G L O B A L P L A N T C L I N I C

CABI Rothamsted Research Central Science Laboratory

Starting Plant Health Clinics in Indonesia

Rob Harling and Eric Boa

CABI E-UK

November 2007

H E A L T H Y P L A N T S F O R H E A L T H Y P E O P L E

Summary 

In September 2007, we held a training course in Berastagi, North Sumatera, for 19 participants. The course was the Global Plant Clinic’s Module 1, “How to become a plant doctor”; this module concentrates on how to diagnose symptoms of ill health in plants and running plant health clinics. At the end of the course, a group of participants put the training into practice by holding two plant clinics in public marketplaces, where farmers brought along a wide range of fruit and vegetable samples for advice on diagnosis and treatment. We made field visits to farmers in the region, to see and hear about their crop health problems; whilst we viewed many different crops, a recurring problem everywhere we went was an unknown disease in chilli, a valuable and widespread crop in this area.  Diagnosis of the exact cause (possibly a virus or phytoplasma) is underway at the GPC.  The establishment of two public plant health clinics in the region was discussed and agreed for a trial period of six months. 

Global Plant Clinic The Global Plant Clinic (GPC) is managed by CABI in alliance with Rothamsted Research and the Central Science Laboratory. The GPC delivers plant health services around the world, working with extension, research, the private sector and governments to make technical support and advice available through plant health clinics. We train plant doctors and scientists, link extension to research and promote new ways to give poor farmers access to the best technologies. Training courses strengthen capacity and foster innovation needed to run regular clinics. Each year the GPC receives queries from over 80 countries, publishes new disease records and extension material and supports more than 60 clinics in the poorest countries of Africa, Asia and Latin America. 

Contacts Eric Boa, Global Plant Clinic CABI, Bakeham Lane, Egham, Surrey TW20 9TY, UK:  e.boa@cabi.orgRob Harling, GPC Associate Laidlawstiel, Galashiels, Scotland TD1 1TJ, UK:  rob.harling@yahoo.co.ukDiagnostic enquiries:  plant.clinic@cabi.orgWebsite:  www.globalplantclinic.org

www.cabi.org

KNOWLEDGE FOR LIFE

Why plant clinics and plant doctors for North Sumatera? 

One of us (RH) had visited the area in 2004 as part of a DFID/British Council‐Higher Education Link project.  On that visit, with Dr Cyccu Tobing from Universitas Sumatera Utara and staff from Institut Pertanian Bogor, we heard farmers talk about how they would like to improve the quality of their produce for Indonesian cities and export markets (Singapore and Malaysia reject produce due to blemishes and high pesticide residues), and improve the diagnosis and treatment of their pests and diseases.  Why Berastagi?  It’s a major market town in the Karo Highland region of N Sumatera, situated in an area of intensive fruit and vegetable production, supplying local, national and international markets. The diversity of fruit and vegetable crops grown here is large; these generate good income and are essential in a nation’s healthy diet.   

The GPC’s model of plant health clinics held in markets or rural areas could be a valuable addition to the extension services here, as plant health advice would be opened up to many more people in a convenient and accessible way. These public or mobile plant health clinics are not meant to be replacements for university or Ministry clinics but actually to work alongside them; not everything can be diagnosed in the field or in these clinics, especially viruses and phytoplasmas, and the diagnostic skills and equipment at lab‐based clinics are therefore essential.  Where public clinics and lab‐based clinics operate successfully together, as in Latin America, there is an increase in the number of cases and queries coming through the traditional lab‐based clinics. There is also increased intelligence about pests and diseases, including new threats, fed through to the government plant health statutory services which can assist quarantine and timely research projects (ie a potential source of new research funding for universities).  

And so we both came back in 2007 to Medan and Karo Highland Region to run a training course and to initiate public plant health clinics; Rob returning from 2004, and Eric from a good many years before that from when he studied Sumatra Disease of cloves. 

Wisma Maranatha – venue for the course 

Training course:  How to become a plant doctor, Module 1:  Field diagnosis and operation of plant health clinics 

Venue and dates:  Wisma Maranatha, Berastagi, N Sumatera, 10‐12 September 2007. This was a Catholic retreat centre with an excellent large classroom and where we felt very welcome.  

We delivered Module 1 of the newly‐designed “How to become a plant doctor” course, comprising three modules overall:  1. Field diagnosis and operation of plant health clinics; 2. Plant health care and technical assistance for farmers; 3. Extension messages (writing fact sheets) and information delivery.  There were 19 participants from varying backgrounds:  universities, government extension services and NGOs  (see Annex 1). 

Course timetable: 

  EXERCISE    EXERCISE 

C1‐1  Personal profile  P1‐6  Common symptoms and their causes 

C1‐2  The crops of Indonesia  C1‐8  How to listen to interviews 

P1‐1  Introduction to module 1  C1‐6  Common symptoms and their causes (part 2) 

F1‐1  Describing symptoms  F1‐4  Interviews and observations of symptoms 

P1‐2  A global guide to symptoms  P1‐8  Learning from interviews 

C1‐3  ABC: first diagnosis with photos    DAY 3 

  Publicity for clinics in Berastagi and close‐by 

P1‐9  The clinics of Rwanda 

  DVD of clinics in Nicaragua  C1‐9  How to write a prescription and complete the register 

  DAY 2  P1‐7  How to manage a clinic 

P1‐3  Field diagnosis  C1‐7  Second diagnosis with photos 

C1‐4  Definitions  C1‐10  Evaluation of course (and diploma) 

F1‐2  ABC: first diagnosis with plants  H1  Causes of ill‐health 

P1‐4  Causes of plant health problems  H2  Common symptoms and causes 

F1‐3  Second diagnosis with plants     

P1‐5  How to be a detective     

C1‐5  Common symptoms and their causes (part 1) 

   

C – class exercise; F – field exercise; P – presentation (PowerPoint); H – handout (information sheet)  

The course was a mix of lectures, class and field practical exercises, many with fresh plant material collected locally around the Wisma.  Describing symptoms clearly and thoroughly was one of the first practical exercises:  colour and shape of lesions, young or old leaves affected, symptoms on both sides of the leaf (do they look the same on either side?), more than one symptom, distortion, severity, is there rot, signs of plant being eaten (direction of feeding damage?).   

Accurate description comes before the ABC of diagnosis:  Are the symptoms:  Abiotic, Biotic, or Confused? Diagnosis is about eliminating unlikely causes, leaving you with a reduced number of possibilities on which you can use close observation and reasoning to make a decision.  

Mock interviews were good fun, where participants assumed the roles of plant doctor or farmer.  These were conducted in Bahasa, of course, and judging by the general laughter, there were a few jokes going around.  It’s a two‐way process, the interviewer listening carefully then asking questions to extract the whole picture of a problem.  

Real interviews came afterwards  – the Wisma was next to some plots growing vegetables and the farmers were out at work;  the students moved between them in groups and interviewed them about plant health problems, then offered a diagnosis and advice, with an entry in a register. 

We all discovered the highly intensive use of pesticides here, which we came across again at the clinics.  For example, insecticide applied for potato caterpillars every day in the rainy season and twice a week in the dry season.  Normal usage would be every 10‐21 days, depending on if the weather was wet, during the main growing phase of the crop.  There was also some misunderstanding about the correct use of insecticides and fungicides; in one instance, dimethomorph, a fungicide, was being applied to control insect pests.   The problem with over‐use and incorrect use of pesticides is that this hurts both the farmers’ pockets and the environment:  pesticides are not cheap and over‐application is unnecessary and leads to resistance in the pests and diseases they are supposed to control.  It was not surprising that farmers complained to us in the clinics that despite pesticide application, the target pests and diseases were not being controlled.   

Ani and Delima interview Mr Purba who explained that he sprays his potatoes every day against late blight 

Cyccu made the comment that, despite the training, participants still did not know enough about many of the pests and diseases out there to be able to give an accurate diagnosis, and suggest a control, including the correct pesticides if appropriate.  This was just a start; more training is needed (GPC’s Modules 2 and 3), more emphasis on plant protection at university for agronomists (is one semester course sufficient?), more experience gained through practice, and constant dialogue with scientists at diagnostic labs like at USU who can apply their entomology, pathology and virology skills to help diagnose the problems found in the field.  In the end, if mistakes are made, they are usually minor and rarely damaging, and the advice from these trainees has got to be better than some of the current practices, eg using fungicides to control insect pests, these students at least can tell the difference.   

Describing symptoms  Diagnosing symptoms 

Gin and Akelaras describe symptoms  Second diagnosis group 

Feedback on the course can be found in Annex 2. 

 

Role playing: Usman as plant doctor (L), Benny as client (R) 

Interviewing farmers:  Gin, Akelaras and Delima  Interviewing farmers: Benny, Tuahta, Cahyana 

 

Course participants; Cyccu took the picture (inset) 

 

Field visits 

We drove with Usman Sembiring, Frits Silalahi and driver Andika Bangun to look at crops and speak with farmers around Berastagi and Tigapanah (Bunuraya area).  This helped to get an idea of what we might find at the clinics. 

Two problems we found everywhere we went – including at both clinics and around the fields at the Wisma – were apparent viruses affecting chilli and tamarillo (tree tomato).  The farmers were very concerned, particularly about the chilli, as this is such an important crop.   

Chilli plants showing virus symptoms ‐ maybe. 

Some plants as in this upper picture were stunted and with small leaves at the top – suggesting a possible phytoplasma infection rather than a virus?  Other plants were less stunted but with leaf mottling symptoms as in the lower picture, more indicative of a virus.  Yet others had a combination of the two types of symptom. We took samples back to the UK for testing at Central Science Laboratory and Rothamsted Research, both are members of the GPC.   

In the literature there are reports of a number of viruses affecting chilli in Asia, including cucumber mosaic cucumovirus, chilli veinal mottle potyvirus, potato Y potyvirus, pepper mottle potyvirus and other potyviruses, a tobamovirus complex and a geminivirus:begomovirus described in a paper in Bahasa as penyakit virus kuning keriting (PVKK, yellow curl virus).  

Specific or generic PCR tests were conducted for all of these candidates with the result:  negative.  However, a test for phytoplasma was positive with the identification of a phytoplasma from the 16SrII Candidatus Phytoplasma aurantifolia group.  We will be testing more samples to confirm this, as the result is surprising – we did expect to pick up at least one virus. 

 

 

Tamarillo (tree tomato) with possible virus symptoms 

We also tested the tamarillo samples for likely viruses reported in the literature but the tests were again negative.  However, a screen for phytoplasma was positive, with the identification of the same phytoplasma as found in the chilli.  Affected tamarillo and chilli plants were growing in the same locality in Berastagi, so it may be possible that a common insect vector is carrying a phytoplasma to the two species.  

What to do about clubroot? 

 “Cyndi’s father” (the farmer didn’t want us to take his name), discusses with Usman Sembiring, senior plant protectionist with Karo Regency Agriculture Service, the news that the growths on his cabbage roots were due to clubroot, not nematodes.   

We asked him what his rotation was:  brassica/ potato/ brassica/ potato, ie one year in two.  This is not sufficient to remove the long‐lived resting spores of the clubroot pathogen, Plasmodiophora brassicae (a primitive soil‐borne protozoan), it needs at least one year in five, but this was “impossible, we need brassicas here”.   

He explained that he had tried dolomite (magnesian lime) applications to the soil to raise pH to try to alleviate the problem, but this had no effect.  Lime application is a good strategy, but only if the disease is moderate; these symptoms are too severe to respond to liming and longer rotations are the only answer, or do not grow brassicas at all.  Some pesticides effective against this disease are marketed in Australasia and Japan, but again these will not work in severe infestations. 

 

We saw this tomato crop in Merek, en route from Berastagi to Samosir.  At first the dead, dry lesions on the leaves looked like late blight (Phytophthora), and a severe case too, as the whole crop was affected. 

However, the fruits were not affected, and an adjacent potato crop was also not affected – which was odd because potatoes are usually the source of tomato blight inoculum.   

Closer inspection of some of the leaves showed the lesions were due to powdery mildew, indicative of hot, dry weather conditions here, rather than warm and wet.  Putting the evidence together – ABC in action (see earlier) – helped us with this diagnosis.  The fruits, unfortunately, will not ripen as there was virtually no photosynthetic tissue left.  A white residue on the fruits may have been fungicide:  perhaps applied too late, or the wrong product?   

 Plant clinics in Berastagi and Tigapanah:   training into action 

  

A  group of six or seven participants – Ani, Tina, Gin, Delima, Usman, Akelaras and Frits – set up as plant doctors in two locations.  The first day we rented space and a table and benches outside a restaurant in the busy wholesale fruit and vegetable market in Berastagi.   

The attention generated from the clinic was good for the restaurant owner and the location was good for us, in a busy thoroughfare in the market.  We began the clinic in Berastagi at 1300h, but the market didn’t get busy until 1600h; we could start later next time, maybe 1400h, before people are too busy to spend time at the clinic.  

 

Plant doctors Berastagi:  Usman, Gin, Tina, Delima, Ani 

 

Plant doctors Tigapanah:  Ani, Tina, Gin, Usman, Frits 

Citrus and chilli were the most common crops brought along to the clinics, others were  broccoli and cabbage, avocado, peas, tamarillo, mango, celery, leek, tomato, potato. 

The most common problem was the suspected chilli virus. 

Berastagi clinic 

We saw 28 farmers and cases at Berastagi;  and 20 farmers with 22 cases at Tigapanah. 

 

Eric touts forbusiness 

 

Busy from the start at Berastagi 

 

Gin advises Mr Arcis on avocado dieback 

It looks like a fungal dieback (the rot was dry and hard), so Gin suggested that the affected parts be pruned off, and the young shoots protected with a broad spectrum fungicide such as Folicur (tebuconazole). 

These crops are high value and fungicide is justified.  Mr Arcis had been to the clinic earlier with a root and stem base rot in pea that looked like Rhizoctonia.   

He said he had sprayed Antracol (propineb) and Folicur as a mixture every 4 days, but this had not controlled the problem.  These are two good, broad spectrum fungicides and their failure to control the problem suggested either it wasn’t fungal, or the pathogen was now resistant to over‐application.  The best solution would be to avoid growing peas for two years on this land, apply animal manure and plant compost, and reduce pesticide use in general, to allow the land to recover some natural microbial balance; this is not mystical magic but good soil stewardship.   

Maria talks to Frits about broccoli bacterial head rot 

This is a problem well known to UK growers, especially Scottish ones, where the wet climate causes a bacterial soft rot.  

You can’t do much about the weather, but the heads can be protected by an application of a copper‐based bactericide (Baktosim in Indonesia).  

This is best done when the heads are young, about 1‐2cm diameter, and a maximum of two applications are all that is needed at this stage; once they reach the size in the picture, the bacterial population on the head will be too high, and the surface too convoluted to control the pathogen with bactericide. 

Delima said that farmers don’t always understand the diagnosis:  whether it’s a fungus, a bacterium or a virus, it doesn’t matter, they want to know what to do about it.  

The plant doctor can take a considered guess in the absence of a definitive lab diagnosis of the pathogen; if it looks fungal, then recommending a broad‐spectrum fungicide (if it’s a high value crop), won’t do any harm, and it may do some good.   

Frits brought along a Bayer pesticide manual which listed crops, pests and pathogens, and pesticides for their control.  This was very helpful. What would be even more helpful is a general pesticides manual listing products from all companies, such as is available for UK crops (The UK Pesticide Guide 2007, or “Green Book”).  Syngenta products are available in Berastagi (eg the excellent Amistar fungicide) but Bayer seem to have a strong presence here. 

 

Berastagi market humming 

Nothing wrong with these chillies  What’s wrong with my chillies? It’s the same virus symptoms we’re seeing everywhere. 

 

Gin and Andika discuss a citrus problem 

   

Holding the prescription  In the pesticide shop with the prescription 

 

Concluding remarks 

Following the course, 19 new plant doctors left with a greater ability to diagnose and help farmers.  An agreement was left in place to run two clinics for a trial period of six months, supported by a small grant from the GPC.  Starting these clinics is not easy; the concept may be unfamiliar alongside existing service provision to farmers, a commitment to hold them regularly may not be easy to achieve for busy staff, and the people running them need the support – the permission – from their managers.   

Managers are more likely to give that support if they can see the benefits for themselves.  Public plant health clinics serve the needs of many farmers economically and efficiently and when combined with university diagnostic labs, provide a powerful extension tool.  We hope the Indonesian farmers can find them beneficial and we look forward also to trying them elsewhere in Indonesia – perhaps next in Java.  

We are most grateful to Cyccu Tobing (Universitas Sumatera Utara – University of N Sumatera) for co‐ordinating the visit, Frits Silalahi and Tina Marpaung (KPTB [Kebun Percobaan Tanaman Buah] Berastagi – Field Research Station for Fruit Crops Berastagi) and Usman Sembiring (Dinas Pertanian Karo – Government Agriculture Office Karo) for the local organisation and all of the above for their advice on selection of participants;  we also thank Russ Dilts (USAID‐Environmental Services Programme, Medan) for discussions on the training course and thereafter.   

 

Annex 1

Course participants:

Module 1: How to become a Plant Doctor 

Berastagi, Sumatera Utara 10– 12 September 2007

NAME,  EDUCATION  OCCUPATION  NATURE OF WORK AND INTERESTS 

Tuahta Ginting HIGH SCHOOL 

Ersinalsasal Lembah Sibayak (NGO) 

Develop sustainable agriculture with farmers. Tomato:  Phytophthora, leafminer, Homoptera. Control of p&d especially tomato 

Widyastama Cahyana UNIVERSITY 

ESP‐USAID (Environmental Services Programme) 

Ecological agriculture – agroforestry specialist, N Sumatera;  sustainable agricultura facilitator between farmer and society. Diagnosis 

Benny Bernadus Ginting UNIVERSITY, MSC 

Universitas Katolik St Thomas, Medan 

Lecturer, Faculty of Agriculture. Vegetables, ornamentals, pest and disease management, marketing 

Toegiran  HIGH SCHOOl 

Wadah Belajar Petain (NGO) 

Teaching farmers sustainable agriculture. Padi rice, chilli. Dry leaf disease of rice; chilli virus. Pest & disease diagnosis 

Usman Sembiring UNIVERSITY 

Dinas Pertanian Karo (Govt Agriculture Office,) 

Senior staff. Vegetables, disease control 

Posma Marbun,     

UNIVERSITY  Universitas Sumatera Utara, Medan 

Lecturer, Faculty of Agriculture. Horticulture, nutrient deficiencies, stunted root growth 

Mariati Sinuraya (Ati) UNIVERSITY 

Universitas Sumatera Utara, Medan 

Lecturer and R&D, Faculty of Agriculture. Horticulture, stem and leaf blight, stunted plants, nutrient deficiencies, pest and disease diagnosis and the difference between these and nutrient deficiencies 

Lamria Sidaurak (Ria) UNIVERSITY 

Universitas Methodist Indonesia (UMI) 

Lecturer in plant protection, Faculty of Agriculture. Orchard leaf and stem blight, pest and disease control 

Lisnawita (Ita) UNIVERSITY 

Universitas Sumatera Utara, Medan 

Teaching, research. Potato, potato cyst nematode; pest and disease diagnosis and control 

Mukhtar Iskandar Pinem (Pinem) MAGISTER PERTANIAN, MAGR, JAPAN 

Universitas Sumatera Utara, Medan 

Lecturer, HPT (Hama, Penyakit, Tanaman) Faculty of Agriculture. Padi rice blast disease; diagnosis and control of pests and diseases 

Agustina E Marpaung (Tina) UNIVERSITY (USU MEDAN) 

Kebun Percobaan Tanaman Buah (Field Research Station for Fruit Crops) Berastagi 

Observation of the quality of fruit/horticulture. Citrus, gummosis and Phytophthora;  I want to know more about pests and diseases (and their control) of horticulture crops, especially fruit 

Lasmibr Simarmata  AGRICULTURE HIGH SCHOOL 

Dinas Pertanian TKII Karo  Extension. Horticulture and food crops 

Fatiani Manik  UNIVERSITY 

KPTB Tongkoh  Lab and field work. Citrus pests and diseases and their control 

Fetrianini A Bangun  USU 

KPTB Berastagi  Lab and field assistance. Citrus pests and diseases and control 

NAME,  EDUCATION  OCCUPATION  NATURE OF WORK AND INTERESTS 

Palmarum Namggolan USU FAK PERTANIAN 

Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Sumut (R&D Centre Medan) 

Researcher and agronomist. Vegetables and citrus, pests and diseases. 

Delima Napitupulu  USU FAK PERTANIAN 

BPTP Sumut  Researcher, BSc. Citrus pests and diseases, especially virus and rust mite control; chilli curly leaf virus (is this PVKK, penyakit virus  kuning keriting perhaps? RobH) 

N Akelaras  HIGH SCHOOL 

Farmer. Kelompok Kerjatani Mas. NGO 

Produces and sells grafting stock of durian, avocado, cacao and other fruit trees. Durian and cacao leaf, stem and fruit diseases 

Agustin Wydia Gunawan (Gin) INSTITUT PERTANIAN BOGOR 

UNIKA Atama Jaya, Jakarta (Catholic University Atma Jaya) 

Lecturer in mycology and biotechnology. Papaya – because they sometimes taste bitter. Pest and disease control 

Herlina Pandia  UNIVERSITY 

Dinas Pertanian Perikanan dan Perkebunan Kab Karo 

To record pest and disease data from sub‐districts. Ornamentals: abnormal growth, pests and diseases, i/d and control. 

Annex 2

Feedback from course participants

Module 1: How to become a Plant Doctor

Berastagi, Sumatera Utara. 10–12 September 2007

General:  Overwhelmingly, course participants enjoyed the course and found the material of great value.  Some selected comments: 

Fatiani Manik:  Please come back and give us some advanced training, and based in the field, taking account of regional differences in Indonesia. 

Palmarum Namggolan:  More fresh samples please 

Usman Sembiring*:  Thanks for your presentations and jokes, please come frequently.  It would be best to conduct the clinics in the field, in villages, not in the market; the market has brokers, the farmers are in the villages, working. 

Mariah Sinuraya:  Interesting – I’m an agronomist and the course makes me want to learn more about pests and diseases.  More fotos on nutrient deficiencies, please, because these are difficult to distinguish from p&d.  God bless you, Eric and Rob.  

Posma Marbun:  Please, more photographs on Indonesian problems, especially citrus, vegetables, padi.  When is the next training?  Please let me know.  God bless you both. 

Lamria Sidauruk:  Please show more Indonesian specific problems. 

Delima Napitipulu*:  Very useful and interesting, especially in my research.  I hope I can become a plant doctor with CABI’s help.  I pray Eric and Rob have a safe journey back to UK.  

Herlina Padia:  Very good training, Eric is fun, Rob is serious.  Please return to give advanced training.   

Tuahta Ginting:  I already knew this material and didn’t get much from the training. 

Fetriani Bangun*:  The training was too short, please make it longer.  The material was good but it lacked control methods, and farmers need this most of all.  

Agustina Mardaung*:  Enjoyable and I learnt a lot, but we need material on control, otherwise we cannot help growers. 

N Akelaras*:  Very easy to understand, I have had a lot of training, but not like this.  Trainers nice, thank you. 

Mukhtar Iskandar Pinem:  I got a lot from this training, the presentation was excellent.  I would like more advanced training.  Thank you. 

Gin Gunawan*:  The course was logical in presentation, from symptoms to diagnosis.  I hope the clinics can be started in Berastagi to serve the growers.  Thank you for much experience in three days.