Spatial analysis of factors influencing bacterial leaf blight in rice production / Análise espacial dos fatores que influenciam a praga bacteriana foliar na produção de arroz

ABSTRACT

Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) causes bacterial leaf blight that is a major threat to rice production. Crop losses in extreme situations can reach up to75%, and millions of hectares of rice are affected each year. Management of the disease required information about the spatial distribution of BLB incidence, severity, and prevalence. In this study, major rice-growing areas of Pakistan were surveyed during 2018-2019 for disease occurrence, and thematic maps were developed using geographic information system (GIS). Results showed that Narowal district had highest percentage of disease incidence (54-69%), severity (42-44%), and prevalence (72-90%) meanwhile Jhung district had the lowest incidence (21-23%), severity (18-22%), and prevalence (45-54%). To understand the environmental factors contributing to this major rice disease, the research analyze, the spatial relationships between BLB prevalence and environmental variables. Those variables include relative humidity (RH), atmospheric pressure (A.P), minimum temperature, soil organic carbon, soil pH, and elevation, which were evaluated by using GIS-based Ordinary Least Square (OLS) spatial model. The fitted model had a coefficient of determination (R2) of 65 percent explanatory power of disease development. All environmental variables showed a general trend of positive correlation between BLB prevalence and environmental variables. The results show the potential for disease management and prediction using environmental variable and assessment.

RESUMO

Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) causa o crestamento bacteriano das folhas, que é uma grande ameaça à produção de arroz. As perdas de safra em situações extremas podem chegar a 75% e a milhões de hectares de arroz são afetados a cada ano. O manejo da doença exigia informações sobre a distribuição espacial da incidência, gravidade e prevalência de BLB. Neste estudo, as principais áreas de cultivo de arroz do Paquistão foram pesquisadas durante 2018 e 2019 para ocorrência de doenças, e mapas temáticos foram desenvolvidos usando o sistema de informações geográficas (GIS). Os resultados mostraram que o distrito de Narowal teve a maior porcentagem de incidência da doença (54-69%), gravidade (42-44%) e prevalência (72-90%), enquanto o distrito de Jhung teve a menor incidência (21-23%), gravidade (18-22%) e prevalência (45-54%). Para compreender os fatores ambientais que contribuem para esta importante doença do arroz, a pesquisa analisa as relações espaciais entre a prevalência de BLB e as variáveis ​​ambientais. Essas variáveis ​​incluem umidade relativa (UR), pressão atmosférica (PA), temperatura mínima, carbono orgânico do solo, pH do solo e altitude, que sendo avaliadas a partir do modelo espacial Ordinary Least Square (OLS) baseado em GIS. O modelo ajustado teve um coeficiente de determinação (R2) de 65 por cento de poder explicativo do desenvolvimento da doença. Todas as variáveis ​​ambientais apresentaram tendência geral de correlação positiva entre prevalência de BLB e variáveis ​​ambientais. Os resultados mostram o potencial de manejo e predição de doenças usando variáveis ​​e avaliações ambientais.