Monday, October 31, 2011

GM crops promote superweeds, food insecurity and pesticides, say NGOs


Genetic engineering has failed to increase the yield of any food crop but has vastly increased the use of chemicals and the growth of "superweeds"

Genetic engineering has failed to increase the yield of any food crop but has vastly increased the use of chemicals and the growth of "superweeds", according to a report by 20 Indian, south-east Asian, African and Latin American food and conservation groups representing millions of people.

The so-called miracle crops, which were first sold in the US about 20 years ago and which are now grown in 29 countries on about 1.5bn hectares (3.7bn acres) of land, have been billed as potential solutions to food crises, climate change and soil erosion, but the assessment finds that they have not lived up to their promises.

The report claims that hunger has reached "epic proportions" since the technology was developed. Besides this, only two GM "traits" have been developed on any significant scale, despite investments of tens of billions of dollars, and benefits such as drought resistance and salt tolerance have yet to materialise on any scale.

Most worrisome, say the authors of the Global Citizens' Report on the State of GMOs, is the greatly increased use of synthetic chemicals, used to control pests despite biotech companies' justification that GM-engineered crops would reduce insecticide use.

In China, where insect-resistant Bt cotton is widely planted, populations of pests that previously posed only minor problems have increased 12-fold since 1997. A 2008 study in the International Journal of Biotechnology found that any benefits of planting Bt cotton have been eroded by the increasing use of pesticides needed to combat them.

Additionally, soya growers in Argentina and Brazil have been found to use twice as much herbicide on their GM as they do on conventional crops, and a survey by Navdanya International, in India, showed that pesticide use increased 13-fold since Bt cotton was introduced.

The report, which draws on empirical research and companies' own statements, also says weeds are now developing resistance to the GM firms' herbicides and pesticides that are designed to be used with their crops, and that this has led to growing infestations of "superweeds", especially in the US.

Ten common weeds have now developed resistance in at least 22 US states, with about 6m hectares (15m acres) of soya, cotton and corn now affected.

Consequently, farmers are being forced to use more herbicides to combat the resistant weeds, says the report. GM companies are paying farmers to use other, stronger, chemicals, they say. "The genetic engineering miracle is quite clearly faltering in farmers' fields," add the authors.

The companies have succeeded in marketing their crops to more than 15 million farmers, largely by heavy lobbying of governments, buying up local seed companies, and withdrawing conventional seeds from the market, the report claims. Monsanto, Dupont and Syngenta, the world's three largest GM companies, now control nearly 70% of global seed sales. This allows them to "own" and sell GM seeds through patents and intellectual property rights and to charge farmers extra, claims the report.

The study accuses Monsanto of gaining control of over 95% of the Indian cotton seed market and of massively pushing up prices. High levels of indebtedness among farmers is thought to be behind many of the 250,000 deaths by suicide of Indian farmers over the past 15 years.

The report, which is backed by Friends of the Earth International, the Center for Food Safety in the US, Confédération Paysanne, and the Gaia foundation among others, also questions the safety of GM crops, citing studies and reports which indicate that people and animals have experienced apparent allergic reactions.

But it suggests scientists are loath to question the safety aspects for fear of being attacked by establishment bodies, which often receive large grants from the companies who control the technology.

Monsanto disputes the report's findings: "In our view the safety and benefits of GM are well established. Hundreds of millions of meals containing food from GM crops have been consumed and there has not been a single substantiated instance of illness or harm associated with GM crops."

It added: "Last year the National Research Council, of the US National Academy of Sciences, issued a report, The Impact of Genetically Engineered Crops on Farm Sustainability in the United States, which concludes that US farmers growing biotech crops 'are realising substantial economic and environmental benefits – such as lower production costs, fewer pest problems, reduced use of pesticides, and better yields – compared with conventional crops'."

David King, the former UK chief scientist who is now director of the Smith School of Enterprise and the Environment at Oxford University, has blamed food shortages in Africa partly on anti-GM campaigns in rich countries.

But, the report's authors claim, GM crops are adding to food insecurity because most are now being grown for biofuels, which take away land from local food production.

Vandana Shiva, director of the Indian organisation Navdanya International, which co-ordinated the report, said: "The GM model of farming undermines farmers trying to farm ecologically. Co-existence between GM and conventional crops is not possible because genetic pollution and contamination of conventional crops is impossible to control.

"Choice is being undermined as food systems are increasingly controlled by giant corporations and as chemical and genetic pollution spread. GM companies have put a noose round the neck of farmers. They are destroying alternatives in the pursuit of profit."

Credit : The Guardian

Saturday, October 29, 2011

Padi SRI Parit 4 Sungai Besar


28 Oktober 2011 - Lawatan ke lot SRI.
 Padi yang ditanam dengan kaedah SRI di Parit 4 Sungai Besar Daerah Sabak Bernam. Kerja melandak pertama telah dijalankan menggunakan jentera.
Tarikh tanam : 11 Oktober 2011.






Monday, October 24, 2011

Pulangan yang Berkurangan


Dalam entri sebelum ini ada dibincangkan secara ringkas berkaitan dengan inflasi tolakan kos. Peningkatan kos pengeluaran yang tinggi semakin membimbangkan petani kerana kos yang tinggi akan mengurangkan pendapatan mereka. Dalam ekonomi, faktor ini disebut sebagai Hukum Pulangan Berkurangan; The Law of Diminishing Returns.

Dalam ekonomi, pulangan berkurangan (juga dipanggil pulangan marginal berkurangan) adalah pengurangan dalam margin (seunit) output daripada proses pengeluaran sebagai jumlah satu faktor pengeluaran tunggal meningkat, manakala jumlah faktor-faktor pengeluaran lain kekal malar. Hukum pulangan berkurangan (juga hukum mengurangkan pulangan marginal atau mana-mana hukum meningkatkan kos relatif) menyatakan bahawa dalam semua proses produktif, sambil menambah lebih daripada satu faktor pengeluaran, sementara yang lain malar, pada satu masa nanti akan menghasilkan setiap unit pulangan lebih rendah. Hukum pulangan berkurangan tidak membayangkan bahawa menambah lebih banyak faktor akan mengurangkan jumlah pengeluaran, keadaan yang dikenali sebagai pulangan negatif, walaupun sebenarnya, ini adalah perkara biasa. Jumlah pengeluaran biasanya bertambah, tetapi kos pengeluaran yang tinggi akan mengurangkan margin dan keuntungan per unit output.

Sebagai contoh, penggunaan baja meningkatkan pengeluaran hasil tanaman, tetapi pada suatu tahap, menambah lebih banyak baja tidak akan meningkatkan hasil, dan kuantiti yang berlebihan juga boleh mengurangkan hasil. Satu lagi contoh ialah di kilang pemasangan kenderaan, menambah lebih ramai pekerja menyebabkan masalah seperti menunggu bahagian komponen kenderaan untuk dipasang, atau pekerja seringkali menunggu untuk akses ke bahagian lain. Dalam semua proses ini, menghasilkan satu unit pengeluaran per unit masa akhirnya meningkatkan kos, kerana input yang digunakan kurang cekap dan kurang berkesan.

Hukum pulangan berkurangan adalah salah satu hukum yang paling terkenal dalam ekonomi dan memainkan peranan utama dalam teori pengeluaran.

Kajian kes di kawasan Sekinchan, Daerah Sabak Bernam

Kajian kes yang dijalankan di Sekinchan memberi fokus kepada pulangan hasil dan pendapatan petani. 87 sampel diambil (65 lelaki dan 22 perempuan) dan kos pengeluaran beserta hasil pengeluaran direkodkan. Kajian Sosioekonomi Petani Barat Laut Selangor 2010 akan dijadikan panduan dan rujukan asas. Data kos pengeluaran dan pendapatan petani Sekinchan akan dibandingkan dengan kos pengeluaran 2007 hingga 2010.

Carta 1 : Purata hasil padi Sekinchan (tan/ha) dari tahun 2007 hingga 2010.


Carta 2 : Kos pengeluaran padi sehektar dari tahun 2007 hingga 2010. Kenaikan mendadak kos pengeluaran pada tahun 2008 disebabkan oleh kenaikan harga minyak dan kos-kos lain.



Carta 3 : Pecahan kos pengeluaran. Input baja dan racun (termasuk racun rumpai, serangga, tikus, siput dan kulat) merangkumi 51% jumlah kos pengeluaran.


Carta 4 : Pendapatan bulanan bersih petani Sekinchan bagi 1 hektar sawah

* Faktor harga padi memainkan peranan yang penting kepada pendapatan petani. Harga padi pada tahun 2007 di Sekinchan sekitar RM 1,100.00 hingga 1,150.00 bagi setiap tan. Menjelang tahun 2008, harga padi naik kepada RM 1,250.00 bagi setiap tan dan kekal sehingga kini.

* Data pendapatan bulanan petani bagi petani yang mengusahakan sendiri tanah sawah.

Andaian awal yang dibuat ialah rata-rata hasil petani di Sekinchan telah mencapai tahap maksimum pengeluaran padi. Menambahkan input dalam bentuk baja atau racun tidak akan memberi perubahan hasil yang signifikan mahupun menambahkan pendapatan petani. Trend pendapatan didapati mulai menurun kerana pertambahan kos pengeluaran, sedangkan harga padi kekal malar. Apa yang dibimbangi ialah petani di Sekinchan akan sampai pada suatu tahap pulangan negatif - menambah input hanya akan mengurangkan hasil padi dan pendapatan petani.


Output Table

 Jadual 1 : Purata kos pengeluaran sehektar

Jadual 2 : Purata pendapatan sebulan


Jadual 3 : Purata kos pengeluaran tahun 2010 (tidak termasuk subsidi)

Kos input (baja dan racun) dan kos upah yang tinggi menyebabkan kenaikan kos pengeluaran padi. Jadual 3 menunjukkan kos pengeluaran purata tahun 2010 bagi petani yang mengusahakan sendiri sawah mereka. Bagi yang menyewa sawah, kadar sewaan sawah di Sekinchan kini menjangkau RM 5,000.00 semusim.

Wednesday, October 19, 2011

Ekologi dan Epidemiologi - Kecerunan Penyakit Bawaan Bakteria Utama Padi


Memahami bagaimana tahap penyakit meningkat atau berkurangan melawan masa merupakan satu elemen asas dalam ekologi dan epidemiologi penyakit tanaman. Model statistik biasanya digunakan bagi membuat rumusan dan menerangkan secara kompleks, supaya perkembangan penyakit lebih mudah untuk difahami. Sebagai contoh, perbandingan diantara corak perkembangan penyakit bagi pelbagai jenis penyakit, kultivar, strategi pengurusan atau perubahan alam sekitar boleh membantu mengenalpasti pengurusan terbaik untuk penyakit tanaman. Memahami bagaimana populasi pelbagai jenis patogen tumbuhan meningkat di dalam patosistem merupakan proses kritikal dalam pembentukan kaedah pengurusan yang sepatutnya. Bakteria dan virus mampu membina populasi yang besar dalam tempoh masa yang singkat, beberapa hari malah beberapa jam di bawah keadaan yang sesuai. Kulat juga membiak secara pantas, dalam tempoh beberapa hari atau minggu, yang penting bagi patogen fungal untuk menyebabkan penyakit polycyclic i.e. kulat membiak beberapa kali semusim. Nematod, walaubagaimanapun mengambil masa setahun atau lebih untuk menyempurnakan kitaran reproduktifnya. Perbezaan karakteristik ini memberi pengaruh yang besar kepada perkembangan penyakit melawan masa.

Perkembangan penyakit melawan masa

Pengukuran yang paling berguna di dalam perkembangan penyakit bergantung kepada hos dan patogen. Insiden penyakit, atau jumlah bilangan tumbuhan berpenyakit dibahagikan kepada jumlah tanaman yang dikira, merupakan satu pengukuran yang sering dibuat. Insiden penyakit merupakan pengukuran yang berguna untuk mengira penyakit bagi tanaman tahunan seperti limau, atau menganggar kehilangan tanaman akibat penyakit seperti penyakit batang reput pada jagung dimana keseluruhan tanaman boleh mati daripada hanya jangkitan tunggal. Sementara itu, nematod, biasanya mengambil masa setahun atau lebih untuk melengkapkan kitaran pembiakan mereka. Ciri-ciri yang berbeza ini akan mempengaruhi kemajuan penyakit dari masa ke masa.

Keterukan penyakit (disease severity), biasanya didefinasikan sebagai peratus (kawasan) tisu berpenyakit yang terdapat di atas tumbuhan yang dijangkiti, merupakan satu lagi pengukuran yang biasa dibuat, kebiasaanya untuk menilai penyakit foliar (daun) dimana jumlah penyakit yang hadir pada tanaman mungkin boleh dikaitkan dengan anggaran kehilangan hasil. Walaupun terdapat perbezaan bagaimana penyakit diukur, kaedah yang sama digunakan bagi menerangkan dan membuat kesimpulan keluk perkembangan penyakit yang boleh diaplikasi untuk pelbagai patosistem tumbuhan yang luas.

Ukuran bagi insiden penyakit atau keterukan jangkitan biasanya diplotkan pada paksi-Y manakala fungsi untuk masa diplotkan pada paksi-X. Keluk kemajuan penyakit dapat menyediakan cara membandingkan penyakit merentasi tahun atau lokasi.

Penyebaran penyakit

Penyebaran (atau pergerakan) patogen tumbuhan merupakan komponen penting untuk penyebaran penyakit tumbuhan dan mungkin berlaku dalam ladang atau merentasi benua. Penyuraian boleh ditakrifkan sebagai pergerakan unit patogen dari sumber asal, atau tumpuan (Campbell dan Madden 1990). Mekanisma penyebaran berbeza secara meluas di kalangan patogen tumbuhan, termasuk mekanisma berikut (Campbell dan Madden 1990).
  • Spora
  • Angin
  • Vektor Artropod serangga dan lain-lain
  • Vektor nematod
  • Hujan
  • Air larian permukaan
  • Pergerakan bahan tumbuhan yang dijangkiti (benih, keratan tanaman dan lain-lain)
  • Pengaruh manusia seperti pergerakan jentera ladang
Penyebaran dan kecerunan penyakit yang sepadan dengan mekanisma-mekanisma yang disenaraikan sering dijadikan asas untuk membuat anggaran. Kecerunan penyuraian mewakili taburan frekuensi jarak yang dilalui oleh semua individu dalam populasi dan aplikasi kecerunan penyebaran amat berguna untuk mencirikan penyebaran satu arah (Nathan et al 2003). Konsep utama untuk meningkatkan pemahaman kita tentang penyebaran ialah perbezaan antara penyebaran cerun (inokulum) dan kecerunan penyakit. Kecerunan inokulum menerangkan pergerakan unit propagatif, di mana ketersediaan perumah tidak semestinya diperlukan. Kecerunan penyakit mengambil kira semua peristiwa yang membawa kepada penyebaran penyakit, termasuk penyebaran inokulum, pengangkutan, dan pemendapan, serta kehadiran perumah yang mudah terdedah dalam persekitaran yang kondusif kepada penyakit.

Untuk patogen tumbuhan, sumber utama inokulum biasanya merupakan salah satu daripada tiga jenis am: titik, garisan, atau kawasan. Satu titik punca biasanya mempunyai diameter lebih kecil daripada 1% daripada panjang kecerunan (Campbell dan Madden 1990; Zadoks dan Schein 1979), manakala sumber talian atau kawasan tidak semestinya mempunyai saiz yang tetap. Sebagai contoh, sumber talian boleh jadi deretan tumbuhan berpenyakit, dan pengukuran patogen / penyakit dibuat pada jarak yang jauh dari sumber. 

Tambahan pula, terdapat dua jenis kecerunan penyebaran propagatif yang memerlukan pertimbangan: rendah dan menengah (Campbell dan Madden 1990; Gregory 1968). Kecerunan penyakit rendah menunjukkan potensi penyebaran organisma patogen (inokulum) dalam satu kitaran penyakit (sumber tunggal). Kecerunan penyakit menengah berlaku apabila inokulum dipindahkan dari luka (tumbuhan) yang telah dijangkiti semasa penyebaran utama berlaku. Dalam kajian kes yang berikut, kedua-dua kecerunan rendah dan menengah akan digambarkan.

Di samping itu ukuran penyebaran dalam ladang, penyebaran jarak jauh (long distance dispersal, LDD) adalah penting untuk banyak patogen tumbuhan (misalnya, penyakit karat kacang soya Asia dan kulat biru tembakau). Penyebaran berjaya penyakit tumbuhan pada jarak yang jauh sering bergantung kepada perkara-perkara berikut:
  • kadar pembiakan organisma patogen; 
  • kapasiti dibawa oleh sumber setempat; 
  • peranan pergolakan atmosfera, kestabilan dan kelajuan angin; 
  • survival spora semasa pendedahan kepada suhu dan kelembapan dan sinaran UV dari matahari yang melampau.
Sementara spora banyak boleh dibunuh semasa pengangkutan atmosfera, bilangan yang mencukupi selalunya kekal berdaya maju untuk menyebabkan jangkitan baru dan wabak (Campbell dan Madden 1990).

Kajian kes ini akan menekankan konsep berikut: kecerunan penyakit utama, kecerunan penyakit menengah, kesan saiz titisan dan nombor pada penyebaran dan penyebaran dalam kajian lapangan yang besar.

Kajian kes : Penyakit hawar daun bakteria di Sawah Sempadan, Tanjong Karang

Penulisan ini akan menunjuk dan membincangkan ilustrasi asas matematikal dan bilogikal perkembangan penyakit melawan masa. Untuk itu, perkembangan penyakit bawaan bakteria yang berlaku di Sawah Sempadan, Tanjong Karang pada Musim 2/2011 akan dijadikan kajian kes bagi menunjukkan perkembangan penyakit dan penggunaan pengaturcaraan R bagi menunjukkan perkembangan penyakit melawan masa. Kita bermula dengan melihat beberapa contoh hubungan model diantara pembolehubah dan melihat kepada alatan matematik yang berguna untuk model perkembangan penyakit.

Seperti yang ditulis sebelum ini, penyakit hawar daun bakteria boleh mengakibatkan kehilangan hasil padi sehingga 60%. Hujan dan kelembapan menyebabkan penyakit ini merebak dengan pantas - menyebabkan kesan penyakit ini sangat ketara pada musim 2/2011 di Sawah Sempadan memandangkan taburan hujan yang tinggi di Tanjong Karang sekitar Oktober hingga Disember. Kesan serangan merebak hawar daun bakteria yang dilihat di Sawah Sempadan dapat dijadikan model dalam menilai penyebaran penyakit dan mengesyorkan langkah bagi mengatasi masalah ini di masa akan datang.

Kesan serangan penyakit hawar daun bakteria di Blok D Sawah Sempadan

Keterangan lokasi : Sawah Sempadan mempunyai keluasan kira-kira 2,340 hektar terletak di kawasan Tanjong Karang, Selangor. Dalam kajian kes ini, blok D, K, P dan V dipilih yang merangkumi 189 lot sawah dengan keluasan 203 hektar bertanam. Tanah agak berasid dengan nilai pH 4.1 hingga 4.5 dan air dari sistem pengairan mempunyai pH 4.5.

Blok D,K,P,V Sawah Sempadan, Tanjong Karang

Siri tanah di Sawah Sempadan, Tanjong Karang

Taburan hujan di Sawah Sempadan

Objektif kajian kes ini adalah untuk mengkaji potensi perebakan bakteria Xanthomonas oryzae pv. oryzae pada musim 2/2011 (musim lembab) untuk dijadikan titik asas data epidemiologi cerun penyakit utama. Pemantauan kawasan yang berpenyakit dibuat beberapa kali semusim bagi menganggar jumlah kawasan yang terjejas. Jumlah daun yang dijangkiti dikira dalam tempoh 30 hingga 35 hari selepas inokulum dibuat. Data yang diperolehi dianalisis menggunakan dua model yang berbeza - Model Ubahsuaian Gregory (peraturan kuasa diubahsuai, y = a (s + c)-b) dan Model Kiyosawa & Shiyomi (model eksponential).

Model Ubahsuaian Gregory dan model Kiyosawa & Shiyomi menyifatkan gaya dan corak yang sama, dengan penyebaran cerun curam bagi kajian ini. Dalam satu kajian yang pernah dibuat oleh Mundt et al. (1999) menyimpulkan bahawa penyebaran percikan X. oryzae pv. oryzae adalah mekanisme utama untuk kecerunan curam. Tambahan pula, Mundt et al. (1999) menyimpulkan bahawa model Kiyosawa dan Shiyomi lebih sesuai untuk data yang diperhatikan.

Bagi memeriksa penyebaran penyakit mengikut model Mundt et al. (1999), graf di bawah dijana menggunakan pengaturcaraan R.

#y contains the number of new lesions
y <-c (3.083,0.521,0.083,0.021)
#y2 contains the distances studied (meters)
y2 <-c (0.0,0.22,0.44,0.66)
#Plot the observed points
points(y2,y,pch=19,col='black')
Daripada graf yang telah dijana, kita dapat mengukur jarak penyebaran penyakit di dalam ladang berserta jumlah lesion baru (tisu yang rosak akibat jangkitan) yang muncul akibat serangan penyakit ini. Kesimpulan mudah yang dapat dibuat ialah jarak penyakit akan bertambah dengan pertambahan lesion.

Thursday, October 13, 2011

Simulasi perebakan penyakit hawar daun bakteria melalui beberapa model


Melalui perlakuan perebakan secara sebaran, tumpuan diberi kepada memeriksa dan membandingkan mekanisme dan andaian yang akan membawa kepada anggaran eksponen (kenaikan) kepada perebakan, yang berkaitan propagul atau penyakit dengan jarak daripada sumber. Penyebaran (atau pergerakan) patogen tumbuhan adalah satu komponen penting bagi penyebaran penyakit tumbuhan dan boleh berlaku dalam ladang atau di seluruh benua. Penyebaran (dispersal) boleh ditakrifkan sebagai pergerakan unit propagatif patogen dari sumber asal, atau tumpuan (Campbell dan Madden 1990). Mekanisme penyebaran berbeza di kalangan patogen tumbuhan, termasuk mekanisma berikut (Campbell dan Madden 1990).
  • penyebaran spora 
  • angin 
  • serangga dan lain-lain vektor artropod 
  • vektor nematod hujan 
  • air larian permukaan (surface run-off
  • pergerakan bahan tumbuhan yang dijangkiti 
  • pengaruh manusia seperti pergerakan jentera ladang
Bakteria patogenik yang menyerang tumbuhan boleh tersebar melalui beberapa mekanisme: hujan, angin, benih tercemar atau yang telah dijangkiti, serangga, dan peralatan ladang yang tercemar (Quinn et al 1980.). Penyebaran secara "percikan" adalah mekanisme penting untuk penyebaran jarak pendek, biasanya merentasi jarak kurang daripada satu meter. Percikan spora - tersebar atau bakteria dihasilkan dalam lendir dan menjadikan mereka melekat pada permukaan tumbuhan, dengan itu mengurangkan peranan penyebaran angin. Beberapa faktor yang mempengaruhi penyebaran percikan: kepekatan inokulum pada sumber, ciri-ciri orientasi dan permukaan sumber, dan saiz dan halaju titisan hujan. Keberkesanan penyebaran (iaitu jarak yang dilalui) bergantung kepada momentum hujan yang jatuh dan titisan hujan yang lebih besar didapati lebih berkesan. Penyebaran percikan juga boleh berlaku melalui pengairan, seperti pengairan pemercik (sprinkler). Titisan kepada kanopi daripada hujan, kabus dan embun mempunyai kesan yang sama, dan pada tahap tertentu, menyebabkan penyebaran bakteria secara menegak (vertical dispersal of bacteria) (Fitt et al. 1989). Xanthomonas campestris pv. malvacearum dan Erwinia carotovora sub sp. atroseptica adalah dua contoh bakteria yang tersebar secara percikan. Bagi penyakit hawar daun bakteria, angin merupakan mekanisme utama penyebaran, terutamanya bagi inokulum kering. Patogen kering tersebar menghasilkan struktur penyebaran lebih ringan dan lebih kecil yang boleh menjadi bawaan udara.

Model penyebaran yang paling sesuai untuk menggambarkan penyebaran patogen tumbuhan tertentu bergantung kepada mekanisme penyebaran patogen tersebut. Penyelidik mungkin mencuba beberapa jenis model untuk menggambarkan data daripada eksperimen yang diberikan atau kajian pemerhatian. Bentuk model yang paling sesuai boleh memberi gambaran yang lebih tepat tentang mekanisme penyebaran.

Jadual berikut menunjukkan beberapa model penyebaran yang sama, disesuaikan daripada Campbell dan Madden (1990).


Persamaan ini melibatkan catatan berikut:
  • y = y (s) boleh mewakili kepekatan inokulum, keterukan penyakit, atau kebarangkalian jangkitan di unit titik s dari punca jangkitan. Dalam konteks kecerunan penyakit, nilai 1-y mewakili bahagian tisu tuan rumah sihat. 
  • , dengan itu, mewakili kadar di mana sama ada kepekatan inokulum, keterukan penyakit, atau kebarangkalian perubahan jangkitan sebagai jarak yang jauh daripada perubahan sumber. 
  • b ialah parameter kadar menentukan bagaimana curam kecerunan penyakit adalah (nilai yang lebih besar untuk | b | membawa kepada penyakit kecerunan curam). Apabila b tidak mempunyai unit (Model B, E, F) adalah lebih sukar untuk perbandingan antara dua model, kerana mereka mungkin mempunyai skala jarak yang berbeza. 
  • Parameter a bertindak seperti keadaan awal. Sekiranya y mewakili kebarangkalian, satu nilai akan dipilih supaya kebarangkalian penyebaran seluruh julat jarak yang berpotensi daripada sumber ialah 1. Perhatikan bahawa dalam model A, C, dan D ( model di mana b mempunyai unit) ia diandaikan bahawa kadar perubahan dalam penyebaran dengan jarak dari sumber yang sama di semua jarak.

Dalam setiap persamaan, y adalah linear dari segi s, jadi regresi linear boleh digunakan untuk menganggarkan parameter. Satu lagi pilihan yang lebih mudah dalam beberapa kes , adalah untuk melinearkan persamaan (bentuk yang terhasil yang disenaraikan dalam jadual) dan kemudian menggunakan regresi untuk menganggarkan parameter.

Model A dan B , hukum eksponen dan hukum kuasa, adalah model yang paling mudah yang dibentangkan di sini, dan kedua-duanya biasa digunakan. Dalam versi yang lebih umum, s dalam bentuk bersepadu boleh dibangkitkan kepada beberapa kuasa. Dalam banyak kes di mana salah satu model ini sesuai untuk data, model yang lain mungkin juga hampir sesuai.

Satu perbezaan antara model hukum eksponen dan kuasa adalah "perangkap" yang dinyatakan adalah b tidak mempunyai unit dalam model hukum kuasa, tetapi perangkap ini dapat dielakkan dalam model eksponen. Satu lagi perbezaan ialah di peringkat sumber, model hukum kuasa memberikan intensiti penyakit ∞, yang tidak realistik, manakala model eksponen memberikan kepadatan terhad yang boleh dikawal melalui parameter. Walau bagaimanapun, pada jarak yang sangat kecil daripada sumber, model eksponential tidak semestinya menggambarkan kepadatan inokulum yang tinggi, manakala model hukum kuasa secara amnya akan memberikan nilai-nilai yang besar. Umumnya, apabila patogen yang disebarkan oleh percikan air, model eksponential adalah lebih baik, dan apabila patogen yang sangat kecil (lebih kecil daripada 10 μm) tersebar melalui angin, model hukum kuasa mungkin lebih sesuai (Campbell dan Madden 1990).

Model C-F mengambil kira jumlah tisu tuan rumah sihat. Persamaan C adalah mirip kepada model monomolecular yang digunakan dalam mengkaji kemajuan penyakit dari masa ke masa. Model C dan D menganggap bahawa kadar perubahan dalam penyebaran adalah tetap pada jarak yang berbeza, manakala E dan F tidak. Walau bagaimanapun , C dan D mempunyai unit-unit untuk parameter b (menjadikannya lebih mudah untuk membandingkan model sesuai untuk set data yang berbeza) manakala E dan F tidak. C dan E adalah fungsi jumlah tisu yang sihat yang tinggal, manakala D dan F adalah fungsi kedua-dua jumlah tisu berpenyakit dan jumlah tisu yang sihat yang tinggal, berdasarkan model penyebaran lurus di mana responnya ialah ln( 1/1- y )).

Satu bentuk khusus persamaan F yang telah digunakan dalam epidemiologi adalah model Cauchy ini:



Seterusnya, bahasa pengaturcaraan R digunakan bagi memplot graf berdasarkan model A-F. Kod R berikut menghasilkan fungsi yang akan memplotkan kedua-dua keluk dengan parameter a1 dan b1 sepadan dengan model hukum kuasa dan parameter a2 dan b2 sama dengan model eksponen.

plot.exp.power <- 
function(a1,a2,b1,b2,max1,max2)
{
  curve(a1*x^(-b1),
  from=0, to=max1,
  add=FALSE,
  lty=1,
  xlab='Distance (m) from source',
  ylab='Disease incidence',
  col='black',
  xlim=c(0,60),
  ylim=c(0,50))
  title(main='Power law (black) and Exponential (red)')
  curve(a2*exp(-b2*x),
  from=0, to=max2,
  add=TRUE,
  lty=1,
  col='red')
}

Untuk mengenalpasti perbezaan di antara dua keluk, graf diplotkan bagi mengaplikasikan fungsi dengan parameter yang dianggarkan seperti berikut:

plot.exp.power(a1=184.9, a2=18.59,
               b1=2.07, b2=0.106,
               max1=60, max2=60)

Output:

Jika parameter diubah seperti berikut, cerun graf menjadi kurang curam:

plot.exp.power(a1=113.9, a2=11.49,
               b1=2.07, b2=0.106,
               max1=60, max2=60)

Output:


Bagi model C dan D fungsi boleh ditafsir sama seperti model A dan B. Sebagai contoh:

plot.C.D <-function(a1,a2,b1,b2,max1,max2){
curve(1-a1*exp(b1*x),
  from=0,  to=max1,
  add=FALSE,
  lty=1,
  xlab='Distance (m) from source',
  ylab='Disease incidence',
  col='black',
  xlim=c(0,60),
  ylim=c(0,1))
title(main='Model C (black) and Model D (red)')
curve(1/(1+a2*exp(b2*x)),
  from=0, to=max2,
  add=TRUE,
  lty=1,
  col='red')
}


dimana, apabila digunakan nilai parameter seperti berikut:

plot.C.D(a1=0.03, a2=5.59,
         b1=0.08, b2=0.106,
         max1=60, max2=60)

menjadi:

Output:


Serupa juga bagi model E dan F;

plot.E.F <- function(a1,a2,b1,b2,max1,max2){
  curve(1-a1*x^(b1),
  from=0, to=max1,
  add=FALSE,
  lty=1,
  xlab='Distance (m) from source',
  ylab='Disease incidence',
  col='black',
  xlim=c(0,60),
  ylim=c(0,1))
  title(main='Model E (black) and Model F (red)')
  curve(1/(1+a2*x^b2),
  from=0, to=max2,
  add=TRUE,
  lty=1,
  col='red')

Plot berikut boleh dilihat dengan menumpu kepada parameter berikut:

plot.E.F(a1=0.09, a2=2,
         b1=0.6, b2=0.6,
         max1=60, max2=60)

Output:


Entri berikut: Ekologi dan Epidemiologi - Kecerunan Penyakit Bawaan Bakteria Utama Padi

Tuesday, October 11, 2011

Teori pemilihan r/K bena perang


Teori pemilihan r/K - Dalam ekologi, teori pemilihan r/K berkaitan dengan pemilihan kombinasi ciri-ciri dalam organisma dengan trade-off (situasi dimana mengorbankan satu kualiti atau aspek untuk mendapat satu kualiti atau aspek yang lain). Tumpuan sama ada kepada meningkat kuantiti anak-anak dengan mengurangkan pelaburan individu ibu bapa, atau kuantiti anak-anak dikurangkan dengan meningkat pelaburan kepada individu ibu bapa, diubah untuk menyesuaikan diri dalam persekitaran tertentu.Teori ini popular di dalam tahun 1970-an dan 1980-an apabila ia telah digunakan sebagai peranti heuristik, tetapi kepentingannya lenyap dalam awal 1990, setelah dikritik oleh beberapa kajian empirikal. Paradigma pemilihan r/K diganti kepada paradigma "life history" (sejarah kehidupan). Walau bagaimanapun, paradigma sejarah kehidupan berterusan untuk menggabungkan banyak tema yang penting kepada paradigma pemilihan r/K. Istilah atau terminologi pemilihan r/K ini dicipta oleh ahli ekologi Robert MacArthur dan EO Wilson berdasarkan kerja mereka mengkaji biogeografi pulau.

Ahli ekologi telah lama terpesona dengan kepelbagaian strategi kehidupan organisma. MacArthur dan Wilson (1967) merupakan yang pertama menggunakan terma pemilihan r/K untuk membincangkan penyesuaian spesies yang berbeza di bawah persekitaran yang pendek dan jangka panjang. Pianka ((1970) menegaskan bahawa r dan K tidak mewakili dikotomi yang sebenar tetapi sekadar titik hujung spektrum dan menggunakan terma r - K kontinum. Di sepanjang kontinum ini, serangga dan tanaman tahunan lebih memilih r manakala haiwan vertebrata dan tanaman bermusim lebih memilih K. Southwood dan Comins (1976) menggunakan model sinoptik berkaitan strategi dan kestabilan habitat yang menunjukkan bahawa strategi r boleh berkembang menjadi perkadaran wabak apabila mereka melarikan diri daripada kawalan musuh semulajadi. Ilustrasi di bawah menunjukkan kepentingan "jurang musuh semulajadi" dalam perosak r, Southwood dan Comins (1976).


Bena perang sebagai serangga perosak utama tanaman padi mempunyai ciri pemilihan r/K yang sangat maju kerana sentiasa berada dalam tekanan ekosistem yang sentiasa berubah-ubah. Serangan mendadak yang sering terjadi merupakan kenaikan secara tiba-tiba populasi perosak, biasanya dikaitkan dengan perubahan dalam ekosistem yang dibawa oleh gangguan luar alam sekitar. Gangguan ini termasuk cuaca panas atau kering, suhu tinggi, kelembapan, banjir, dan semburan racun perosak. Gambar kanan : Kesan serangan seperti pokok padi "terbakar" atau dikenali sebagai "hopper burn".

Bena perang merupakan serangga yang paling maju dan cepat berevolusi untuk memberikan adaptasi dan kesinambungan hidup kepada perubahan keadaan yang ekstrim. Tekanan pemilihan menentukan strategi reproduksi pada bena perang. Bena perang boleh menggunakan strategi r;
  • matang dengan cepat dan mempunyai umur pembiakan pertama yang awal; 
  • mempunyai jangka hayat yang agak pendek; 
  • mempunyai banyak anak-anak pada bila-bila masa, dan beberapa kali pembiakan, atau semelparous;
  • mempunyai kadar kematian yang tinggi dan kadar survival anak-anak yang rendah; 
  • penjagaan ibu bapa yang minimum
atau strategi K;
  • matang lebih perlahan dan mempunyai umur pembiakan pertama yang lewat;
  • mempunyai jangka hayat yang lebih panjang; 
  • mempunyai beberapa anak-anak pada bila-bila masa dan tempoh pembiakan yang lebih panjang; 
  • mempunyai kadar kematian yang rendah dan kadar survival anak-anak yang tinggi; 
  • perlu penjagaan ibu bapa
Bena perang juga menunjukkan sifat semelparous, iaitu bereproduksi sebelum mati. Dalam kes penggunaan racun perosak, bena perang akan berusaha untuk mengeluarkan telur selepas terkena semburan. Pemilihan strategi r dibuat dalam keadaan tidak stabil (gangguan luar alam sekitar - seperti yang telah diterangkan sebelum ini), manakala strategi K dalam keadaan stabil. Perlakuan ekologi melalui pemilihan strategi ini menjadikan bena perang sebagai perosak utama yang sukar dikawal.

Dalam keadaan persekitaran yang sentiasa tertekan seperti di sawah pada hari ini, bena perang akan menjadi r-strategist, memberi kelebihan kepada spesis ini untuk meneruskan survival dengan berpindah dan mencari makanan di tempat baharu. Kadar pembiakan yang dipercepatkan juga menjadikan bena perang dapat membina kerintangan kepada racun perosak dengan pantas. Ini akan menjamin kelangsungan hidup bena perang sebagai perosak utama tanaman padi. Dengan memahami strategi reproduktif bena perang sebagai strategi untuk terus hidup, kita dapat mengambil langkah kawalan yang sepatutnya bagi mengatasi masalah wabak bena perang. Pemulihan ekosistem sawah untuk kawalan biologi merupakan pilihan terbaik. Topik ini telah dibincangkan sebelum ini - Kerintangan bena perang terhadap pestisid dan pemulihan ekosistem sawah untuk kawalan biologi

Sunday, October 9, 2011

Hawar Daun Bakteria


Hawar daun bakteria (bacterial leaf blight) merupakan penyakit bawaan bakteria Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Ishiyama) Swings et al.

Hos utama : Padi, spesis padi liar (Oryza sativa, O. rufipogon, O. australiensis), dan rumpai, Leersia oryzoides and Zizania latifolia di kawasan suhu sederhana, Leptochloa spp. dan Cyperus spp. di kawasan tropika.

Simptom : Bintik kecil yang meresap air muncul pada hujung dan margin daun yang dewasa, dan seterusnya merebak di sepanjang urat daun, membentuk klorotik dan seterusnya nekrotik berbentuk bujur, berwarna putih atau kelabu bermula dengan hujung daun dan merebak di sepanjang urat dan margin daun menyebabkan daun menjadi kering. Serangan yang teruk menyebabkan daun cepat menjadi kering dan daun berubah menjadi warna kelabu akibat pertumbuhan kulat saprofitik. Panikel biji menjadi tidak berisi tetapi tidak terbantut. Penyakit hawar daun bakteria dan penyakit jalur daun bakteria (bacterial leaf streak) boleh terjadi bersama dan sukar untuk dibezakan. Gambar kanan : Simptom serangan penyakit hawar daun bakteria (http://www.knowledgebank.irri.org).

Kerosakan : Pokok menjadi layu, daun menjadi kekuningan dan kering, mengurangkan hasil.

Kitaran hidup : Bakteria masuk melalui hydathodes di hujung atau margin daun, kemudian membiak dan berkembang dalam ruangan intercellular dan merebak melalui xilem. Ini adalah berbeza dengan pencerobohan dan perkembangan bakteria X. oryzae.pv. oryzicola yang menyebabkan penyakit jalur daun bakteria. Bakteria boleh masuk ke dalam pokok melalui luka atau bukaan lain. Bakteria bergerak menegak dan selari di sepanjang urat dan ooze keluar dari hydathodes, seperti manik pada permukaan daun. Suhu panas dan lembab mempercepatkan jangkitan. Angin dan hujan boleh menyebarkan bakteria, musim tengkujuh adalah masa terburuk untuk jangkitan. Tunggul jerami yang tercemar, biji benih atau anak pokok yang berpenyakit, air pengairan, manusia, serangga dan burung juga merupakan sumber-sumber jangkitan. Bakteria boleh hidup pada musim sejuk walaupun di kawasan-kawasan beriklim sederhana di dalam rumpai atau tunggul dan boleh hidup di dalam tanah untuk 1-3 bulan.

Hawar daun bakteria adalah salah satu penyakit padi yang paling serius yang dikenali di seluruh dunia. Penyakit ini merupakan perkara biasa di negara-negara tropika dan beriklim sederhana. Strain di kawasan tropika adalah lebih virulent (getir) daripada di rantau temperat. Kerugian hasil yang disebabkan oleh penyakit ini sepadan dengan peringkat pertumbuhan tumbuh-tumbuhan di mana tanaman padi dijangkiti. Lebih awal penyakit ini berlaku, semakin tinggi kehilangan hasil. Jangkitan di peringkat pengisian tidak mempengaruhi hasil tetapi menjejaskan kualiti dan sebahagian besar daripada biji patah.

Kepentingan ekonomi : Hawar daun bakteria dilaporkan telah mengurangkan pengeluaran padi tahunan di Asia sebanyak 60%. Kerugian hasil terjadi diantara 6 hingga 60% mengikut tahap jangkitan.

Pengurusan : Pengamalan sanitasi ladang seperti menghapuskan rumpai perumah, jerami padi, dan benih yang tumpah selepas menuai adalah penting untuk mengelakkan jangkitan disebabkan oleh penyakit ini. Selain itu, amalan mengekalkan air cetek di peringkat nurseri, menyediakan perparitan yang baik semasa banjir, membajak tunggul padi dan menuai jerami merupakan amalan pengurusan yang boleh diikuti. Pembajaan yang tepat terutama sekali baja berunsur nitrogen dan menjarakkan tanaman disyorkan dalam pengurusan penyakit hawar daun bakteria. Penggunaan varieti rintang merupakan pencegahan yang paling berkesan dan amalan pengurusan yang paling biasa digunakan oleh petani di negara-negara berkembang di Asia. Pengurusan air dan tanah juga memainkan peranan yang penting dimana sawah perlu dikeringkan secara menyeluruh ketika musim menuai. Rawatan awal biji benih dengan serbuk peluntur (100μg/ml) dan zink sulfat (2%) mengurangkan risiko penyakit hawar daun bakteria. Kawalan penyakit dengan sebatian tembaga (copper based chemical), antibiotik dan bahan-bahan kimia yang lain telah tidak lagi berkesan.

Gambar-gambar serangan penyakit hawar daun bakteria di sawah




Saturday, October 8, 2011

Padi SRI - Sawah Sempadan


Lawatan ke lot-lot tanaman padi SRI di Sawah Sempadan 8 Oktober 2011 yang diusahakan oleh dua orang petani. Padi telah berusia 90 hingga 100 hari di kawasan ini. Pokok padi ditanam jarang dengan satu anak bagi setiap "point". Tiada tambahan input baja dan racun kimia lain selain baja yang dibekalkan secara subsidi. Selebihnya, hanya baja dan pestisid organik SRI. Dan satu lagi yang sangat menarik ialah "keberanian" serta disiplin mereka di dalam mengawal air sawah. Tanpa air yang bertakung padi juga boleh hidup dan memberikan hasil.

Lot sawah SRI milik En. Toif

Air disimpan sekitar 1-2 cm

Lot sawah SRI milik En. Kemat

Tanpa air dalam sawah

Tanah merekah dan kering tetapi tidak menjejaskan tanaman

Thursday, October 6, 2011

Perubahan iklim dan ancaman kepada keselamatan makanan



Di dalam Laporan 2007 Panel Antara Kerajaan tentang Perubahan Cuaca (IPCC) kepada Pertubuhan Bangsa-bangsa Bersatu (PBB), badan itu menyimpulkan lebih daripada 90 peratus penyebab pemanasan global sejak 50-60 tahun lalu adalah disumbangkan oleh manusia. Aktiviti manusia yang menyebabkan perubahan iklim ini termasuklah aktiviti pertanian.

Perubahan iklim dan pertanian adalah proses yang saling berkaitan, yang mana kedua-duanya berlaku pada skala global. Pemanasan global dijangka mempunyai kesan ketara yang mampu menjejaskan pertanian, termasuk suhu, karbon dioksida, pencairan glasier, pemendakan dan interaksi elemen-elemen ini. Keadaan ini menentukan muatan yang boleh dibawa oleh biosfera untuk menghasilkan makanan yang cukup untuk penduduk manusia dan haiwan ternakan. Kesan keseluruhan perubahan iklim ke atas pertanian akan bergantung kepada kesan-kesan tersebut. Penilaian kesan-kesan perubahan iklim global ke atas pertanian mungkin membantu kita menjangka dan menyesuaikan diri untuk memaksimumkan pengeluaran pertanian.

Pada masa yang sama, pertanian telah menghasilkan kesan yang penting terhadap perubahan iklim, terutamanya melalui pengeluaran dan pembebasan gas rumah hijau seperti karbon dioksida, metana, dan nitrus oksida, tetapi juga dengan mengubah landskap perlindungan tanah. Pertanian menjejas keupayaan tanah untuk menyerap atau memantulkan haba dan cahaya apabila banyak pokok terpaksa ditebang bagi meluaskan kawasan pertanian. Perubahan tanah disebabkan oleh pembasmian hutan dan penggurunan, bersama-sama dengan penggunaan bahan api fosil, adalah sumber utama antropogen karbon dioksida; dan pertanian itu sendiri adalah penyumbang utama peningkatan penghasilan gas metana dan kepekatan nitrus oksida di atmosfera bumi.

Keselamatan makanan di dalam fenomena perubahan iklim

1. Perubahan iklim akan bertindak sebagai pengganda kepada ancaman sedia ada kepada keselamatan makanan: Menjelang 2050, risiko kelaparan dijangka meningkat sebanyak 10 hingga 20 peratus, dan kekurangan nutrisi kanak-kanak dijangka 20 peratus lebih tinggi berbanding dengan senario tanpa perubahan iklim.

2. Mencapai keselamatan makanan di bawah perubahan iklim memerlukan peningkatan yang tinggi dalam pengeluaran makanan, serta akses yang ditambah baik kepada makanan yang mencukupi dan berkhasiat dan kapasiti untuk berdepan dengan risiko yang ditimbulkan oleh perubahan iklim.

3. Kerajaan mesti membantu dalam meningkatkan pengeluaran dan akses kepada makanan, meluaskan sistem perlindungan sosial dan meningkatkan keupayaan mereka untuk bersedia dan bertindak balas terhadap bencana.

4. Pembangunan berasaskan masyarakat perlu ditekankan untuk membolehkan golongan yang paling miskin dan paling terdedah kepada perubahan ikilim membina kehidupan yang mampan dan berdaya tahan dan bergerak keluar dari kemiskinan kronik dan kelaparan.

5. Komuniti kemanusiaan perlu bersedia untuk cuaca yang lebih ekstrem dan melindungi makanan dengan cara yang lebih baik dengan mengukuhkan tindakan kepada krisis dan pencegahan kepada krisis.

ShareThis