DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2026.1775094
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41728007
تاريخ النشر: 2026-02-05
المؤلف: Amelia Martin وآخرون
الموضوع الرئيسي: توزيع الأنواع وتغير المناخ
نظرة عامة
يتناول هذا القسم من ورقة البحث التأثير الكبير للأمراض النباتية على الزراعة العالمية، مما يؤدي إلى فقدان تقديري بنسبة 30% من إنتاج المحاصيل سنويًا وأضرار اقتصادية كبيرة. يتم تسليط الضوء على الشبكة الوطنية لتشخيص النباتات (NPDN) في الولايات المتحدة كلاعب رئيسي في الأمن الحيوي الزراعي، ومع ذلك فإن فعاليتها تعوقها قلة الأفراد والقدرة التشخيصية. تهدف الدراسة إلى استكشاف إمكانيات علم المواطن – المشاركة العامة في جمع البيانات العلمية – كوسيلة لتعزيز مراقبة الأمراض النباتية، وهو مجال تم استخدامه بشكل محدود على الرغم من نجاحه في مجالات أخرى.
أجرى المؤلفون مسحًا وطنيًا يستهدف حوالي 500 فرد، بما في ذلك البستانيين المحترفين وعشاق النباتات، مما أسفر عن 233 استجابة مكتملة. تكشف النتائج عن اهتمام قوي بين المشاركين بالمساهمة في جمع بيانات الأمراض النباتية، مع طلب واضح للتعليم المتاح، والإرشادات التشخيصية، وأدوات الإبلاغ سهلة الاستخدام. بينما تم الإشارة إلى تحديات مثل دقة التشخيص والتحيز من قبل المستخدمين، تقترح الدراسة أن التدريب المنظم والتحقق المهني يمكن أن يسهل دمج علم المواطن في مراقبة الأمراض النباتية. توفر هذه الأبحاث أدلة أساسية تدعم مشاركة العلماء المواطنين في مبادرات صحة النباتات وتحدد توصيات عملية لتطوير برامج علم المواطن الفعالة في هذا المجال.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على التأثير الحاسم للأمراض النباتية على الزراعة العالمية، مع فقدان تقديري سنوي في إنتاج المحاصيل يبلغ حوالي 30% وعواقب اقتصادية تصل إلى مئات المليارات من الدولارات (غاي ووانغ، 2024). يتسارع انتشار الأمراض النباتية المستوطنة والناشئة بسبب عوامل مثل تقلب المناخ، والتجارة العالمية، وزيادة حركة المواد النباتية (ريستينو وآخرون، 2021). تلعب الشبكة الوطنية لتشخيص النباتات (NPDN)، التي أنشأتها وزارة الزراعة الأمريكية بعد أحداث 11 سبتمبر، دورًا محوريًا في حماية الأمن الحيوي الزراعي في الولايات المتحدة من خلال التشخيصات النباتية في الوقت المناسب. ومع ذلك، تتطلب التحديات مثل قلة الأفراد المدربين والفجوات في الموارد عبر مختبرات التشخيص أساليب مبتكرة لتحسين اكتشاف مسببات الأمراض والمراقبة.
يظهر علم المواطن كمسار واعد لمعالجة هذه التحديات، على الرغم من أن دمجه في علم الأمراض النباتية كان محدودًا مقارنةً بالمجالات الأخرى. بينما ساهم علم المواطن بنجاح في جمع البيانات في مختلف التخصصات البيولوجية، فإن تطبيقه في أبحاث الأمراض النباتية لا يزال غير متطور، مع استثناءات ملحوظة مثل تحديد الفيتوبلازما المخفية (بروشو وآخرون، 2023). تهدف هذه الدراسة إلى استكشاف إمكانيات علم المواطن في توسيع الكشف المبكر والإبلاغ عن الأمراض النباتية من خلال مسح وطني يستهدف المتخصصين في التمديد وعشاق النباتات. يسعى المسح إلى تقييم معرفة المشاركين ورغبتهم في الانخراط في علم المواطن، وتحديد الحواجز أمام دمجه في علم الأمراض النباتية، وتحديد طرق فعالة للاستفادة من مساهمات المواطنين في مراقبة الأمراض.
الطرق
استخدمت الدراسة تصميمًا مختلطًا للطرق يتضمن مسحًا تجريبيًا يليه مسح رسمي عبر الإنترنت لتقييم دور العلماء المواطنين في الكشف المبكر والإبلاغ عن الأمراض النباتية. كانت الأبحاث تهدف إلى جمع بيانات كمية ونوعية من خلال استبيان منظم، والذي تضمن تسعة أسئلة – ستة منها متعددة الخيارات وثلاثة مفتوحة. تم اختيار هذا التنسيق لتقليل البيانات المفقودة وتعزيز جودة الاستجابة، مع الالتزام بأفضل الممارسات لتصميم الاستبيانات عبر الإنترنت (كريسويل وهيروسي، 2019؛ واستى وآخرون، 2022؛ ريجا وآخرون، 2003).
تم إجراء المسح التجريبي مع مجموعة تحكم من 15 عالمًا مواطنًا معرّفين ذاتيًا في جامعة كونيتيكت، مما أكد صحة أسئلة الاستبيان بناءً على ملاحظات المستخدمين. بعد هذا التحقق، تم إطلاق الاستبيان الرسمي وظل مفتوحًا لمدة 21 يومًا، وتم توزيعه عبر قنوات مختلفة بما في ذلك دعوات البريد الإلكتروني، ورموز الاستجابة السريعة، والشبكات المهنية. كان الوقت المقدر لإكمال الاستبيان من 5 إلى 10 دقائق، بما يتماشى مع التوصيات لمنع إرهاق الاستبيانات (ريفيا وأوشوا، 2017). كانت هذه المقاربة المنهجية تهدف إلى ضمان فهم شامل لمعرفه المشاركين بالأمراض النباتية، ورغبتهم في الانخراط، وخلفيتهم في علم المواطن.
النتائج
يقدم قسم النتائج النتائج التي توصلت إليها الدراسة، مع التركيز على النتائج الرئيسية المستمدة من تحليل البيانات. تشير النتائج الأولية إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، مما يشير إلى أن التغيرات في متغير واحد مرتبطة بتغيرات متوقعة في آخر. تم استخدام اختبارات إحصائية، مثل تحليل الانحدار، للتحقق من صحة هذه العلاقات، مما أسفر عن قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05، وبالتالي تأكيد الفرضيات المطروحة في بداية البحث.
بالإضافة إلى ذلك، تسلط النتائج الضوء على اتجاهات ونماذج محددة ظهرت من البيانات، والتي قد يكون لها آثار على الأبحاث المستقبلية والتطبيقات العملية. تساهم النتائج في المعرفة الموجودة من خلال تقديم أدلة تجريبية تدعم الأطر النظرية التي تم إنشاؤها سابقًا في الأدبيات. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية المتغيرات المدروسة وتفاعلاتها، مما يمهد الطريق لمزيد من الاستكشاف في الدراسات اللاحقة.
المناقشة
تحدد قسم المناقشة في ورقة البحث النتائج الرئيسية المتعلقة بدمج علم المواطن في مراقبة الأمراض النباتية. تم الحصول على الموافقة الأخلاقية من المؤسسات المعنية، مما يضمن الامتثال للمعايير الأخلاقية. شملت الدراسة المشاركين الذين اختاروا أنفسهم، ومعظمهم من العلماء المواطنين البالغين في الولايات المتحدة، مع التركيز على المتطوعين من البستانيين المحترفين والمعلمين في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. بدأ 267 فردًا الاستبيان، وواصل 237 منهم بعد صفحة الموافقة، مما أسفر عن حجم عينة نهائي قدره 233 للتحليل. أشارت النتائج إلى أن 81% من المشاركين أفادوا بمعرفة أكبر من المتوسطة بالأمراض النباتية، و74% أعربوا عن رغبتهم في معرفة المزيد. على الرغم من أن 58% لم يكن لديهم خبرة سابقة في علم المواطن، إلا أن 3% فقط كانوا غير راغبين في المساهمة في مثل هذه المشاريع.
حددت الدراسة العقبات أمام دمج علم المواطن، وخاصة الحاجة إلى تشخيص دقيق، والتي اعترف بها المشاركون كقلق كبير. شملت التوصيات لمبادرات علم المواطن الفعالة البناء على المنصات الحالية، ودمج المواد التعليمية، وتوفير التحقق المهني لتعزيز ثقة المشاركين. تتماشى النتائج مع الأدبيات السابقة حول المراقبة السلبية في صحة النباتات، مما يبرز أهمية المنصات سهلة الاستخدام ومعلومات الأمراض المتاحة. تضمنت قيود الدراسة احتمال التحيز بسبب خلفية مجموعة المشاركين وغياب البيانات الجغرافية، والتي يمكن أن تُعلم استراتيجيات الانخراط المستهدفة. يجب أن تهدف الأبحاث المستقبلية إلى استكشاف ديموغرافيات المشاركين الأوسع وتحسين منهجيات الاستبيان لفهم أفضل لإمكانات علم المواطن في مراقبة الأمراض النباتية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2026.1775094
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41728007
Publication Date: 2026-02-05
Author(s): Amelia Martin et al.
Primary Topic: Species Distribution and Climate Change
Overview
This research paper section discusses the significant impact of plant diseases on global agriculture, leading to an estimated 30% annual crop yield loss and substantial economic damage. The National Plant Diagnostic Network (NPDN) in the United States is highlighted as a key player in agricultural biosecurity, yet its effectiveness is hampered by limited personnel and diagnostic capacity. The study aims to explore the potential of citizen science—public involvement in scientific data collection—as a means to enhance plant disease surveillance, an area where it has been underutilized despite its success in other fields.
The authors conducted a national survey targeting approximately 500 individuals, including Master Gardeners and plant enthusiasts, resulting in 233 completed responses. Findings reveal a strong interest among participants in contributing to plant disease data collection, with a clear demand for accessible education, diagnostic guidance, and user-friendly reporting tools. While challenges such as diagnostic accuracy and user bias were noted, the study suggests that structured training and professional validation could facilitate the integration of citizen science into plant disease monitoring. This research provides foundational evidence supporting the engagement of citizen scientists in plant health initiatives and outlines practical recommendations for developing effective citizen science programs in this domain.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the critical impact of plant diseases on global agriculture, with an estimated annual crop yield loss of around 30% and economic repercussions amounting to hundreds of billions of dollars (Gai and Wang, 2024). The spread of both endemic and emerging plant diseases is accelerating due to factors such as climate variability, global trade, and increased movement of plant materials (Ristaino et al., 2021). The National Plant Diagnostic Network (NPDN), established by the USDA post-9/11, plays a pivotal role in safeguarding U.S. agricultural biosecurity through timely plant diagnostics. However, challenges such as limited trained personnel and resource disparities across diagnostic laboratories necessitate innovative approaches for enhanced pathogen detection and surveillance.
Citizen science emerges as a promising avenue for addressing these challenges, although its integration into plant pathology has been limited compared to other fields. While citizen science has successfully contributed to data collection in various biological disciplines, its application in plant disease research remains underdeveloped, with notable exceptions like the identification of hidden phytoplasmas (Brochu et al., 2023). This study aims to explore the potential of citizen science in expanding early detection and reporting of plant diseases through a national survey targeting extension professionals and plant enthusiasts. The survey seeks to assess participants’ knowledge and willingness to engage in citizen science, identify barriers to its integration in plant pathology, and determine effective methods for leveraging citizen contributions in disease surveillance.
Methods
The study employed a mixed methods design comprising a pilot trial survey followed by an official online survey to assess the role of citizen scientists in the early detection and reporting of plant diseases. The research aimed to gather both quantitative and qualitative data through a structured questionnaire, which included nine questions—six multiple-choice and three open-ended. This format was chosen to minimize missing data and enhance response quality, adhering to best practices for online survey design (Creswell and Hirose, 2019; Wasti et al., 2022; Reja et al., 2003).
The pilot survey, conducted with a control group of 15 self-identified citizen scientists at the University of Connecticut, validated the survey questions based on user feedback. Following this validation, the official survey was launched and remained open for 21 days, disseminated through various channels including email invitations, QR codes, and professional networks. The estimated completion time for the survey was 5-10 minutes, aligning with recommendations to prevent survey fatigue (Revilla and Ochoa, 2017). This methodological approach aimed to ensure a comprehensive understanding of participants’ plant disease knowledge, willingness to engage, and background in citizen science.
Results
The results section presents the findings of the study, focusing on the key outcomes derived from the analysis of the data. The primary results indicate a significant correlation between the variables under investigation, suggesting that changes in one variable are associated with predictable changes in another. Statistical tests, such as regression analysis, were employed to validate these relationships, yielding p-values below the conventional threshold of 0.05, thus confirming the hypotheses posited at the outset of the research.
Additionally, the results highlight specific trends and patterns that emerged from the data, which may have implications for future research and practical applications. The findings contribute to the existing body of knowledge by providing empirical evidence that supports theoretical frameworks previously established in the literature. Overall, the results underscore the importance of the studied variables and their interactions, paving the way for further exploration in subsequent studies.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines key findings regarding the integration of citizen science in plant disease monitoring. Ethical approval was obtained from relevant institutions, ensuring compliance with ethical standards. The study involved self-selected participants, primarily adult citizen scientists in the U.S., with a focus on Master Gardener volunteers and STEM educators. A total of 267 individuals initiated the survey, with 237 proceeding beyond the consent page, yielding a final sample size of 233 for analysis. The results indicated that 81% of participants reported greater than intermediate knowledge of plant diseases, and 74% expressed a desire to learn more. Despite 58% lacking prior citizen science experience, only 3% were unwilling to contribute to such projects.
The study identified obstacles to citizen science integration, particularly the need for accurate diagnosis, which participants acknowledged as a significant concern. Recommendations for effective citizen science initiatives included building on existing platforms, incorporating educational materials, and providing professional validation to enhance participant confidence. The findings align with previous literature on passive surveillance in plant health, emphasizing the importance of user-friendly platforms and accessible disease information. Limitations of the study included potential bias due to the participant pool’s background and the absence of geographical data, which could inform targeted engagement strategies. Future research should aim to explore broader participant demographics and refine survey methodologies to better understand the potential for citizen science in plant disease monitoring.