сеялки может быть прикреплен к узлу рамы или зерновым ящикам, установленным перед впечатывающим роликом, так что семена падают перед роликом, который вдавливает семена в почву.[2] Вес впечатывающего устройства можно регулировать в соответствии с различными почвами и условиями посадки, заполняя катковые и балластные цистерны водой.[2]

Использование и ограничения

Импринтер земли изначально был разработан для растить опустыненные земли на юго-западе Соединенных Штатов, на которых было засеяно 20 000 га земли с травами и другими видами растений. Аризона.[11] Печать наиболее эффективна на суглинок почва с небольшим количеством влаги, но не влажная, что может привести к уплотнению почвы на зубах импринтера.[3] Оттиск производился на уклонах до 45%. В этих случаях для буксировки впечатывающего устройства вверх по склону можно использовать кабели.[3] Импринтер земли плохо приспособлен для мелкой почвы или чрезвычайно каменистой почвы и не подходит для мульчирования больших кустов.[3] Перед импринтом крупные кусты необходимо срезать или удалить.[8]

Импринтер земли обычно используется непосредственно на неподготовленных почвах, без предварительного обработка почвы. Тяжелый каток и расположенные под углом зубья измельчают сорняки и зачесывают мульчу, которая остается питательной базой для новых саженцев. Соответственно, его можно использовать на земле, которая была сожжена намеренно или в пожары, где следует сохранить остатки растительности.[2]

Впечатывание лучше всего подходит для посева на рыхлых почвах, а также там, где нет существующих растительный покров - или от слабого до умеренного кустарника - перед посадкой.[2] Хаферкамп и его коллеги сравнили сеялка от посадки до импринтинга на рыхлых и твердых грядках на Вайоминг большой полынь и игольчатая трава среда обитания. Сеялка дает больше всходов на твердых грядках, тогда как импринтинг дает в два раза больше всходов на рыхлых почвах по сравнению с посевом.[13] В этом исследовании Хаферкамп и его коллеги использовали чистку кистью плюс дискование для создания обработки рыхлой почвы.[13] При глубоком уплотнении почвы рыхление или чизельная вспашка могут использоваться в качестве альтернативы дискированию, поскольку они менее разрушительны для компонентов почвы, чем дискование.[8]

Импринтер земли создает в почве микровпадины, которые эффективно уменьшают эрозию и сток.[14] Установлено, что импринтинг превосходит сверление на исследовательских площадках в Юта,[15] и превосходит цепочку после воздушной трансляции на сгоревших грядках в Орегон.[16]

Рекомендации

  1. ^ Патент США 4,195,695. (1980).
  2. ^ а б c d е Стивенс Р. и Монсен С. Б. (2004). Управление механической установкой в Восстановление западных хребтов и диких земель, т. 1. Gen. Tech. Реп. РМРС-ГТР-136-том-1, 65-88. Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба: Форт-Коллинз, Колорадо.
  3. ^ а б c d Доер, Б. Д. (1986). Технический отчет EL-86-43: Импринтеры Land Раздел 8.2.7., Руководство инженерного корпуса США по управлению ресурсами дикой природы, Итоговый отчет за июль 1986 г., Управление армии, Инженерный корпус армии США: Вашингтон, округ Колумбия.
  4. ^ Вробель, М. Л. и Редфорд, К. Х. (2010). «Введение: обзор проблем сохранения пастбищных угодий в неопределенном будущем», в Дикие пастбища: сохранение дикой природы при сохранении домашнего скота в полузасушливых экосистемах (ред. Дж. Т. дю Туа, Р. Кока и Дж. К. Дойча), John Wiley & Sons, Ltd: Чичестер, Великобритания.
  5. ^ Браун, Л. (2008). План B 3.0: мобилизация для спасения цивилизации. W.W. Norton & Company, Inc .: Нью-Йорк.
  6. ^ Монтгомери, Д. (2007). Грязь: Эрозия цивилизаций, Калифорнийский университет Press: Беркли и Лос-Анджелес.
  7. ^ а б c d Диксон, Р. М. (1995). «Контроль инфильтрации воды на поверхности почвы: теория и практика». Журнал охраны почв и воды 50 (5), 450-453.
  8. ^ а б c Диксон, Р. М. (1990). Импринтинг земель для восстановления и восстановления засушливых земель в Восстановление окружающей среды: наука и стратегии восстановления Земли (под ред. Дж. Дж. Бергера), Island Press: Вашингтон, округ Колумбия.
  9. ^ а б Диксон Р. М. и Петерсон А. Э. (1971). «Контроль проникновения воды: концепция канальной системы». Труды Американского общества почвоведов 35, 968-973.
  10. ^ Диксон, Р. М. (1989). Модель границы раздела воздух-земля для восстановления прибрежных местообитаний, Труды Калифорнийской конференции по прибрежным системам, 22–24 сентября 1988 г., Дэвис, Калифорния.
  11. ^ а б Диксон Р. М. и Карр А. Б. (2004). «Наземные стандарты импринтинга для ускорения преемственности за пределами стадии экзотических сорняков». Материалы 16-й Международной конференции Общество экологического восстановления, 24–26 августа 2004 г., Виктория, Канада.
  12. ^ Раунди, Б.А., Винкельб, В.К., Халифаб, Х., и Маттиас, А.Д. (1992). «Влагообеспеченность почвы и динамика температуры после единовременного вытаптывания крупного рогатого скота и импринтинга земель», Исследования и управление засушливыми землями 6 (1), 53-69.
  13. ^ а б Хаферкамп, М.Р., Ганскопп, Д., Миллер, Р.Ф., Снева, Ф.А. (1987). Сверление в сравнении с импринтингом для посадки пырея хохлатого в полыни - кустарниковая степь Журнал Range Management 40 (6), 524-530.
  14. ^ Андерсон, Р. (1981). «История из двух частей: продвижение бесплодной земли, технологии обращения вспять опустынивания», Пастбищные угодья 3, 47-50.
  15. ^ Клэри, В. К. и Джонсон, Т. Дж. (1983). "Land Imprinter results in Utah" в 37-й Годовой отчет, Семинар по вегетативной реабилитации и оборудованию, Альбукерке, Нью-Мексико, стр. 23-24, Лесная служба Министерства сельского хозяйства США, Центр разработки оборудования: Миссула, штат Монтана.
  16. ^ Ганскопп, Д. К. (1985). «Успех трансляции на необработанных, отпечатанных и скованных пастбищах», в Специальный отчет - Университет штата Орегон, Опытная сельскохозяйственная станция 743, стр. 4-6. Государственный университет Орегона: Корваллис, Орегон.