Published October 30, 2019
| Version v1
Publication
An early warning system to predict and mitigate wheat rust diseases in Ethiopia
Creators
- 1. University of Cambridge
- 2. Met Office
- 3. Ethiopian Agricultural Transformation Agency
- 4. Ethiopian Institute of Agricultural Research
- 5. International Maize and Wheat Improvement Center
- 6. British Antarctic Survey
- 7. Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz Y Trigo
Description
Abstract Wheat rust diseases pose one of the greatest threats to global food security, including subsistence farmers in Ethiopia. The fungal spores transmitting wheat rust are dispersed by wind and can remain infectious after dispersal over long distances. The emergence of new strains of wheat rust has exacerbated the risks of severe crop loss. We describe the construction and deployment of a near real-time early warning system (EWS) for two major wind-dispersed diseases of wheat crops in Ethiopia that combines existing environmental research infrastructures, newly developed tools and scientific expertise across multiple organisations in Ethiopia and the UK. The EWS encompasses a sophisticated framework that integrates field and mobile phone surveillance data, spore dispersal and disease environmental suitability forecasting, as well as communication to policy-makers, advisors and smallholder farmers. The system involves daily automated data flow between two continents during the wheat season in Ethiopia. The framework utilises expertise and environmental research infrastructures from within the cross-disciplinary spectrum of biology, agronomy, meteorology, computer science and telecommunications. The EWS successfully provided timely information to assist policy makers formulate decisions about allocation of limited stock of fungicide during the 2017 and 2018 wheat seasons. Wheat rust alerts and advisories were sent by short message service and reports to 10 000 development agents and approximately 275 000 smallholder farmers in Ethiopia who rely on wheat for subsistence and livelihood security. The framework represents one of the first advanced crop disease EWSs implemented in a developing country. It provides policy-makers, extension agents and farmers with timely, actionable information on priority diseases affecting a staple food crop. The framework together with the underpinning technologies are transferable to forecast wheat rusts in other regions and can be readily adapted for other wind-dispersed pests and disease of major agricultural crops.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تشكل أمراض صدأ القمح واحدة من أكبر التهديدات للأمن الغذائي العالمي، بما في ذلك مزارعي الكفاف في إثيوبيا. تنتشر الجراثيم الفطرية التي تنقل صدأ القمح عن طريق الرياح ويمكن أن تظل معدية بعد انتشارها على مسافات طويلة. أدى ظهور سلالات جديدة من صدأ القمح إلى تفاقم مخاطر الفقدان الشديد للمحاصيل. نحن نصف بناء ونشر نظام الإنذار المبكر في الوقت الفعلي تقريبًا (EWS) لاثنين من الأمراض الرئيسية المشتتة بالرياح لمحاصيل القمح في إثيوبيا والذي يجمع بين البنى التحتية الحالية للبحوث البيئية والأدوات المطورة حديثًا والخبرة العلمية عبر منظمات متعددة في إثيوبيا والمملكة المتحدة. يشمل نظام الإنذار المبكر إطارًا متطورًا يدمج بيانات المراقبة الميدانية والهاتف المحمول، وتنبؤات انتشار الأبواغ والملاءمة البيئية للأمراض، بالإضافة إلى التواصل مع صانعي السياسات والمستشارين وصغار المزارعين. يتضمن النظام تدفق البيانات الآلي اليومي بين قارتين خلال موسم القمح في إثيوبيا. يستخدم الإطار الخبرة والبنى التحتية للبحوث البيئية من داخل الطيف متعدد التخصصات لعلم الأحياء والهندسة الزراعية والأرصاد الجوية وعلوم الكمبيوتر والاتصالات السلكية واللاسلكية. قدم نظام الإنذار المبكر بنجاح معلومات في الوقت المناسب لمساعدة صانعي السياسات على صياغة قرارات بشأن تخصيص مخزون محدود من مبيدات الفطريات خلال موسمي القمح لعامي 2017 و 2018. تم إرسال تنبيهات وتحذيرات عن صدأ القمح عن طريق خدمة الرسائل القصيرة وتقديم التقارير إلى 10000 وكيل تنمية وما يقرب من 275000 مزارع من أصحاب الحيازات الصغيرة في إثيوبيا الذين يعتمدون على القمح لتأمين الكفاف وسبل العيش. يمثل الإطار أحد أوائل أنظمة الإنذار المبكر المتقدمة لأمراض المحاصيل التي يتم تنفيذها في بلد نامٍ. وهو يزود واضعي السياسات ووكلاء الإرشاد والمزارعين بمعلومات قابلة للتنفيذ في الوقت المناسب عن الأمراض ذات الأولوية التي تؤثر على محصول غذائي أساسي. يمكن نقل الإطار مع التقنيات الأساسية للتنبؤ بصدأ القمح في مناطق أخرى ويمكن تكييفه بسهولة مع الآفات الأخرى المشتتة بالرياح وأمراض المحاصيل الزراعية الرئيسية.Translated Description (French)
Résumé Les maladies de la rouille du blé constituent l'une des plus grandes menaces pour la sécurité alimentaire mondiale, y compris les agriculteurs de subsistance en Éthiopie. Les spores fongiques transmettant la rouille du blé sont dispersées par le vent et peuvent rester infectieuses après une dispersion sur de longues distances. L'émergence de nouvelles souches de rouille du blé a exacerbé les risques de pertes graves de récoltes. Nous décrivons la construction et le déploiement d'un système d'alerte précoce (SAP) en temps quasi réel pour deux grandes maladies des cultures de blé dispersées par le vent en Éthiopie, qui combine les infrastructures de recherche environnementale existantes, les outils nouvellement développés et l'expertise scientifique de plusieurs organisations en Éthiopie et au Royaume-Uni. Le SAP englobe un cadre sophistiqué qui intègre les données de surveillance sur le terrain et par téléphone mobile, la dispersion des spores et la prévision de l'adéquation environnementale des maladies, ainsi que la communication aux décideurs, aux conseillers et aux petits agriculteurs. Le système implique un flux de données automatisé quotidien entre deux continents pendant la saison du blé en Éthiopie. Le cadre utilise l'expertise et les infrastructures de recherche environnementale du spectre interdisciplinaire de la biologie, de l'agronomie, de la météorologie, de l'informatique et des télécommunications. Le SAP a fourni avec succès des informations en temps opportun pour aider les décideurs à formuler des décisions concernant l'allocation de stocks limités de fongicides pendant les saisons du blé 2017 et 2018. Des alertes et des avis de rouille du blé ont été envoyés par service de messages courts et de rapports à 10 000 agents de développement et à environ 275 000 petits agriculteurs en Éthiopie qui dépendent du blé pour leur subsistance et leur sécurité de subsistance. Le cadre représente l'un des premiers SAP de maladies des cultures avancées mis en œuvre dans un pays en développement. Il fournit aux décideurs, aux agents de vulgarisation et aux agriculteurs des informations opportunes et exploitables sur les maladies prioritaires affectant une culture vivrière de base. Le cadre ainsi que les technologies sous-jacentes sont transférables pour prévoir les rouilles du blé dans d'autres régions et peuvent être facilement adaptés à d'autres ravageurs dispersés par le vent et aux maladies des principales cultures agricoles.Translated Description (Spanish)
Resumen Las enfermedades de la roya del trigo representan una de las mayores amenazas para la seguridad alimentaria mundial, incluidos los agricultores de subsistencia en Etiopía. Las esporas de hongos que transmiten la roya del trigo se dispersan por el viento y pueden permanecer infecciosas después de la dispersión a largas distancias. La aparición de nuevas cepas de roya del trigo ha exacerbado los riesgos de pérdida severa de cultivos. Describimos la construcción y el despliegue de un sistema de alerta temprana (EWS) casi en tiempo real para dos enfermedades importantes dispersadas por el viento de los cultivos de trigo en Etiopía que combina las infraestructuras de investigación ambiental existentes, las herramientas recientemente desarrolladas y la experiencia científica en múltiples organizaciones en Etiopía y el Reino Unido. El EWS abarca un marco sofisticado que integra datos de vigilancia de campo y de telefonía móvil, dispersión de esporas y pronóstico de idoneidad ambiental de enfermedades, así como comunicación a los responsables políticos, asesores y pequeños agricultores. El sistema implica el flujo de datos automatizado diario entre dos continentes durante la temporada de trigo en Etiopía. El marco utiliza la experiencia y las infraestructuras de investigación ambiental dentro del espectro interdisciplinario de la biología, la agronomía, la meteorología, la informática y las telecomunicaciones. El EWS proporcionó con éxito información oportuna para ayudar a los responsables políticos a formular decisiones sobre la asignación de existencias limitadas de fungicidas durante las temporadas de trigo de 2017 y 2018. El servicio de mensajes cortos y los informes enviaron alertas y avisos sobre la roya del trigo a 10 000 agentes de desarrollo y aproximadamente 275 000 pequeños agricultores en Etiopía que dependen del trigo para su subsistencia y seguridad de sus medios de subsistencia. El marco representa uno de los primeros EWS de enfermedades avanzadas de cultivos implementados en un país en desarrollo. Proporciona a los responsables políticos, los agentes de extensión y los agricultores información oportuna y procesable sobre las enfermedades prioritarias que afectan a un cultivo alimentario básico. El marco, junto con las tecnologías subyacentes, son transferibles para pronosticar la roya del trigo en otras regiones y se pueden adaptar fácilmente a otras plagas dispersas por el viento y enfermedades de los principales cultivos agrícolas.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نظام إنذار مبكر للتنبؤ بأمراض صدأ القمح والتخفيف من حدتها في إثيوبيا
- Translated title (French)
- Un système d'alerte précoce pour prédire et atténuer les maladies de la rouille du blé en Éthiopie
- Translated title (Spanish)
- Un sistema de alerta temprana para predecir y mitigar las enfermedades de la roya del trigo en Etiopía
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2970116914
- DOI
- 10.1088/1748-9326/ab4034
References
- https://openalex.org/W110973322
- https://openalex.org/W1576379863
- https://openalex.org/W2028746259
- https://openalex.org/W2035100819
- https://openalex.org/W2084600913
- https://openalex.org/W2091423941
- https://openalex.org/W2104155220
- https://openalex.org/W2117372224
- https://openalex.org/W2148949302
- https://openalex.org/W2149613654
- https://openalex.org/W2154118915
- https://openalex.org/W2175253237
- https://openalex.org/W2177257729
- https://openalex.org/W2254178749
- https://openalex.org/W2743782359
- https://openalex.org/W2751737572
- https://openalex.org/W2758112425
- https://openalex.org/W2883961472
- https://openalex.org/W4210980530