Cul$va$ng  Success  in  Ethiopia:  The  contras$ng  stripe  rust  situa$ons  in  2010  and  2013  

                                           2010                        2013  

Kubsa  –  Devastated  by  stripe  rust  

Digalu  -­‐  >5t/ha  crop  

B.  Abeyo,  D.  Hodson,  B.  Hundie,  G.  Woldeab,  B.  Girma,    A.  Badebo,  Y.    Alemayehu,  T.  Jobe,  A.  Tegegn  and  W.  Denbel  

 

Kakaba    -­‐  >6t/ha  

PresentaBon  Outline  •  Wheat  producBon  in  Ethiopia  •  Recurrent  rust  epidemics  •  In  2010,  Ethiopia  witnessed  the  worst  stripe  rust  epidemics  in  recent  history  

•  In  2013,  There  were  the  real  fears  of  another  major  stripe  rust  epidemic  -­‐  but  this  did  not  transpire  

•  Side  by  side  comparison  of  2010  vs  2013  for  some  key  factors  

•  Are  the  rust  /  wheat  investments  in  Ethiopia  paying  dividends?  

Wheat  ProducBon  in  Ethiopia  v  Major  staple  &  strategic  food  

security  crop  v  Largest  producer  in  SSA  

v 1.7  million  ha  v 4  million  MT  (2013/14  forecast  

CSA)  v  5  million  HHs  –  small-­‐scale  farmers  v  AdaptaBon  

v AlBtude:  1500  -­‐  2800  masl    v Mainly  rainfed  with  rain  fall:  ≥  

500  mm    v Temp:  15  -­‐  280C  

v  Wheat  in  field  somewhere  in  Ethiopia  throughout  the  year  

Framers  field    around  Eteya,2013  

Area  &  ProducBon  Trends  

0.00  

500,000.00  

1,000,000.00  

1,500,000.00  

2,000,000.00  

2,500,000.00  

3,000,000.00  

3,500,000.00  

4,000,000.00  

4,500,000.00  

1962  1964  1966  1968  1970  1972  1974  1976  1978  1980  1982  1984  1986  1988  1990  1992  1994  1996  1998  2000  2002  2004  2006  2008  2010  2012  Year  

Ethiopia  Wheat  Area  and  Produc$on  (1961-­‐2013)  

Area  Harvested  (ha)   ProducBon  (tonnes)  

Source:  FAOSTAT,  CSA  

Recurrent  Rust  Epidemics:    A  key  constraint  for  Ethiopian  farmers  

YEAR   DISEASE   CULTIVARS   GENE  

1988   Stripe  Rust   Dashen   Yr9  1993   Stem  Rust   Enkoy   Sr36  2010   Stripe  Rust   Kubsa,  

Galema  Yr27  

2013   Stem  Rust   Digalu   SrTmp  

2010  Stripe  Rust  Epidemic  in  Ethiopia  v Kubsa  &  Galema’s  resistance  

broke  due  to  a  Yr27  virulent  race    v Ethiopia  experienced  the  largest  

stripe  rust  epidemic  in  recent  history    

v Over  600,000  ha  of  wheat  affected    v An  esBmated  60  million  Ethiopian  

Birr    (US$3.2  million)  were  spent  on  fungicides    

v Large    producBon  losses  were  observed  

2010   2013  

Extended  wet  seasons,  well  distributed  rains,  cool  temperatures  

(=  happy  wheat                          +  happy  stripe  rust                        !)                  

June-­‐Sept  Rainfall  Anomalies  (green/blue  =  higher  than  normal  seasonal  rainfall)  

The  Favourable  Environment  –  Both  2010  &  2013  

Stripe  Rust  “Suitable  Days”  (Temp  >2  <21  ˚C,  Precip  >  0)  

0  

2  

4  

6  

8  

10  

12  

14  

Jan    

Feb  

Mar  

Apr  

May  

Jun   Jul  

Aug  

Sep  

Oct  

Nov  

Dec  

Num

ber  o

f  Days  

Gondar:  Suitable  Days  

avg  

2010  

2013  

0  

5  

10  

15  

20  

25  

30  

Jan    

Feb  

Mar  

Apr  

May  

Jun   Jul  

Aug  

Sep  

Oct  

Nov  

Dec  

Num

ber  o

f  Days  

Debre  Marcos:  Suitable  Days  

avg  

2010  

0.0  2.0  4.0  6.0  8.0  10.0  12.0  14.0  16.0  

Jan     Mar   May   Jul   Sep   Nov  

Num

ber  o

f  Days  

Addis:  Suitable  Days  

avg  

2010  

2013  

0.0  

2.0  

4.0  

6.0  

8.0  

10.0  

12.0  

14.0  

Jan     Mar   May   Jul   Sep   Nov  

Num

ber  o

f  Days  

Robe:  Suitable  Days  

avg  

2010  

2013  

Both  2010  &  2013:  Above  average  “suitable  days”  for  stripe  rust  

IniBal  Outbreaks  •  When  &  where  did  stripe  rust  first  appear?  

2010:  Assasa  Plain,  August  (early  occurrence)  

 

2013:  Assasa  Plain,  August  (early  occurrence)  

IniBal  Outbreaks  •  When  &  where  did  stripe  rust  first  appear?  

2010:  Assasa  Plain,  August  (early  occurrence)  

 

2013:  Assasa  Plain,  August  (early  occurrence)  

Extremely  similar  wind  dispersal  paYerns  Aug-­‐Sept  2010  &  2013  

Aug  wind  

Sept  wind  

Season  Outcomes:  2010  &  2013  

2010   2013  

Total  Survey  n  =  1084  fields   Total  Survey  n  =  1292  fields  

Season  Outcomes:  2010  &  2013  

2010   2013  

Stripe  Rust  Hotspots    -­‐  From  Survey  Data  

Total  Survey  n  =  1084  fields   Total  Survey  n  =  1292  fields  

ContrasBng  Season  Outcomes:  2010  &  2013  

2010   2013    600,000  ha  affected    3  regions  (Oromia,  Amhara,  SNNPR)  

Pockets  of  stripe  rust  present      (Tigray  &  SNNPR)  

58%  of  survey  sites  infected    (Total  survey  n=  1084)    

 27%  of  survey  sites  infected    (Total  survey  n=  1292)  

 >180,000  ha  sprayed    Amount  spent  on  fungicides  >60  million  Birr  (US$3.2  million)    

 C.  15,000-­‐20,000  ha  sprayed    Timely,  effecBve  fungicide  control    

 On-­‐farm  losses  60%  to  100%    

 Negligible  on-­‐farm  losses    

 Significant  na$onal  losses  (>10%  of  total  producBon)      

 A  record  wheat  harvest  forecast  (>4  Million  Mt)    

PotenBal  ProducBon  Impacts  

RelaBve  yield  gain  2010  &  2013:  •     compared  to  3  year  avg.  (2006-­‐09)  

2010  

2013  

2010:  High  Yield  Depression  Zone  (%  yield  gain  <5%  [many  –ve])    

2010:  Stripe  Rust  Hotspots  +  High  Yield  Depression  Zone  

Source:  CSA,  2011,  2013  

NaBonal  Cereal  Yield  Gains  vs  Previous  Year  

0  

2  

4  

6  

8  

10  

12  

14  

16  

Teff   Barley   Wheat   Maize   Sorghum  

2.77  

5.03  

0.66  

15.51  

13.67  

%  yield  Gain  

2010  %  Yield  Gain  (vs  2009)  

2010  %  Gain  

0  

2  

4  

6  

8  

10  

12  

14  

16  

Teff   Barley   Wheat   Maize   Sorghum  

11.09  

5.49  

12.18  

5.39  

11.49  %  yield  gain  

2010  &  2013  %  Yield  Gain  (vs  previous  year)  

2010  %  Gain  

2013  %  Gain  

All  cereals  –  except  wheat  –  performed  well  in  2010  All  cereals  –  especially  wheat  –  performed  well  in  2013  

Source:  CSA,  2011,  2013  

Influencing  Factors:  Resistant  CulBvars  

S  /  MS  

R  /  MR  

Unknown  

Known  CulBvars  –  On-­‐farm  Survey  Data  

2010   2013  

 Influencing  Factors:  Resistant  CulBvars  

0  

100  

200  

300  

400  

500  

600  

S   R   Unknown  

391  

101  

535  

240  

562  490  

2010  

2013  

Number  of  surveyed  farmer  fields  reporBng  known  culBvars  

CulBvar  Summary  

•  Between  2010  and  2013  there  were  dramaBc  shixs  from  yellow  rust  suscepBble  to  yellow  rust  resistance  

•  2013/14:  CulBvar  Digalu  esBmated  to  be  grown  on  >500,000  ha  (approx.  30%  of  wheat  area)  

R/MR  

Unknown  S/MS  

S/MS  Unknown  

R/MR  

EsBmates  of  Areas  Planted  (Yellow  rust  resistant  vs  suscepBble)  

2010   2013  

Other  ContribuBng  Factors  

Factors   2010   2013  Farmer  Awareness  on  Fungicide  Use  

LOW   HIGH  

Fungicide  availability   No.    Or  limited  amount  in  

reserve.  

Yes.    Sa$sfactory  amount  in  

reserve.  

Informa$on  Exchange   Limited  amongst  stakeholders  

Good  informa$on  exchange  

Belg  (minor)  season  survey   NO   YES  

Early  Main  Season  Survey   NO   YES  

Farmer  Awareness  on  Rusts  

NO  /  LIMITED   HIGH  /  AWARE  

Early  Warning  System   NO   YES  

Integrated  (mul$ple)  Stakeholder  Response  

NO  /  LIMITED   YES  (EIAR,  MoA,  ATA,  Extension  Directorate,  CIMMYT,  FAO,  …..)  

Lessons  learned  /  recommendaBons  Many  posiBve  lessons  were  learned  from  the  2010  epidemic  &  2013  season.    •   Strategic  recommendaBons:  –  Farmer  /  extension  capacity  building  –  rust  idenBficaBon  and  control  

–  Need  a  strategic  fungicide  reserve  (registered  chemicals)  –  Con$nued  &  strengthened  early  warning  systems  and  $mely  surveillance  

–  Con$nued  rapid  seed  mul$plica$on  &  promo$on    –  Strengthened  pipeline  of  new  diverse  APR  sources  of  resistance  (+  ayenBon  to  other  diseases  e.g.,  Septoria)  

–  Crop  diversifica$on  –  break  wheat  monoculture  

Conclusion  •  2013  was  a  high  risk  year  for  stripe  rust  •  PosiBve  acBons,  post  2010  epidemic,  certainly  contributed  to  making  2013/14  a  record  wheat  producBon  year  for  Ethiopia.  Key  factors  were:  –  Rapid  spread  of  rust  resistant  culBvars  that  dramaBcally  reduced  the  vulnerability  of  the  Ethiopian  wheat  crop  

–  Timely  and  coordinated  surveillance  efforts,  coupled  to  good  informa$on  exchange  amongst  different  stakeholders,  resulted  in  effec$ve  control  and  awareness  campaigns  that  targeted  emerging  stripe  rust  outbreaks  

•  Wheat  /  rust  investments  in  Ethiopia  are  paying  dividends!  

•  BUT,  no  room  for  complacency……..  

….Stem  Rust!!!  •  Widespread  cul$va$on  of  Digalu  gave  vulnerability  to  stem  rust  

•  Incursion  of  race  TKTT_  (not  a  Ug99  race)  [analysis  CDL,  Minnesota,  GRRC,  Denmark]  

•  Breakdown  of  SrTmp  •  Rapid  disease  development  :  first  detecBon  early  Oct  ;  full  blown  epidemic  mid  Nov!  

•  Localized  epidemic  on  20-­‐40,000  ha  (10-­‐20%  of  total  wheat  area)  in  southern  Ethiopia  

•  100%  crop  loss  in  worst  affected  areas  

“Rust  never  sleeps”    -­‐  but  nor  do  Ethiopian  wheat  scien$sts!  The  commitment  to  improve  the  country’s  wheat  crop  con$nues      

Farmer  fields  Gasera  26th  Nov  2013.  

Digalu  crop  killed  by  stem  rust   Digalu  crop  sprayed  with  Tilt  

Acknowledgements  •  B&MGF  •  USAIDEIAR  •  EIAR  •  DRRW  (Cornel  Uni.)  •  EAAPP  (World  Bank)  •  CIMMYT  •  ICARDA  •  MoA    •  FAO                                          

•  ATA  •  Seed  Enterprises  •  USDA-­‐ARS  CDL  Mn  •  GRRC,  Denmark  •  Cambridge  University,    UK  

•  THE  FARMERS  OF  ETHIOPIA!