OmniVerdi Arka

A pratical and verifiable method for direct sowing for reforestation and forest restoration

   

Pre-liminar version of the handbook/guide in French and English is available here
Texte français après l'anglais ci-dessous.

What is direct sowing?

Direct sowing is planting seeds directly into the soil of the zone to be reforested.
It can be used in:

  • to colonize areas lacking vegetation with an initial mix of species,

  • to enrich secondary forests or

  • to restore degraded forests.

Why direct sowing?

Growing trees is more efficient when the seeds can germinate and grow its roots down already in the place where the trees have to grow tall. In tree nurseries the seeds germinate in small plastic bags where the main tap roots circles around at the bottom of the bag, and when planted later on in the field it will not grow down very well. Without a healthy main root that grows deep down the seedling might die or grow poorly.

Direct sowing can be very cheap too, as the weight to be transported is much less, the holes to be dug for planting are smaller and the costs of growing seedlings is avoided.

Why not planting just only the seeds?

  • Seeds should be protected against predation and desiccation in some way. Using clay to make seedballs gives that protection but make it too hard for most seeds to germinated well. Clay also weight a lot, so for large numbers logistics become expensive.

  • When the workers have to sow a certain pre-defined number of seeds, lets say 5 seeds of a mixture of many species then it will be very difficult to take from a mixed bag that number every time for each planting hole, as seed size and weight differs, so bigger lighter seeds will be on top and thereby planted first and small heavy seeds will be at the bottom of the bag and sown last, meaning that the diversity is not distributed well enough over the area to be planted. Even if only 1 species is planted then still it would be time consuming to count every time around 5 seeds.

  • It is necessary to be able to verify the work done by the planters after they planted the seeds and before paying for the work already done. This verification has to be efficient with less then 1% error margin. Also has to be easy and fast, it should not take longer then 30min for a technician to verify 1 hectare, by verifying 5 to 10% of the planting holes. The technicians needs to look if the seeds are buried not too deep or too shallow and has to check if there are indeed seeds in the planting hole. For many small seeds and in soils that contain some pieces of twigs and leaves it would be almost impossible to do this verification.

 

OmniVerdi proposes a solution for this: the OmniVerdi Arka. Check out below!

The proposed method: OmniVerdi Arka, compost-seed-cubes

A cube measuring 5 x 5 x 2cm made out of compost and a binder that contains the seeds that needs to be planted per planting hole. For each site a mixture of species can be used. The amount of seeds per species per cube depends on the germination rate, which can be improved by pre-treatment, so less seeds would be needed. In average 5 seeds per cube is enough containing some of the species of the overall mixture.

Example to clarify: a field of 100 Ha will be sown with a mixture of 10 different species. 120 000 cubes are needed, with 5 seeds each, that means 600 000 seeds are needed. Mixing all together and then making the cubes containing aprox 5 seeds each would result in cubes that contain in average 3 to 4 different species (in theory 0 to 10 species per cube if not mixed well but on average 3-4 species if all is mixed well).

A conic hole 30cm width and 15cm deep is made. The cube is planted at the bottom of the hole at about 2 to 4cm depth. A white stone is placed just West of the planted cube. After planting the technician will dig East of the stone with a finger to search for the cube, which is big enough and different in color then the soil, so easy to find... or not in case the workers cheated or forgot to plant the cube. About 5% of the planting holes needs to be checked, and if in all of these checked holes the cube is present and planted at the correct depth then only will the workers receive their payment and the area is marked Sown and Verified.

 

(The following applies to the reality of Madagascar, using the national currency Ariary)

The cubes are made very easy at community level by hand. One person can make daily up to 7000 cubes, but on average 3500 cubes per person per day. Daily salary should be over 7500 Ar. Good compost can be produced for a final cost of 100 Ar per liter. Seeds can be obtained at an average of 1 Ar per seed. This results in a production cost per cube of 15 to 25 Ar (0,005 Euro). Using 1200 cubes per hectare and paying 25 Ar to dig the hole and plant the cube would result in a cost per hectare of aprox 55 000 Ar. Adding 2000 Ar for the white stones and 5000 Ar for verification and administration results in aprox 62 000 Ar (15 Euro) per hectare to plant 1200 cubes with 5 seeds each.


Each cube holds on average 5 viable seeds, offering a high probability that at least 1 tree will start to grow per planting hole if adequate species are chosen, if the cube is planted correctly and if rains did not fail too much. Survival until next rainy season and further development of the newly established seedlings will depend on many factors. If a good rainy season occurs after planting the cubes then good success might be obtained the first time. But if rains fail or severe drought occurs that year then a next attempt should be undertaken the year after. In reality some trees will establish already the first time, many will fail and thereby complementary resowing for 2 to 4 times will be needed, enriching each time with the species that still lack in sufficient number or density. About 2500 cubes / hectare would need to be planted to establish the desired amount of trees and shrubs over the first 4 years, resulting in about 130 000 Ar (30 euro) cost/ha in total for direct sowing.

 

Recommended is to remove the savanna grasses with the roots before planting, about 1m around each desired planting hole. This is best done cleaning strips of 1,5m width every 6m, and then planting inside the strips at each 1,5m. So final distances between planting holes will be aprox 1,5m x 6m, resulting in aprox 1100 to 1200 holes/hectare. Not all seeds of all species in each cube will germinate and grow out into an adult tree or shrub. Planting 1200 holes with 5 seeds each will result after a few years in 350 to 800 adult trees per hectare with random distances between them.

Cleaning savanna grasses by removing them with the roots costs 100 000 Ar / Ha, but if only 1,5m width strips are cleaned every 6m would result in a cleaning cost of 25 000 Ar / Ha the first time and 15 000 Ar / Ha / year for maintenance during the next 4 years. Total 85 000 Ar / Ha (20 Euro).

 

Protection of the area is crucial, against fire, cattle, too early or too much exploitation, etc. A participatory process involving the local communities to secure their interests are being taken into account will already result in some protection, but not enough. To ensure the efficient enough protection during the first 5 years some financial costs will need to be covered: compensation payments, salaries for guards, material purchases, fire break maintenance, etc, which is about 25 000 to 50 000 Ar per hectare per year. On average ensuring protection for first 5 year will cost aprox 175 000 Ar / Ha (40 Euro).

What kind of trees, forests or crops?

Direct sowing imitates nature, and we should look how the seed of each species is spread naturally to understand what conditions or pre-treatments are required for the seed to germinate well in the field. For most species it will be quite problematic to germinate and grow out on degraded soils in a changing climate because that is not the natural way. So when soil compaction is too much we should decompact the soil on the spot below the seeds. If the soil is too poor we should add some compost or fertilizer. If the species we want to plant can not stand full sunlight when young then we should start planting first other species that can provide shade. You can plant any species by direct sowing if you improve just enough the conditions needed for that species to able to establish itself by seed.

 

Why not using seedballs spread by planes or drones?

Using planes to deposit seedballs over large areas is strongly not recommended for many reasons. First of all is that most seeds are wasted as the hard balls fall on compacted soils and will thereby not result in establishing trees or shrubs. Second is the risk of hitting people or animals. Third is the high cost and lack of enough planes. Using drones on low altitude with accuracy dropping could improve things a lot, but still remains the fact that seedballs fall on compacted soil. But drone use is very expensive and very high skilled people are required for maintenance, programming and flying.

Manually digging holes, and thereby decompacting the top layer, to plant seeds carefully buried at the bottom of the hole is much more efficient, cheaper and would employ local people.

Semis direct pour le reboisement et la restauration des forêts

Une méthode pratique et vérifiable

 

Qu'est-ce que le semis direct?

Le semis direct consiste à planter des graines directement dans le sol de la zone à reboiser.

Il peut être utilisé dans:

  • coloniser des zones dépourvues de végétation avec un mélange initial d'espèces,

  • pour enrichir les forêts secondaires ou

  • pour restaurer les forêts dégradées.

Pourquoi le semis direct?

La croissance des arbres est plus efficace lorsque les graines peuvent germer et faire pousser leurs racines déjà à l'endroit où les arbres doivent grandir. Dans les pépinières, les graines germent dans de petits sacs plastiques où les principales racines pivotantes tournent au fond du sac, et lorsqu'elles sont plantées plus tard dans le champ, elles ne pousseront pas très bien. Sans une racine principale saine qui pousse en profondeur, le plant pourrait mourir ou pousser mal.

Le semis direct peut également être très bon marché, car le poids à transporter est beaucoup moins élevé, les trous à creuser pour la plantation sont plus petits et les coûts de production des plantules sont évités.

 

Pourquoi ne pas planter uniquement les graines?

  • Les graines doivent être protégées contre la prédation et la dessiccation d'une manière ou d'une autre. L'utilisation d'argile pour fabriquer des boules de graines donne cette protection, mais rend la plupart des graines trop difficile à bien germer. L'argile pèse également beaucoup, donc pour un grand nombre, la logistique devient chère.

  • Lorsque les travailleurs doivent semer environ 5 graines d'un mélange de nombreuses espèces, il sera très difficile de prélever dans un sac mélangé ce nombre à chaque fois pour chaque trou de plantation, car la taille et le poids des graines diffèrent. Donc des graines plus grosses et plus légères seront présentes en haut et ainsi plantées les premières et les petites graines lourdes seront au fond du sac et semées en dernier. Ce qui signifie que la diversité n'est pas assez bien répartie sur la zone à planter. Même si une seule espèce est plantée, il faudrait du temps pour compter à chaque fois environ 5 graines.

  • Il est nécessaire de pouvoir vérifier le travail effectué par les planteurs après avoir planté les graines et avant de payer pour le travail déjà effectué. Cette vérification doit être efficace avec une marge d'erreur inférieure à 1%. Il faut aussi que ce soit facile et rapide, cela ne devrait pas prendre plus de 30min à un technicien pour vérifier 1 hectare, en vérifiant 5 à 10% des trous de plantation. Les techniciens doivent vérifier si les graines ne sont pas enterrées trop profondément ou trop peu profondes et doivent vérifier s'il y a effectivement des graines dans le trou de plantation. Pour de nombreuses petites graines et dans des sols contenant des morceaux de brindilles et de feuilles, il serait presque impossible de faire cette vérification.

OmniVerdi propose une solution pour cela: l'OmniVerdi Arka. Découvrez ci-dessous!

La méthode proposée: OmniVerdi Arka, cubes de compost avec de graines

 

Un cube de 5 x 5 x 2 cm composé de compost et d'un liant contenant les graines à planter par trou de plantation. Pour chaque site, un mélange d'espèces spécifique peut être utilisé. La quantité de graines par espèce par cube dépend du taux de germination, qui peut être amélioré par un prétraitement, donc moins de graines seraient nécessaires. En moyenne, 5 graines par cube suffisent pour contenir certaines des espèces du mélange global.

Exemple pour clarifier: un champ de 100 Ha sera ensemencé avec un mélange de 10 espèces différentes. 120 000 cubes sont nécessaires, avec 5 graines chacun, ce qui signifie qu'il faut 600 000 graines. Une fois mélangés tous ensemble et en faisant les cubes de manière à contenir environ 5 graines chacun, il en résulterait des cubes contenant en moyenne 3 à 4 espèces différentes (en théorie 0 à 10 espèces par cube si tout n'est pas bien mélangé mais en moyenne 3-4 espèces si tout est mélangé bien).

 

Pour utiliser cette technique en premier lieu un trou conique de 30 cm de largeur et 15 cm de profondeur est réalisé. Ensuite, le cube est planté au fond du trou à environ 2 à 4 cm de profondeur. Une pierre blanche est placée juste à l'ouest du cube planté. Après la plantation, le technicien creusera à l'est de la pierre avec un doigt pour chercher le cube, qui est assez grand et de couleur différente de celle du sol, si facile à trouver ... ou pas au cas où les travailleurs auraient triché ou oublié de planter le cube. Environ 5% des trous de plantation doivent être vérifiés, et si dans tous ces trous vérifiés le cube est présent et planté à la bonne profondeur, alors seulement les travailleurs recevront leur paiement et la zone sera marquée Semée et vérifiée.

 

(Ce qui suit s'applique à la réalité de Madagascar, en utilisant la monnaie nationale Ariary)

Les cubes sont produit très faciles au niveau communautaire à la main. Une personne peut fabriquer quotidiennement jusqu'à 7000 cubes, mais en moyenne 3500 cubes par personne et par jour. Le salaire journalier doit être supérieur à 7500 Ar. Un bon compost peut être produit pour un coût final de 100 Ar par litre. Les graines peuvent être obtenues à raison de 1 Ar en moyenne par graine. Il en résulte un coût de production par cube de 15 à 25 Ar (0,005 Euro). Utiliser 1200 cubes par hectare et payer 25 Ar pour creuser le trou et planter le cube entraînerait un coût par hectare d'environ 55 000 Ar. L'ajout de 2000 Ar pour les pierres blanches et de 5000 Ar pour la vérification et l'administration donne environ 62 000 Ar (15 euros) par hectare pour planter 1200 cubes de 5 graines chacun.

 

Chaque cube contient en moyenne 5 graines viables, offrant une forte probabilité qu'au moins 1 arbre commence à pousser par trou de plantation si des espèces adéquates sont choisies, si le cube est planté correctement et si les pluies n'ont pas été trop faibles. La survie jusqu'à la prochaine saison des pluies et le développement ultérieur des semis nouvellement établis dépendront de nombreux facteurs. Si une bonne saison des pluies se produit après la plantation des cubes, un bon succès peut être obtenu la première fois. Mais si les pluies échouent ou si une grave sécheresse survient cette année-là, une prochaine tentative devrait être entreprise l'année suivante. En réalité, certains arbres s'établiront déjà la première fois, beaucoup échoueront et il faudra donc un resemis complémentaire 2 à 4 fois, enrichissant à chaque fois les espèces qui manquent encore en nombre ou en densité suffisants. Il faudrait planter environ 2500 cubes / hectare pour établir la quantité d'arbres et d'arbustes souhaitée au cours des 4 premières années, ce qui se traduirait par un coût total d'environ 130 000 Ar (30 euros) / ha pour le semis direct.

 

Il est recommandé d'enlever les graminées de la savane avec les racines avant la plantation, à environ 1 m autour de chaque trou de plantation souhaité. Il est préférable de nettoyer des bandes de 1,5 m de largeur tous les 6 m, puis de planter à l'intérieur des bandes à chaque 1,5 m. Ainsi, les distances finales entre les trous de plantation seront d'environ 1,5 m x 6 m, résultant en environ 1100 à 1200 trous / hectare. Toutes les graines de toutes les espèces de chaque cube ne germent pas et se transforment en un arbre ou un arbuste adulte. La plantation de 1200 trous avec 5 graines chacun donnera, après quelques années, 350 à 800 arbres adultes par hectare avec des distances aléatoires entre eux.

Le nettoyage des graminées de savane en les enlevant avec les racines coûte 100000 Ar / Ha, mais si seulement des bandes de 1,5m de largeur sont nettoyées tous les 6m, cela entraînerait un coût de nettoyage de 25000 Ar / Ha la première fois et 15000 Ar / Ha / année pour l'entretien au cours des 4 prochaines années. Total 85 000 Ar / Ha (20 euros).

 

La protection de la zone est cruciale, contre les incendies, le bétail, l'exploitation trop tôt ou trop, etc. Un processus participatif impliquant les communautés locales pour sécuriser leurs intérêts déjà donne quelque protection, mais pas suffisamment. Pour assurer une protection suffisamment efficace pendant les 5 premières années, certains coûts financiers devront être couverts: indemnités, salaires des gardiens, achats de matériel, entretien des coupe-feu, etc., soit environ 25 000 à 50 000 Ar par hectare et par an. En moyenne, assurer la protection pendant les 5 premières années coûtera environ 175 000 Ar / ha (40 euros).

 

 

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