2012 University of Hawaii Combined Research and Extension

101 Pages·2013·0.29 MB·English

2012 University of Hawaii Combined Research and Extension Annual
Report of Accomplishments and Results
Status: Accepted
Date Accepted: 06/27/2013
I. Report Overview
1. Executive Summary
         The College of Tropical Agriculture and Human Resources (CTAHR) at the University of Hawaii at
Manoa (UHM) ended FY2012 with a new Dean, Dr. Maria Gallo. CTAHR continued to focus and
strengthen research and extension activities within the framework provided by the ten program areas
described in this Annual Report. In recognition of the unique needs of the only tropical, island state in the
USA and the composition of the seven units (six academic departments and a center) of which CTAHR is
composed, the first five of these ten program areas address local issues and priorities; while program
areas 6-10 are those identified as national priorities by USDA NIFA.

         Over the past three years, CTAHR has increasingly re-focused efforts into these national priority
areas, but it is important to recognize the unique tropical geography of Hawaii, 2,500 miles from the
continental United States and the most isolated island chain in the world; unique environment with virtually
every recognized soil type, rapid increases in elevation, and annual rainfall variation from less than ten to
over 400 inches; unique farming situation with an average farm size of 148 acres and the majority of farms
less than 10 acres, and a great variety of specialty crops, many grown nowhere else in the USA; and
unique social and cultural mix, with many first-generation immigrants entering agricultural and a wide
range of cultural practices and dietary preferences in the population. The costs of land, labor, and energy
exceed those found in other states, with fuel costs adding significantly to the costs of production and of
import of inputs (agrochemicals, animal feed) and export of products. With 85% of Hawaii's food imported,
import replacement with locally grown products is an obvious but challenging goal. The cost of imported
feed is a limiting factor for Hawaii's livestock industries - in no other state would it be more economical to
ship calves over 3,000 miles to a feedlot, rather than to bring feed to the cattle. Although livestock
industries in Hawaii are making progress towards the goal of quality grass-finished products, persistent
drought conditions place economic stress on these ranchers. Thus, the first five of our ten program areas
address local challenges and opportunities.

         Within these ten program areas, CTAHR faculty engage in a broad spectrum of research and
extension activities, including increasing forest productivity and protection of watersheds and coastal
resources, improved cultivation and processing of specialty crops and development of value-added
products, management of invasive species constantly threatening the "gateway" state of Hawaii, plant and
animal breeding and genetic improvement, biofuel development to address soaring energy costs and fossil
fuel depletion, stresses related to drought and climate change, food safety and security, and the health
(mental, physical and economic) of Hawaii's citizens and communities. This report documents program
challenges and program successes, often incremental but sometimes transformational.

         Initiatives described in FY2011 continued to gain strength in FY2012, along with development of new
research and extension (most often integrated) efforts. Significant progress was made in the region-wide
Children's Healthy Living Program for Remote Underserved Minority Populations of the Pacific (CHL),
supported by a $25 million NIFA award; and the Tropical Hardwood Tree Improvement and Regeneration
Center, established in 2011 in cooperation with Purdue University and other partners gained momentum
and funding. Forestry-related research and extension are growing areas of activity in CTAHR, and FY2012
saw the establishment of the Pacific Fire Exchange, a consortium to improve wildfire management on
Pacific islands. Conservation of Hawaii's precious natural resources and native biota and invasion biology
Report Date 06/27/2013 Page 1 of101
2012 University of Hawaii Combined Research and Extension Annual Report of Accomplishments and Results
crossed over program areas in FY2012, and represent increasing efforts in CTAHR. With a Sun Grant
Subcenter formally established within CTAHR in FY2012, research on lignocellulosic and oil biofuel crops
also continued to grow. Food safety is increasingly of concern at all levels of the food chain, and extension
efforts such as the successful on-farm food safety certification coaching program were complemented by
further development and verification of a handheld assimilating probe unit for rapid field detection of
multiple environmental pathogens, and research on removal of bacterial pathogens during processing.
CTAHR engagement with the public at large continued to expand as well, with increasing numbers
enrolling in the Master Gardeners program statewide, and initiation of complementary home and school
food gardening activities.

         CTAHR leadership in FY2012 was provided by Interim Dean Sylvia Yuen, newly appointed Dean
Maria Gallo, Interim Associate Dean for Extension Carl Evensen, Interim Associate Dean for Research J.
Kenneth Grace, and Associate Dean for Academic Affairs Charles Kinoshita. Internal competitive funding
opportunities within CTAHR continued to prioritize integration of research, extension and (where
appropriate) instruction; multi- state and territory collaboration; and national priority program areas. In
order to strengthen links between CTAHR and its many community and industry constituencies, Dean
Gallo established a Dean's Council consisting of industry leaders and prominent members of the
community with a strong interest in CTAHR. This group provides a sounding board for proposed initiatives,
brings creative and out-of-the-box thinking to discussion of initiatives and priorities, will assist raising funds
for college efforts, and ensures that CTAHR is accountable and addresses state needs.

         At the end of FY2012, the college began the process of identifying and prioritizing both internal and
external needs and opportunities in order to develop a new five year strategic action plan. The planning
process will include the Advisory Board and other external stakeholders, and review of research and
extension activities with respect to future state needs and availability of funding. Although there are no
immediate plans to restructure CTAHR's ten planned program areas at this time, some restructuring and
revision certainly may occur in the future to meet the objectives of the strategic action plan, and any such
changes will be reflected in future activity reports and the CTAHR plan of work.
Total Actual Amount of professional FTEs/SYs for this State
Extension Research
Year: 2012
1862 1890 1862 1890
Plan 60.0 0.0 56.0 0.0
Actual 47.4 0.0 44.9 0.0
II. Merit Review Process
1. The Merit Review Process that was Employed for this year
● Internal University Panel
● External Non-University Panel
● Expert Peer Review
2. Brief Explanation
CTAHR continues to use expert peer review panels to review individual Plans of Work, projects,
publications, promotion and tenure applications, and post tenure reviews. All reviewers are asked to
determine if the program or project address the critical issues of strategic importance, including those
Report Date 06/27/2013 Page 2 of101
2012 University of Hawaii Combined Research and Extension Annual Report of Accomplishments and Results
identified by the stakeholders; utilize multi-disciplinary approaches and provide evidence of integration of
research and extension; address the needs of underserved populations of the State; describe the
expected outcomes and impacts; and result in improved effectiveness and/or efficiency.
CTAHR's peer project review process begins when a project proposal is submitted to a unit administrator.
The unit administrator checks the proposal for completeness and format. A draft proposal that is ready for
review is transmitted to the department's ad hoc Peer Review Committee. This committee is comprised of
three departmental members, supplemented by external reviewers as necessary, who are familiar with the
issue addressed by the plan or project. The Peer Review Committee reviews the proposal for (1)
significance, (2) need, (3) approach, (4) new knowledge of programs to be generated, (5) potential for
impact, (6) collaborative arrangements, (7) track record of the project leader(s), and (8) potential for
success of the proposed project. After the committee completes its evaluation, the proposal and the peer
evaluation forms are returned to the unit administrator. CTAHR administrators, program leaders and
faculty may serve as resources to clarify proposed projects and plans of work for reviewers. Final review
for projects and plans of work occurs in the offices of the Associate Dean/Associate Director for Research
and Associate Dean/Associate Director for Extension.

III. Stakeholder Input
1. Actions taken to seek stakeholder input that encouraged their participation
● Use of media to announce public meetings and listening sessions
● Targeted invitation to traditional stakeholder groups
● Targeted invitation to non-traditional stakeholder groups
● Targeted invitation to traditional stakeholder individuals
● Targeted invitation to non-traditional stakeholder individuals
● Survey of traditional stakeholder groups
● Survey of traditional stakeholder individuals
Brief explanation.
         As a standard practice CTAHR includes stakeholders in search committees for all faculty
positions, including researcher, extension specialist and agent positions, county administrators,
department chairs, and college administrators. CTAHR faculty work closely with industry groups who
work with and often advise these groups. This close working relationships provides a means for
encouraging stakeholder participation and input on all matters of mutual concern. If CTAHR faculty
is not available in a particular locale, stakeholders often call upon college administrators or the
county administrators with their input and concerns.
2(A). A brief statement of the process that was used by the recipient institution to identify
individuals and groups stakeholders and to collect input from them
1. Method to identify individuals and groups
● Use Advisory Committees
● Use Internal Focus Groups
● Use External Focus Groups
● Open Listening Sessions
● Needs Assessments
● Use Surveys
Report Date 06/27/2013 Page 3 of101
2012 University of Hawaii Combined Research and Extension Annual Report of Accomplishments and Results
Brief explanation.
         Stakeholders are considered by CTAHR to be anyone with an interest in, can be impacted by,
or participates in the activity or issue. These typically include producers, processors, consumers,
decision makers, students, alumni, community organizations, representatives of various State and
federal agencies and members of the business community. Most of the commodities and program
areas have one or more organizations representing their commodity or interests. Although input can
be made by anyone and everyone, CTAHR prefers to listen to a spokesperson or organization that
represents the majority of those affected by an issue.
2(B). A brief statement of the process that was used by the recipient institution to identify
individuals and groups who are stakeholders and to collect input from them
1. Methods for collecting Stakeholder Input
● Meeting with traditional Stakeholder groups
● Survey of traditional Stakeholder groups
● Meeting with traditional Stakeholder individuals
● Survey of traditional Stakeholder individuals
● Meeting specifically with non-traditional groups
● Meeting specifically with non-traditional individuals
● Meeting with invited selected individuals from the general public
Brief explanation.
         CTAHR employed a variety of methods including face to face discussions with industry
representatives, participation in trade association meetings, participation on the State of Hawaii
Board of Agriculture, Hawaii Invasive Species Council and other state boards and committees;
 participation in adhoc state task forces such as the Coffee Berry Borer Taskforce; consultation with
the Hawai'i Farm Bureau Federation, and long standing "Industry Analysis" and "Strategic Planning"
processes that are applied to for key industries.

         Other techniques used to gather stakeholder inputs were surveys, commodity organization
meetings, through feedback and input from the Farm Bureau, and direct input from stakeholders.
 CTAHR faculty and administers regularly assist, facilitate and participate in strategic planning
sessions for industry associations and organizations such as the Hawaii Association of Family and
Consumer Education, Hawaii 4-H Foundation, Hawaii 4-H Livestock Association, Hawaii Coffee
Growers Association, Hawaii Tropical Flowers and Shippers Association, Hawaii Tropical Fruit
Growers Association, Hawaii Macadamia Nut Association, Hawaii Food Industry Associations,
Hawaii Tea Society, and many others. CTAHR also receives many requests for research, outreach
and other resources through emails, letters, meetings, and phone calls. Email list serve groups of
CTAHR and external individuals are also used. Information, questions, and other exchanges take
place on a regular basis.
3. A statement of how the input will be considered
● In the Budget Process
● To Identify Emerging Issues
● Redirect Extension Programs
● Redirect Research Programs
● In the Staff Hiring Process
Report Date 06/27/2013 Page 4 of101
2012 University of Hawaii Combined Research and Extension Annual Report of Accomplishments and Results
● In the Action Plans
● To Set Priorities
Brief explanation.
         Input is collected as described in the previous section is used in research, extension and
instructional program planning. Stakeholder input is important for the review process for extension
and research project proposals. If a project demonstrates that it is a stakeholder priority and has
their support, chances of funding is significantly greater. Through the Industry Analysis Process,
stakeholders assisted CTAHR in maintaining relevance of overall programs and help to assure
program coordination among teaching, research and extension/outreach programs.
Brief Explanation of what you learned from your Stakeholders
         Stakeholders from all industry groups demand more research and extension program support
from CTAHR. Given the budget cuts that CTAHR has received and the hiring freeze that the State
has implemented, these demands will be difficult to satisfy in the next few years. At the same time,
communities across the State are facing major challenges as the unemployment rate increases and
State spending is cut for nearly every program. Every group feels that their interests should be our
top priority, and they demand our attention and service.
Report Date 06/27/2013 Page 5 of101
2012 University of Hawaii Combined Research and Extension Annual Report of Accomplishments and Results
IV. Expenditure Summary
1. Total Actual Formula dollars Allocated (prepopulated from C-REEMS)
Extension Research
Smith-Lever 3b & 3c 1890 Extension Hatch Evans-Allen
1328880 0 1602779 0
2. Totaled Actual dollars from Planned Programs Inputs
Extension Research
Smith-Lever 3b & 3c 1890 Extension Hatch Evans-Allen
Actual
1558985 0 1667665 0
Formula
Actual
4672220 0 9358351 0
Matching
Actual All
1271585 0 5707808 0
Other
Total Actual
7502790 0 16733824 0
Expended
3. Amount of Above Actual Formula Dollars Expended which comes from Carryover funds from previous
Carryover 0 0 0 0
Report Date 06/27/2013 Page 6 of101
2012 University of Hawaii Combined Research and Extension Annual Report of Accomplishments and Results
V. Planned Program Table of Content
S. No. PROGRAM NAME
1 Sustain, Protect, and Manage Hawaii's Natural Resources and Environment
2 Hawaii's Diversified Tropical Crop Systems for Sustainability and Competitiveness
3 Invasive Species Education and Management
4 Youth, Family and Community Development
5 Health and Wellness of Hawaii's Families and Communities
6 Global Food Security and Hunger
7 Climate Change
8 Sustainable Energy
9 Childhood Obesity
10 Food Safety
Report Date 06/27/2013 Page 7 of101
2012 University of Hawaii Combined Research and Extension Annual Report of Accomplishments and Results
V(A). Planned Program (Summary)
Program # 1
1. Name of the Planned Program
Sustain, Protect, and Manage Hawaii's Natural Resources and Environment
Reporting on this Program
V(B). Program Knowledge Area(s)
1. Program Knowledge Areas and Percentage
KA Knowledge Area %1862 %1890 %1862 %1890
Code Extension Extension Research Research
102 Soil, Plant, Water, Nutrient Relationships 18% 13%
111 Conservation and Efficient Use of Water 6% 7%
112 Watershed Protection and Management 10% 6%
121 Management of Range Resources 13% 4%
Management and Sustainability of Forest
123 10% 4%
Resources
124 Urban Forestry 0% 3%
125 Agroforestry 5% 3%
131 Alternative Uses of Land 0% 3%
133 Pollution Prevention and Mitigation 11% 8%
135 Aquatic and Terrestrial Wildlife 0% 3%
136 Conservation of Biological Diversity 0% 8%
205 Plant Management Systems 17% 6%
Insects, Mites, and Other Arthropods
211 0% 6%
Affecting Plants
Pathogens and Nematodes Affecting
212 0% 6%
Plants
402 Engineering Systems and Equipment 0% 6%
403 Waste Disposal, Recycling, and Reuse 5% 3%
404 Instrumentation and Control Systems 0% 6%
Natural Resource and Environmental
605 5% 0%
Economics
Sociological and Technological Change
803 Affecting Individuals, Families, and 0% 5%
Communities
Total 100% 100%
V(C). Planned Program (Inputs)
1. Actual amount of FTE/SYs expended this Program
Extension Research
Report Date 06/27/2013 Page 8 of101
2012 University of Hawaii Combined Research and Extension Annual Report of Accomplishments and Results
Year: 2012
1862 1890 1862 1890
Plan 3.0 0.0 6.0 0.0
Actual Paid Professional 3.2 0.0 7.2 0.0
Actual Volunteer 2.6 0.0 0.0 0.0
2. Actual dollars expended in this Program (includes Carryover Funds from previous years)
Extension Research
Smith-Lever 3b & 3c 1890 Extension Hatch Evans-Allen
116569 0 208233 0
1862 Matching 1890 Matching 1862 Matching 1890 Matching
385125 0 1590993 0
1862 All Other 1890 All Other 1862 All Other 1890 All Other
36779 0 748984 0
V(D). Planned Program (Activity)
1. Brief description of the Activity
         Research and extension efforts to promote harmony between agriculture and environment continue
to be a priority for CTAHR. Areas addressed by research and extension projects include agricultural waste
management, forest resource management, agroforestry, range management, fire science, nutrient
management, soil erosion, soil quality and bioremediation, biological diversity, rehabilitation of degraded
and idle lands, handling of hazardous materials, and water quality. Research and extension efforts at
preserving, protecting, and renewing Hawaii's natural resources continue to be an area of focus. 

         The CTAHR sponsored Agriculture and Environmental Awareness Day continued to enjoy great
popularity in FY2012 on the islands of Kauai, Oahu, and Maui.  Participating students (primarily fifth and
sixth graders) investigate how agriculture and environmental science affect their lives and shape their
future. Students explore issues such as food sustainability in Hawaii and globally, ecosystem protection,
and bioenergy needs. With respect to job creation, they are introduced to a broad variety of agricultural
and environmental career choices.

         The forestry extension program made direct contacts with 573 forest landowners, managers, and
professionals through email and telephone in FY2012. Visits to the forestry extension website
(http://www.ctahr.hawaii.edu/forestry) increased 9% from last year, with 46,845 unique visitors. The
Tropical Hardwood Tree Improvement and Regeneration Center, a cooperative effort with Purdue
University and numerous state and federal agencies, nonprofits, and private entities, was initiated in
October  2011, with over $400,000 in funding commitments. The Pacific Fire Exchange consortium, a
complementary activity, was also established in FY2012 to promote improved efforts to model and
manage wildfires on Pacific islands. In other forestry work to develop silvicultural systems for Koa
management, timber volume of over 700 trees in a young Koa stand were measured, and 31 young Koa
trees were harvested, assessed for defects, milled, and distributed to local woodworkers to evaluate
consumer perceptions of wood quality. Another common tree in Hawaii (and throughout the
Report Date 06/27/2013 Page 9 of101
2012 University of Hawaii Combined Research and Extension Annual Report of Accomplishments and Results
possible source of genes conferring tolerance to stresses, since it is highly tolerant to drought and virtually
disease free. Several genes that appear to be related to stress tolerance were isolated in FY2012, and
their functions are currently being determined. These may offer a route to drought tolerance in agricultural
crops, an issue of increasing importance globally due to climate change.

         Water management is a critical issue in an island ecosystem with competing demands from urban
growth, agriculture, and natural and coastal resources. In FY2012, CTAHR staff developed prototype
software for modeling water usage under different scenarios as a decision support tool; and continued
research on micro-irrigation as an agricultural water conservation measure. Two novel bioreactors for
wastewater treatment and reclamation were also designed: an Immobilized Bioprocess (IBP) and Bio-
Entrapped Membrane Reactor (BEMR). Both are simple in operation and design, and require less
maintenance than existing biological wastewater treatment options. Another approach to waste
management of great potential value was found to be conversion of sewage sludge to biochar. This
process converts toxic sludge to a safe product, can produce energy from the conversion process, and
produces a highly effective soil amendment. In experiments on corn growth, one of the tested biochar plus
fertilizer treatments improved biomass production by greater than 3-fold.

         Research on an Assimilating Probe for rapid detection in the field of multiple human and plant/animal
pathogens by detecting DNA amplicons replicated isothermically focused on enhancing the value of this
$600 production cost, handheld device. Successful field trials were conducted in Guatemala in December
2011, to detect a quarantine bacterial wilt pathogen; and in cooperation with US FDA in 2012, for detection
of Salmonella on food samples. This device is adaptable to a variety of environmental, plant and public
health pathogens, and has a broad range of applications due to its cost, portability, accuracy, and
multiplexing abilities.

         Finally, CTAHR faculty are increasingly active in efforts to protect and conserve Hawaii's resources
and endangered biota, including research on the impacts of animals and human interactions on natural
environments, evaluation of biological control efforts post-implementation, such as release of an
herbivorous moth for fireweed control, and conservation of endangered native plants and insect species.
The University of Hawaii Insect Museum (UHIM) supported by CTAHR catalogued over 11,290 specimens
for a digital database in FY2012, and welcomed 300 visitors, from visiting scientists to local school children
learning about invasive and native insects and Hawaii's ecosystem. UHIM researchers documented the
impact of urbanization on the declining range of the native Hawaiian moth genus Omiodes.
2. Brief description of the target audience
         As intended by the Land Grant perspective, CTAHR's "targeted" clients for this program in teaching
are the undergraduate and graduate students in agriculture, natural resource management, and allied
fields. Targeted clients for research are peers and extension specialists. Clients for extension specialists
are CTAHR's county extension agents and the counterpart professional personnel of sister state and
federal agencies (such as the Hawai'i State Departments of Agriculture, Health, and Land and Natural
Resources, and the USDA Natural Resources Conservation Service, NRCS). Clients for extension agents
are land users and commodity producers and their organizations (such as the Hawai'i Association of Soil
and Water Conservation Districts, Hawai'i Forestry Industry Association, and the Hawai'i Farm Bureau),
extension staff in other CTAHR units and at sister institutions, and other members of the professional
community who deal with managing land, soil and water resources especially in tropical agro-ecosystems.
Interfacing with other professional and community groups who can provide new and useful knowledge to
facilitate making decisions is an important expectation for effectively meeting its commitments.
3. How was eXtension used?
         eXtension was not used in this program
Report Date 06/27/2013 Page 10 of101