农民和农业推广官员的认知Striga gesnerioides(Willd)。加纳上东部地区豇豆上的Vatke寄生现象

摘要

豇豆(豇豆属unguiculata(l)是撒哈拉以南非洲地区一种重要的粮食安全作物。然而，该地区某些地区的豇豆产量受到了限制Striga gesnerioides(Willd)。Vatke虫害造成产量损失。本研究评估了农民和农业推广官员(AEOs)的认知美国gesnerioides加纳上东部地区豇豆上的寄生。总共，200名受访者——179名豇豆农民和21名aeo——在5个豇豆种植区随机抽样，回答封闭式和开放式问题，同时访问豇豆农场。大多数农民受访者是年龄在21岁至60岁之间的男性，很少或没有接受过正规教育。几乎所有的受访者都能识别出寄生杂草，s . gesnerioides但是他们对宿主豇豆的寄生效应缺乏足够的知识。美国gesnerioides在几乎所有调查过的地区，虫害都是广泛和毁灭性的。它对寄主植物(豇豆)的影响包括生长迟缓、叶片衰老、黄化、作物死亡和减产。农民为控制寄生虫的传播而采取的不同管理策略包括除草(90%)、施用粪肥(5.5%)、轮作和休闲(4.0%)。农民和推广人员都不知道是否存在美国gesnerioides栽培的抗性豇豆基因型。农民们表达了耕种的愿望斯特因为这是控制寄生杂草最可靠和环境友好的方法。

1.介绍

豇豆(豇豆属unguiculata(l)是最重要的粮食豆类作物之一，主要生长在热带地区，耐高温和干旱。豇豆作为人类和动物营养的优质蛋白质来源，在人类的饮食需求中是重要的，特别是对资源贫乏的家庭。在碳水化合物为主的饮食社会中，它更有助于缓解5岁以下儿童的蛋白质-能量营养不良问题[1］.豇豆谷物含有23.4%的蛋白质，1.8%的脂肪和60.3%的碳水化合物，它是钙和铁的丰富来源[2，3.］.

豇豆被用于控制土壤侵蚀，因为它倾向于产生大量的营养生长，提供全面的地面覆盖。作为一种豆科作物，其根系具有较高的与不同种共生的能力根瘤菌土壤中的细菌来固定大气中的氮。固定约70 - 240n kg ha⁻¹固定氮沉降量为60-70 N kg hm2⁻¹可以留给土壤，以便连续收获[4］.因此，豇豆被轮种或与许多谷类和块茎作物混合种植。豇豆也是加纳许多农村家庭的收入来源，这些家庭依靠农业就业，通过种植、加工和销售豇豆产品，尽管数量相对较少[5］.

在加纳，豇豆的种植面积、产量和年消费量仅次于花生[6］.在大约15.6万公顷的土地上，平均每年生产14.3万吨豇豆，使加纳成为非洲第五大豇豆生产国[7］.加纳的几内亚大草原地区(北部和上西部地区)是该国的主要产地[8］.其他产区包括苏丹大草原地区(上东部地区)和Brong Ahafo和Ashanti地区过渡地区的一些地区。

加纳的豇豆产量受到寄生杂草的限制，Striga gesnerioides(Willd)。Vatke，附着在寄主植物的根部，从根部转移同化物和光合产物，从而导致总生物量和产量的减少[9，10］.美国gesnerioides据报道是非洲农业生产力的主要生物危害之一[11］.这种寄生杂草对豇豆生产构成了严重威胁，特别是在加纳北部的三个地区[12］.豇豆产量下降是因为美国gesnerioides虫害，根据危害程度和虫害程度可达70% [13，14］.据报道，敏感品种的产量损失率为100%美国gesnerioides每株寄主植物的数量超过10株[15］.值得注意的是，由美国gesnerioides在撒哈拉以南非洲干旱的大草原上，每年有数百万吨的寄生虫被评估，寄生虫的传播正在无情地扩大[16］.

造成的危害美国gesnerioides发生于豇豆植物的不同部位[17]影响作物的生理和生物过程。叶面积减少，光合作用，开花和结荚不足，以及种子发育减少已被报道[17］.当干旱期占主导地位时，这种危害往往因寄生虫的蒸腾作用而加剧。一旦田地被入侵s . gesnerioides地下美国gesnerioides种子储备将会增加[18，19]，从而造成未来可能出现的产量损失[20.］.

受影响的地区美国gesnerioides包括西部及南部非洲、印度、亚洲或欧洲及美国[21］.在西非,美国gesnerioides已报告发生在贝宁、布基纳法索、马里、尼日利亚、尼日尔、加纳、多哥和喀麦隆，每个国家都有不同的寄生虫种族[20.］.这些种族被划分为SG1(布基纳法索)、SG2(马里)、SG3(尼日利亚和尼日尔)、SG4和SG4z(贝宁)、SG5(喀麦隆)和SG6(塞内加尔)[22］.过去的研究没有检查来自加纳的寄生虫，其系统发育位置和损害范围未知。然而,(23表明加纳形式的美国gesnerioides与来自其他地方的已知种族的寄生虫具有相似的毒性特性。的问题美国gesnerioides虫害似乎在加纳的三个北部地区广泛蔓延，影响了豇豆的生产。

寄生杂草S。gesnerioides为了提高加纳北部地区豇豆的产量和产量，这是非常相关的。有人指出，在加纳的苏丹大草原地区，斯特虫害非常显著，平均种子数为9384粒m⁻²是在休耕后重新耕种的土地上发现的[24］.关于农民和推广人员的认识和管理策略的信息是制定有效控制这种寄生杂草方案的重要前提。然而，这种有用的信息在加纳是有限的。因此，本研究旨在评估农户和aeo的认知美国gesnerioides加纳上东区豇豆生产的虫害。

2.材料和方法

2.1。研究区域

加纳上东区(UER)位于东经1015'W和005'E之间，从北纬10030°到1108°。该地区位于苏丹大草原农业生态，形成了加纳的半干旱地区。该地区是有时被称为内陆大草原的一部分，其特征是水平到平缓起伏的地形[25］.该地区雨季和旱季交替，雨季发生在6月和10月之间，约95%的降雨发生在这段时间。每年8月降水量最大，11月至5月干旱严重。年降雨量从800毫米到1200毫米不等。相对湿度波动较大，旱季为25%，湿季为75%以上。

该研究于2016年8月至9月在加纳上东区的五个地区开展。这些地区分别是Binduri、Builsa South、Garu-Tempane、Kassena-Nankana Municipal和Talensi。这些地区是加纳上东区的主要豇豆生产中心。

2．2．采样策略

来自5个主要豇豆产区14个社区的179名豇豆农民和21名农业推广官员(AEOs)的200名受访者提供了信息。只考虑了这些地区主要的豇豆生产社区，并选择了至少有一年豇豆种植经验的农民来回答问卷。选择研究对象的地区、社区和农民分别与粮食和农业部的地区作物官员、地区作物官员和农业推广官员进行了协商。在与AEO协商后，每个社区选择了一个豇豆农场，以评估污染的程度美国gesnerioides侵扰。

2．3.仪器

采用的研究工具是农场访问和封闭式和开放式问卷的管理。问卷收集了人口统计信息、农场特征、相关知识美国gesnerioides，控制和管理s . gesnerioides和知识斯特防豇豆品种。来自5个豇豆种植区的179名豇豆农民和21名农业推广官员回答了一组问卷，以评估他们对这一问题的看法斯特上东区地区豇豆生产的虫害(见表)1）.

3.结果

3．1.人口统计学

大部分农民(60.9%)是21 - 60岁的男性(85.5%)，没有接受过正规教育(63.1%)(图)1- - - - - -3.）.只有36.9%的受访者受过小学至大学的正规教育。然而，大多数农民(57.5%)有1-5年的豇豆种植经验(图)4）.

本研究中所有回答问卷的农业推广人员(AEOs)均为男性，年龄在21岁至56岁之间。大多数人拥有国家高级文凭(HND)(47.6%)和学士学位(33.3%)，有1-35年的工作经验(图)5- - - - - -7）.

3．2.了解菝葜属植物

在这项研究中接受采访的所有农民都采用了这两种方法美国gesnerioides和美国hermonthica(Del)。Benth。，which is a cereal parasite, by the same local name. The names (these are generic without species distinction) given to斯特表中列出了加纳上东区的各种语言2．总体上，99.4%的受访者知道寄生杂草，美国gesnerioides．大约41.9%的农民知道寄生虫只影响豇豆，44.7%的农民说它影响豇豆、玉米、小米和高粱(见图)8）.因此，大多数农民(58.1%)表示美国gesnerioides影响豇豆和其他谷物，如玉米、小米和高粱(图)8）.农民们认为美国gesnerioides和美国hermonthica是同一株植物吗美国gesnerioides的是男性斯特和美国hermonthica是女性斯特(图9）．

只有19%的农民知道Striga gesnerioides附着在根部，从寄主植物中吸取水分和营养。其余的人，尽管他们知道美国gesnerioides是一种植物寄生虫，不知道它攻击寄主植物的机制。大多数农民都知道这一点美国gesnerioides生长在寄主植物附近，但不知道它如何影响寄主。

大多数农民说美国gesnerioides在接近寄主植物开花期时出现，对寄主植物影响的严重程度在植物结实期显现。根据农民的说法，寄主植物表现出的症状是由于S。gesnerioides侵害包括生长迟缓、产量低下，有时甚至导致寄主植物死亡。超过90%的农民观察到寄生杂草严重侵害豇豆植株，导致产量损失约81-100%(70.9%)。因此，一些农民放弃了豇豆的生产。

所有的aeo都知道美国gesnerioides寄生植物。据他们说，这种杂草在他们监管范围内的大多数农场都很常见。尽管aeo知道这一点美国gesnerioides是一种寄生杂草，大多数人不知道它影响的作物(宿主)。只有占14.3%的三(3)个aeo知道这一点美国gesnerioides影响豇豆而不是谷物。了解寄生杂草宿主作物的aeo主要来自Kassena-Nankana市。其余18个aeo(85.7%)表示寄生杂草，s . gesnerioides影响豇豆、玉米、小米、高粱和水稻(表3.）.

超过80%的推广人员不知道该机构所采用的机制美国gesnerioides攻击它的宿主。只有19%的人能解释美国gesnerioides附着在寄主植物的根部，吸收养分和水分，对寄主造成严重影响(图)10）.他们大多只提到了寄主植物的一些症状，而没有提到其中的机制。他们提到的一些症状包括生长迟缓、产量低下、死亡和寄主植物叶子变黄。

大多数aeo(61.9%)观察到的影响程度美国gesnerioides对寄主植物的影响是严重的;23.8%的人认为影响是中等的，0.52%的人认为影响很小，而另外4.75%的人认为影响是可变的，这取决于每片农田每株寄生杂草的数量(图)11）.数量越高美国gesnerioides每一株，对作物生长和产量的影响就越严重。

3．3.寄生杂草的管理与防治

大多数(90%)农民仅通过除草或手工采摘来控制寄生虫。只有5.5%的人表示他们使用有机肥，4.0%的人使用轮作来管理杂草4）.但是，农民表示，文化方法用于控制美国gesnerioides没有效果，可能需要更长的时间(约5-20年)来控制杂草。

事实上，68%的农民认为对抗毁灭性影响的最有效方法是美国gesnerioides在他们的农场中，种植豇豆品种是抵抗该地区的寄生杂草，因为这种栽培方法是无效的和可持续的。只有12%的人认为使用有机肥是控制寄生杂草最有效的方法，因为他们认为没有抗寄生豇豆品种(见图)12）.

3．4．的意识美国gesnerioides栽培的抗性豇豆

只有少数农民(12%)知道存在美国gesnerioides加纳上东区的抗病豇豆品种，而其中大多数(88%)人不知道(图)13）.只有22.7%的人知道美国gesnerioides抗药豇豆曾培育过抗药豇豆品种IT97K-499-35 (Songotra)。大多数农民都知道美国gesnerioides抗性豇豆品种来自Binduri(36.4%)和Talensi(27.3%)地区(图)14）.

所有农民(100%)都表示愿意耕种美国gesnerioides抗病豇豆品种，只要他们提供种子。农民抱怨无法获得质量和美国gesnerioides他说，这些改良的种子大多在地区和地区外交部办事处出售。他们补充说，与公开市场上的种子相比，这种种子相对昂贵。因此，他们求助于从市场上购买价格较低的可获得的豇豆种子，而没有考虑到它们对寄生虫的敏感性或耐药性。农民们还补充说，如果当地易受感染的豇豆品种能够被改进，从而抵抗寄生虫，他们将非常感激。对农民来说，更多的是介绍美国gesnerioides抗病豇豆品种及可能引种斯特对当地易感品种的抗性可以使他们恢复经营，因为毁灭性的影响美国gesnerioides让他们中的大多数人破产了。

根据aeo，在他们的监督范围内，农民使用多种方法来控制美国gesnerioides．方法包括除草、手工采摘和施肥。他们认为农民采用的这些方法不能有效地控制寄生杂草。大多数(42.9%)受访者表示，最有效、最环保、最具成本效益的防治寄生杂草方法，s . gesnerioides是通过除草，38.1%的人说是使用豇豆品种抗美国gesnerioides在他们的农场(表5）.

所有aeo一致同意，应鼓励在其监管范围内的农民进行种植斯特因为这是遏制破坏性影响的最有效方法美国gesnerioides对豇豆农场。这与它们早期的反应和大多数aeo选择的最合适的控制寄生虫的方法除草相反。他们还同意当地易受感染的豇豆品种，如Apagbaala、Bengpla和“Alan Cash”，这些深受当地农民喜爱的品种，可以通过改良来抵抗这种寄生杂草。海岸角大学、萨凡纳农业研究所(SARI)、科学与工业研究理事会的作物研究所应与粮食和农业部合作，帮助引进美国gesnerioides抗性转化为农民首选的豇豆品种。

关于…的重要性s . gesnerioides大多数aeo(87%)认为美国gesnerioides是一个严重的敌人，对他们毫无用处。少数aeo(13%)回忆起了这一点美国gesnerioides在过去被用作驱蚊剂(图15）.尽管事实是美国gesnerioides有一些用途，aeo强调没有必要美国gesnerioides被保留下来。他们补充说，应该尽一切努力消除美国gesnerioides为了最大限度地提高上东区的豇豆产量，该地区是加纳最贫穷的地区。

3．5．农民的请求

(我)农民呼吁农业部门的所有利益攸关方帮助他们应对当前的疫情美国gesnerioides他们农场的问题。(2)农民要求更多美国gesnerioides抗性豇豆品种可供栽培。(3)农民也呼吁援助改善豇豆的种植，因为它是该地区大多数人的主要蛋白质来源。(iv)农民们要求水稻进行基因渗透斯特-抗性基因植入他们当地喜爱的豇豆品种，尤其是“艾伦·卡什”。

4.讨论

4．1.人口数据

一般来说，上东区豇豆的种植中雄性多于雌性。观察到的60%已婚的豇豆男性农民与[2657%的雌性参与了班芭拉豆的种植和利用，而在Bolgatanga的Sumbrugu社区，这一比例为43%。然而，2014年加纳北部地区生产调查报告显示，北部地区90%的农民是男性，只有10%是女性[27］.超过70%的农民年龄在20岁到50岁之间。这表明有相当多的年轻人参与了该地区的豇豆种植和整体农业。这与国家要求青年从事农业就业、增加粮食生产和减少贫困的呼声是一致的。

英语对个人的长期经济福祉非常重要，因为它是加纳的官方语言[27］.虽然政府正在大力加强该国的正规教育，但加纳上东区85%以上的农民没有接受过正规教育或接受过非常低的正规教育(初等教育)。因此，他们不会说英语，也不会用英语写作。这可能会影响他们用英语获取重要信息以促进豇豆生产的能力，因为他们无法阅读有关化学品、化肥和其他投入的简单说明。由于文盲，农民不容易使用培训班的手册。据报道，在加纳北部地区的526名农民中，只有12.5%的人能用英语读写[27］.该地区的农业部门以文盲为主。这个地区的农业精英很少参与其中。这对该地区和整个加纳的农业生产可能是一个非常严重的挑战。然而，面向农民的成人扫盲社区夜校可以显著改善目前的状况。

4．2．知识与管理美国gesnerioides

研究表明，一般情况下，农民和aeo对寄生杂草的知识水平，s . gesnerioides是不够的。即使他们知道植物寄生虫，他们中的大多数(Table3.和图9)不知道它实际上是宿主特异性的，它只影响豇豆，而不影响玉米、高粱、小米和大米等谷物。他们也不知道寄生杂草是如何影响其宿主的。这可能是由于该地区农民的文盲率很高，因为他们大多数没有或很少接受正规教育。大多数农民和aeo在豇豆种植方面也缺乏经验。他们大多只有1-5年的豇豆栽培经验。这也会影响他们对寄生杂草的认识。对这些地区的了解不足可能会影响对这种寄生虫的管理和控制，因为它很容易被认为是一种普通杂草。

综上所述，上东区农民对寄生杂草的认识明显优于aeo，这可能与他们经常遇到寄生杂草有关美国gesnerioides在他们的农场。Kassena-Nankana市的AEOs对寄生杂草有更好的了解，s . gesnerioides比其他地区要多。Kassena-Nankana市的4个aeo都知道寄生杂草美国gesnerioides附着在宿主植物豇豆的根部，并从植物中吸取汁液，这是其他地区的aeo都不知道的。三个aeo中有两个知道美国gesnerioides是寄主特异性的，而豇豆仅来自Kassena-Nankana市。

农民知道寄生虫出现的时间和宿主严重感染的时间。他们几乎一致同意这一点美国gesnerioides在接近寄主植物开花期时出现，对寄主植物的严重影响发生在果期前后。这一发现与[28他们报告了平均40天的时间美国gesnerioides盆栽出苗试验。据报道美国gesnerioides在种植后29天的盆栽试验中出现[29］.

豇豆显示的症状是由于美国gesnerioides虫害包括叶片过早衰老、脱落、褪绿、坏死、生长迟缓、叶表面积减少、年轻小叶起皱、开花不良或根本不开花和结果[28］.同样，在本研究中，被调查的农民和aeo提到了生长迟缓、产量损失和宿主植物死亡作为一些症状美国gesnerioides在寄主植物上。

大多数农民(超过95%)和aeo表示年代．gesnerioides豇豆虫害严重，造成产量损失80%至100%，与其他地方报道的83-100%的产量损失相当[20.，30.，31］.尽管受到了毁灭性的影响美国gesnerioides在上东区，农民没有任何有效的控制措施美国gesnerioides。管理模式美国gesnerioides上东区的农民大多是用锄头除草或用手铲除。尽管大多数农民知道在土壤中施肥和与谷物间作可以帮助控制寄生杂草，但他们表示，这些方法是无效的。由此可见，施用有机肥和与谷物间作对寄生杂草的有效控制需要较长时间。

事实上，大多数农民一致认为，克服这些寄生杂草最有效的方法是培育抗病豇豆品种，而aeo强调的是除草，这表明该地区的aeo不知道寄生虫的生命周期。大部分的效果美国gesnerioides在寄生虫出现之前就发生在地下，当寄生虫出现的时候，破坏可能已经完成了。因此，除草不是控制寄生杂草的适当方法。最有效、最环保、最经济的控制寄生杂草的方法，s . gesnerioides是通过培育抗病豇豆品种[28，32］.

但是大部分农民(87.7%)不知道有这种情况美国gesnerioides栽培的抗性豇豆品种。只有来自本杜里和塔伦西地区的少数农民知道这一点美国gesnerioides耐豇豆。这些农民接触到美国gesnerioides在2016年农作季节，由SARI-Manga站和豇豆创新实验室分别在Binduri和Talensi区建立的耐药豇豆示范田。也有一些示范场美国gesnerioides在Builsa南区的抗性豇豆品种。该地区的这些示范田为农民提供了获取知识的机会美国gesnerioides抗病豇豆品种，尽管他们中的大多数从未种植过改良品种。很少有农民也知道美国gesnerioides通过上东区粮食和农业部(MoFA)于2014年为豇豆农民组织的研讨会，研究了抗病豇豆品种。农民和aeo都希望种植并鼓励他人使用美国gesnerioides耐豇豆品种。aeo和农民对采用这种积极的态度美国gesnerioides抗性豇豆品种将有助于该地区其他农民采用它们。

因此，上东区的外交部各区局长必须引进美国gesnerioides抗性豇豆品种向农民开放时，以提高生产率。尽管sars已经释放了一些病毒斯特要使种子能够供农民种植，还需要付出很大的努力。农民和农业推广官员必须通过正规和非正规教育、广播和电视节目充分了解耕作的必要性斯特以提高豇豆产量并控制寄生杂草进一步向南蔓延。据观察，由外交部提供的改良豇豆种子有时会因农民使用的不良储存方法而损失[33］.在这方面，农民必须接受培训，采用普渡改良豇豆储存(PICs)技术，以补充保存豇豆种子的传统方法。

的引入美国gesnerioides将抗病基因转入当地易感豇豆品种和/或引进新改良品种美国gesnerioides抗性豇豆品种对农民来说将有很长一段路要走，使农民重新回到生意中，因为破坏性的影响美国gesnerioides已经迫使该地区的大部分豇豆种植者破产。目前，开普敦海岸大学(UCC)和萨凡纳农业研究所(SARI)正在进行以农民参与式为基础的育种项目，以发展多样化斯特以满足农民和消费者的偏好。然而，研究机构和粮食农业部需要与种子生产公司合作，以扩大现有的种子美国gesnerioides抗性豇豆品种，并使资源贫乏的农民都能获得它们美国gesnerioides在加纳北部出没的地区。此外，必须有一项政策来确保这一点斯特-在受影响地区种植抗性豇豆品种，以促进控制美国gesnerioides在加纳。

5.结论

上东区的农业部门主要由没有或很少受过正规教育的农民组成。加纳上东区的农业精英很少参与其中。上东区的农民和农业推广官员对此知之甚少美国gesnerioides豇豆寄主植物的寄生、管理和防治美国gesnerioides耐豇豆品种．美国gesnerioides在几乎所有被调查的农场中，虫害普遍且具有毁灭性。农民为控制寄生虫的传播而采取的不同管理策略包括除草(90%)、施用粪肥(5.5%)、轮作和休闲(4.0%)。农民和推广人员都不知道是否存在美国gesnerioides栽培的抗性豇豆基因型。然而，农民表达了耕种的愿望美国gesnerioides抗性豇豆品种防治寄生杂草。

数据可用性

用于支持本研究结果的数据可根据要求从通讯作者处获得。

信息披露

作者对任何错误承担全部责任。

的利益冲突

作者声明，本研究论文的发表不存在利益冲突。

致谢

该项目的发起人是粮食和农业植物遗传资源国际条约(ITPGRFA)和粮食及农业组织(粮农组织)。我们非常感谢ITPGRFA和粮农组织赞助这项研究。

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