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Remote-sensing models to enhance Banana bunchy top virus (BBTV) surveillance in Africa
janvier 13, 2023

Le IITACGIAR team has published a method using drones and satellite imager-based remote sensing approaches for mapping banana farms to guide surveillance for the detection and mapping of the banana bunchy top virus (BBTV) spread and support data-informed decision-making on BBTV containment strategies in sub-Saharan Africa. The study, Banana Mapping in Heterogenous Smallholder Farming Systems Using High-Resolution Remote Sensing Imagery and Machine Learning Models with Implications for Banana Bunchy Top Disease Surveillance, was published in the peer-reviewed, open access Remote Sensing journal.

Bunchy top disease-affected banana plant in Ipokia LGA in Ogun State of Nigeria. Photo: IITA/L. Kumar
Bunchy top disease-affected banana plant in Ipokia LGA in Ogun State of Nigeria. Photo: IITA/L. Kumar

BBTV has emerged as a major threat to banana production in sub-Saharan Africa (SSA). The virus infection results in severe dwarfing (bunching) of the shoots and cessation of fruit production, denting the food and income security of smallholder farmers.

BBTV is an introduced virus in Africa, first reported in the 1960s in the Democratic Republic of Congo (DRC). The transboundary spread of the virus is unabated, as the single introduction event has spread to 15 countries in SSA, assisted by the ubiquitous banana aphid (Pentalonia nigronervosa) and vegetative propagation and distribution of virus-infected planting materials.

Prediction of bananas and identification of bunch top-affected fields in mixed cropping systems in Idologun region in Nigeria. Image: IITA/T. Alabi
Prediction of bananas and identification of bunch top-affected fields in mixed cropping systems in Idologun region in Nigeria. Image: IITA/T. Alabi

“Since 2010, the new spread of BBTV was confirmed in seven countries, including Benin, Nigeria, and Togo in West Africa, and Tanzania and Uganda in East Africa, and Mozambique and South Africa in Southern Africa,” said IITA Virologist and Head of Germplasm Health Unit, Lava Kumar, who is leading the ALLIANCE for controlling BBTV spread and recover banana production in the region, and co-author of the study.

Surveillance by scouting across large areas is a critical requirement for the early detection of BBTV occurrence in farms, mapping the extent of its geographic spread, and deploying control measures. However, it is laborious and requires surveyors to visit banana fields looking for infected plants. This task has been challenging and requires local individuals to guide the survey teams to the banana fields and is often marked by the unintentional omission of several banana farms from the assessment.

The IITA team using machine learning models for detecting bananas in the mixed cropping systems in Nigeria. Photo: IITA/L. Kumar
The IITA team using machine learning models for detecting bananas in the mixed cropping systems in Nigeria. Photo: IITA/L. Kumar

Remote sensing and machine learning (ML) models provide a wealth of data from a particular geographical location, including detecting and monitoring the physical characteristics of a geographical area, mapping vegetation and crop types on the local and regional scales without making physical contact.

IITA researchers have combined high-resolution imagery from unmanned aerial vehicles (UAV) and medium-resolution Synthetic Aperture Radar (SAR), Sentinel 2 imagery with Random Forest (RF), and Support Vector Machine (SVM) analytics for identifying infected banana plants and fields for targeted BBTV surveillance.

IITA-GIS Support Services Manager and lead author, Alabi Tunrayo, revealed that ML performed relatively better in classifying the land cover, achieving means overall accuracy (OA) of about 93% and a Kappa coefficient (KC) of 0.89 for the UAV data. Applying fused SAR and Sentinel 2A data, the model gave an OA of 90% and a KC of 0.86. IITA Geospatial Data Scientist and co-author, Julius Adewopo, said that the findings confirm the model’s usefulness for predicting infection in banana and other crops in SSA’s heterogeneous smallholder farming systems.

As part of verifying the accuracy of the high spatial resolution cropland maps generated by the models, the researchers have done ground truthing and detected 17 new farms with BBTV with the developed models in Ogun State, which were missed during the conventional surveys.

The study recommends the adoption of the model for other crops in heterogeneous smallholder farming systems to increase their productivity.

For more information about this work, contact: Lava Kumar (l.kumar@cgiar.org) and Tunrayo Alabi (t.alabi@cgiar.org).

Contributed by Lava Kumar and Anita Akinyomade


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Olaosebikan, Olamide

Olamide Deborah Nwanze est une chercheuse principale spécialisée dans la recherche sur l'approche "genre" afin d'éclairer les politiques de sélection participative et inclusive, de développement de variétés et de systèmes semenciers concernant les cultures de racines, tubercules et bananes (RTB) au siège de l'Institut International d'Agriculture Tropicale, à Ibadan, au Nigeria. Elle est candidate au doctorat à l'Université d'Ibadan et titulaire d'un master et d'un diplôme d'ingénieur agronome en vulgarisation agricole et développement rural. Olamide est membre du programme African Women in Agricultural Research and Development – Gender Responsive Agricultural Systems Policy (SAISIE DE RÉCOMPENSEet les Chercheuses Sensibles au Genre Équipées pour la Transformation Agricole (SUPER. Elle cherche à appliquer ses apprentissages en matière d’approche genre, recherche sensible au genre, et expertise en développement et examen de politiques pour faciliter l’accès et l’adoption par les femmes, les jeunes, les enfants et les groupes sociaux vulnérables aux innovations agricoles qui garantissent la sécurité alimentaire, nutritionnelle, des revenus et des moyens de subsistance en Afrique. Ses rôles actuels comprennent le mentorat de chercheurs stagiaires, le développement de guides et manuels de formation, la mise en œuvre et l'adaptation de cadres et d'outils genre, l'engagement des acteurs de la chaîne de valeur en tant que partenaires de la science citoyenne, l'examen et la refonte des politiques, la gestion et l'analyse des données. Ses recherches actuelles portent sur les méthodes mixtes ainsi que sur les approches participatives et interdisciplinaires pour saisir et mettre en évidence les dynamiques de genre, les besoins, les préférences et les défis rencontrés par les parties prenantes au sein de la chaîne de valeur des moyens de subsistance agricoles afin de prioriser des stratégies axées sur le genre dans les programmes de sélection, la conception et la mise en œuvre des politiques.

À l'IITA, elle contribue à la mise en œuvre du CGIAR Initiative d'Élevage Accéléré et Innovation génétique Programmes ; recherche participative et genre au sein des Prochaine Génération ManiocHarvestPlusRTBAliments, et Tricot-ClimMob 1000Fermes Projets ; et la communication des connaissances sur le genre via le Série de webinaires G-LENS, vidéo documentaire, notes de politiquepublications, et blogs.

 

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Madu, T., Onwuka, S., Nwafor, S., Onyemauwa, N., Ejechi, M., Ofoeze, M., Ukeje, B., Eluagu, C., Olaosebikan, O., Okoye, B., 2024. Les études sur les consommateurs inclusifs en matière de genre améliorent l'amélioration du manioc au Nigeria dans : Frontiers in Sociology, volume 9, numéro : 1224504, doi : 10.3389/fsoc.2024.1224504

Olaosebikan, O. ; Bello, A. ; Utoblo, O. ; Okoye, B. ; Olutegbe, N. ; Garner, E. ; Teeken, B. ; Bryan, E. ; Forsythe, L. ; Cole, S. ; Madu, T. 2023. Facteurs de stress et résilience au sein de la chaîne de valeur du manioc au Nigeria : Caractéristiques préférées des variétés de manioc et stratégies de réponse des hommes et des femmes pour informer l'amélioration variétale. Sustainability 15, 7837. https://doi.org/10.3390/su15107837

Okoye, B., Ofoeze, M., Ejechi, M., Onwuka, S., Nwafor, S., Onyemauwa, N., Ukeje, B., Eluagu, C., Obidiegwu, J.*, Olaosebikan, O., Madu, T.* 2023. Priorisation des traits préférés dans la chaîne de valeur de l'igname au Nigeria : une analyse de la situation en matière de genre in: Frontiers in Sociology, volume 8, numéro : 1232626, pages 1 – 9, ISSN 2297-7775, 2023. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fsoc.2023.1232626/full

Olaosebikan, O., Bello, A. A., de Sousa, K., Ndjouenkeu, R., Adesokan, M., Alamu, E. O., Agbona, A., van Etten, J., Kegah, F. N.*, Dufour, D., Bouniol, A., Teeken, B. 2023. Acceptabilité par les consommateurs des produits alimentaires à base de gari-eba de manioc dans des contextes culturels et environnementaux variés en utilisant l'approche triade de comparaison des technologies (tricot) dans : Journal of the Science of Food and Agriculture,

Teeken, B., Olaosebikan, O., Bello, A. A., Madu, T.*, Cole, S. M. 2023. Évaluation qualitative de la positionnalité et des préférences des dyades en relation avec les activités liées au manioc : travailler avec des scientifiques citoyens du procès tricot https://hdl.handle.net/10568/138326 Type : Manuel

Bouniol, A., Ceballos, H., Bello, A. A., Teeken, B., Olaosebikan, O., Owoade, D., Agbona, A., Fotso Kuate, A., Madu, T.*, Okoye, B.*, Ofoeze, M.*, Nwafor, S.*, Onyemauwa, N.*, Adinsi, L.*, Forsythe, L., Dufour, D. 2023. Impact variétal sur le travail des femmes, la charge de travail et la pénibilité associée dans le traitement des plantes à racines, tubercules et bananes : focus sur le manioc en Afrique subsaharienne dans : Journal of the Science of Food and Agriculture, pages 1 – 25, ISSN 0022-5142,

Bello, A. A., Agbona, A., Olaosebikan, O., Edughaen, G., Dufour, D., Bouniol, A., Iluebbey, P., Ndjouenkeu, R.*, Rabbi, I. Y., Teeken, B. 2023. Effets génétiques et environnementaux sur la productivité de la transformation et le rendement des produits alimentaires : la pénibilité du travail des femmes dans : Journal of the Science of Food and Agriculture, pages 1 – 32, ISSN 0022-5142, 5

Cavicchioli, M., Zimbiti, T., Teeken, B., Nwanze, D.O., Liani, M., Parkes, E. & Bello, A. 2023. Rapport sur la formation en sélection génétique sensible au genre à l'IITA. Genetic Resources Center, IITA-HQ, Ibadan, 21-23 septembre 2022. Ibadan, Nigéria : IITA, (34 p.).https://hdl.handle.net/10568/131368

Agbona, A. Peteti P., Teeken B., Olaosebikan O. Bello, A. A., Parkes, E., Rabbi, I. Y., Mueller, L., Egesi, C., Kulakow, P. 2022. Gestion des données dans les programmes d'amélioration des cultures RTB africaines multidisciplinaires. In : Williamson, H.F., Leonelli, S. (eds) Towards Responsible Plant Data Linkage: Data Challenges for Agricultural Research and Development. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-13276-6_5

Lora Forsythe, Pricilla Marimo, Sarah Mayanja, Olamide D. Olaosebikan, Esme Stuart, Bela Teeken, Benjamin Okoye, Tessy Madu, (2021). Analyse transversale du genre dans RTBfoods Étape 2 Cartographie des genres sur les produits RTB. Comprendre les moteurs des préférences en matière de traits et le développement de profils de produits RTB multi-utilisateurs, WP1. Londres, Royaume-Uni : Rapport scientifique de terrain RTBfoods, 30 p.

Teeken, B., Garner, E., Agbona, A., Balogun, I., Olaosebikan, O., Bello, A., Madu, T., Okoye, B., Egesi, C., Kulakow, P. et Tufan, H.A. 2021. Au-delà des “ traits des femmes ” : explorer comment le genre, les différences sociales et les caractéristiques des ménages influencent les préférences pour les traits. Frontiers Systèmes alimentaires durables 5:740926. https://doi.org/10.3389/fsufs.2021.740926

Teeken, B., Agbona, A., Bello, A., Olaosebikan, O., Alamu, E., Adesokan, M., Awoyale, W., Madu, T., Okoye, B., Chijioke, U., Owoade, D., Okoro, M., Bouniol, A., Dufour, D., Hershey, C., Rabbi, I., Maziya‐Dixon, B., Egesi, C., Tufan, H. et Kulakow, P. (020. Comprendre les préférences variétales du manioc par le classement par paires du gari-eba et du fufu préparés par des agriculteurs-transformateurs locaux. Int J Food Sci Technol. https://doi.org/10.1111/ijfs.14862

Bela Teeken, Olamide Olaosebikan, Ireti Balogun, Benjamin Okoye, Tessy Madu, Steven Cole, Abolore Bello, Elizabeth Parkes. (2020). Pilotage des outils de profil client et produit G+ pour l'amélioration sensible au genre du manioc au Nigeria. Nigeria : Institut international d'agriculture tropicale (IIAT). https://hdl.handle.net/20.500.11766/13000