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    Rice production in West Africa : Analyzing the impacts of risks and constraints on yields and rice farmers' food security

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    Le riz, du fait de son importance croissante en tant qu'aliment de base, joue un rôle clé dans les régimes alimentaires ouest-africains, représentant près de 40 % du volume total de céréales consommées. Dans le contexte de la crise des prix alimentaires de 2008, plusieurs pays d'Afrique de l'Ouest ont proclamé leur objectif d'autosuffisance en riz d'ici 2050, par l'expansion des zones rizicoles et l'intensification de la riziculture. L'objectif de cette thèse est d'analyser les risques de production et de marché associés à une augmentation de la production de riz en Afrique de l'Ouest et d'évaluer leur impact sur le bien-être et sur la sécurité alimentaire des producteurs de riz.Dans une première étude, l'impact potentiel de la réaffectation de ressources telles que la terre, le travail ou les capitaux vers la production de riz au détriment d'autres cultures vivrières de base comme le manioc, le maïs, le millet, le sorgho ou l'igname est examiné. En moyenne, sur toute la région, les rendements du riz sont plus variables, d'environ 20%, que ceux des cinq autres cultures alimentaires de base. Le riz tend à avoir des rendements plus variables que les autres cultures dans les régions où elles sont traditionnellement cultivées (i.e., les tubercules en zone guinéenne et le sorgho et le mil dans les zones sahélienne et soudanienne). Les rendements du riz, tous systèmes de culture confondus, ont tendance à être plus variables que ceux des autres cultures dans les régions où la variabilité des précipitations est la plus forte.L'impact des pratiques agricoles et du risque climatique sur les rendements du riz est examiné dans une deuxième étude, via la construction de fonctions de production du riz pour quatre systèmes de culture représentatifs (i.e., système pluvial de bas-fond, système de bas-fond amélioré, système irrigué, système pluvial de hautes-terres). L'étude statistique des rendements montre que les pratiques intensives (i.e., utilisation de fertilisants, de pesticides, de variétés améliorées, gestion de l'eau améliorée) augmentent significativement les rendements moyens mais ne conduisent pas à une stabilisation des rendements, à l'échelle d'une région administrative 1. Dans les zones guinéenne et soudanienne, où la pénurie d'eau et le risque de sécheresse sont moindres, c'est la fréquence de désherbage qui a le plus d'impact sur les rendements moyens. Au contraire, dans la zone sahélienne, la variabilité spatio-temporelle des précipitations explique environ 50% de la variance des rendements, dans le cas des systèmes non irrigués.Enfin, dans une troisième et dernière partie, l'impact des risques et contraintes agricoles et l'effet de changements du contexte économique sur la prise de décision des riziculteurs est évalué grâce à un modèle microéconomique. Les résultats de cette analyse montrent que la situation économique des ménages influence leur choix d'investissement dans la riziculture. Les producteurs piégés dans la trappe à pauvreté sont, par définition, contraints par le manque de capital disponible en début de cycle et n'ont donc pas la possibilité d'investir dans des intrants, contrairement aux ménages qui ont pu dégager un surplus et épargner une partie de leurs revenus. Cette trappe à pauvreté est fortement corrélée au contexte climatique, puisque dans les régions où l'eau est rare et le risque de sécheresse élevé (c'est-à-dire les zones sahélienne et Nord-soudanienne), les rendements sont faibles et l'eau est le facteur limitant, de sorte que l'ajout d'engrais ne génère pas de revenus significatifs.L'amélioration de la production de riz est, dans le contexte actuel, fortement freinée par les risques et les contraintes auxquels sont confrontés les ménages producteurs de riz. Nos résultats montrent que l'autosuffisance en riz pourrait ne pas être efficace pour atteindre la sécurité alimentaire en Afrique de l'Ouest car la production peut varier considérablement en fonction des conditions climatiques.Rice, with its rapidly growing importance as a staple food, plays a key role in West African diets, accounting for nearly 40% of the total volume of cereals consumed. In the context of the 2008 food price crisis, several West African countries have proclaimed their goal of rice self-sufficiency by 2050, through expansion of cultivation areas and intensification of rice farming. The objective of this thesis is to assess the production and market risks associated with increased rice production in West Africa and to evaluate their impact on the welfare and food security of rice producers.In a first study, the potential impact of reallocating resources such as land, labor or capital to rice production at the expense of other staple food crops such as cassava, maize, millet, sorghum or yam is examined. On average across the region, rice yields are more variable, by about 20%, than those of the other five staple food crops. Rice tends to have more variable yields than the other crops in areas where they are traditionally grown (i.e., tubers in the Guinean zone, and sorghum and millet in the Sahelian and Sudanian zones). Rice yields, across all cropping systems, tend to be more variable than those of other crops in areas where rainfall variability is greatest.The impact of agricultural practices and climate risk on rice yields is examined in a second study, via the construction of rice production functions for four representative cropping systems (i.e., rainfed lowland system, improved lowland system, irrigated system, rainfed upland system). The statistical study of yields shows that intensive practices (i.e., use of fertilizers, pesticides, improved varieties, improved water management) significantly increase average yields but do not lead to a stabilization of yields, at the scale of an administrative region 1. In the Guinean and Sudanian zones, where water scarcity and drought risks are lower, it is the frequency of weeding that has the greatest impact on average yields. In contrast, in the Sahelian zone, the spatio-temporal variability of rainfall explains about 50% of the variance of yields, for non-irrigated systems.Finally, the impact of agricultural risks and constraints, and the effect of changes in the economic context, on the decision making of rice farmers is assessed using a microeconomic model. The results of this analysis show that the economic situation of households influences their choice of investment in rice farming. Farmers locked into the poverty trap are, by definition, constrained by the lack of available capital at the beginning of the cycle, and thus have no opportunity to invest in inputs, unlike households that have been able to generate a surplus and save part of their income. This poverty trap is strongly correlated with the climatic context, since in regions where water is scarce and the risk of drought is high (i.e., the Sahelian and North-Sudanian zones), yields are low and water is the limiting factor, so that the addition of fertilizer does not generate significant income.Improving rice production is, in the current context, strongly constrained by the risks and constraints faced by rice-producing households. Our results show that rice self-sufficiency may not be effective in achieving food security in West Africa, as production can vary considerably depending on climatic conditions

    Offre de riz local en Afrique de l'Ouest : analyse des risques et contraintes affectant la production et de leur impact sur la sécurité alimentaire des riziculteurs

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    Rice, with its rapidly growing importance as a staple food, plays a key role in West African diets, accounting for nearly 40% of the total volume of cereals consumed. In the context of the 2008 food price crisis, several West African countries have proclaimed their goal of rice self-sufficiency by 2050, through expansion of cultivation areas and intensification of rice farming. The objective of this thesis is to assess the production and market risks associated with increased rice production in West Africa and to evaluate their impact on the welfare and food security of rice producers.In a first study, the potential impact of reallocating resources such as land, labor or capital to rice production at the expense of other staple food crops such as cassava, maize, millet, sorghum or yam is examined. On average across the region, rice yields are more variable, by about 20%, than those of the other five staple food crops. Rice tends to have more variable yields than the other crops in areas where they are traditionally grown (i.e., tubers in the Guinean zone, and sorghum and millet in the Sahelian and Sudanian zones). Rice yields, across all cropping systems, tend to be more variable than those of other crops in areas where rainfall variability is greatest.The impact of agricultural practices and climate risk on rice yields is examined in a second study, via the construction of rice production functions for four representative cropping systems (i.e., rainfed lowland system, improved lowland system, irrigated system, rainfed upland system). The statistical study of yields shows that intensive practices (i.e., use of fertilizers, pesticides, improved varieties, improved water management) significantly increase average yields but do not lead to a stabilization of yields, at the scale of an administrative region 1. In the Guinean and Sudanian zones, where water scarcity and drought risks are lower, it is the frequency of weeding that has the greatest impact on average yields. In contrast, in the Sahelian zone, the spatio-temporal variability of rainfall explains about 50% of the variance of yields, for non-irrigated systems.Finally, the impact of agricultural risks and constraints, and the effect of changes in the economic context, on the decision making of rice farmers is assessed using a microeconomic model. The results of this analysis show that the economic situation of households influences their choice of investment in rice farming. Farmers locked into the poverty trap are, by definition, constrained by the lack of available capital at the beginning of the cycle, and thus have no opportunity to invest in inputs, unlike households that have been able to generate a surplus and save part of their income. This poverty trap is strongly correlated with the climatic context, since in regions where water is scarce and the risk of drought is high (i.e., the Sahelian and North-Sudanian zones), yields are low and water is the limiting factor, so that the addition of fertilizer does not generate significant income.Improving rice production is, in the current context, strongly constrained by the risks and constraints faced by rice-producing households. Our results show that rice self-sufficiency may not be effective in achieving food security in West Africa, as production can vary considerably depending on climatic conditions.Le riz, du fait de son importance croissante en tant qu'aliment de base, joue un rôle clé dans les régimes alimentaires ouest-africains, représentant près de 40 % du volume total de céréales consommées. Dans le contexte de la crise des prix alimentaires de 2008, plusieurs pays d'Afrique de l'Ouest ont proclamé leur objectif d'autosuffisance en riz d'ici 2050, par l'expansion des zones rizicoles et l'intensification de la riziculture. L'objectif de cette thèse est d'analyser les risques de production et de marché associés à une augmentation de la production de riz en Afrique de l'Ouest et d'évaluer leur impact sur le bien-être et sur la sécurité alimentaire des producteurs de riz.Dans une première étude, l'impact potentiel de la réaffectation de ressources telles que la terre, le travail ou les capitaux vers la production de riz au détriment d'autres cultures vivrières de base comme le manioc, le maïs, le millet, le sorgho ou l'igname est examiné. En moyenne, sur toute la région, les rendements du riz sont plus variables, d'environ 20%, que ceux des cinq autres cultures alimentaires de base. Le riz tend à avoir des rendements plus variables que les autres cultures dans les régions où elles sont traditionnellement cultivées (i.e., les tubercules en zone guinéenne et le sorgho et le mil dans les zones sahélienne et soudanienne). Les rendements du riz, tous systèmes de culture confondus, ont tendance à être plus variables que ceux des autres cultures dans les régions où la variabilité des précipitations est la plus forte.L'impact des pratiques agricoles et du risque climatique sur les rendements du riz est examiné dans une deuxième étude, via la construction de fonctions de production du riz pour quatre systèmes de culture représentatifs (i.e., système pluvial de bas-fond, système de bas-fond amélioré, système irrigué, système pluvial de hautes-terres). L'étude statistique des rendements montre que les pratiques intensives (i.e., utilisation de fertilisants, de pesticides, de variétés améliorées, gestion de l'eau améliorée) augmentent significativement les rendements moyens mais ne conduisent pas à une stabilisation des rendements, à l'échelle d'une région administrative 1. Dans les zones guinéenne et soudanienne, où la pénurie d'eau et le risque de sécheresse sont moindres, c'est la fréquence de désherbage qui a le plus d'impact sur les rendements moyens. Au contraire, dans la zone sahélienne, la variabilité spatio-temporelle des précipitations explique environ 50% de la variance des rendements, dans le cas des systèmes non irrigués.Enfin, dans une troisième et dernière partie, l'impact des risques et contraintes agricoles et l'effet de changements du contexte économique sur la prise de décision des riziculteurs est évalué grâce à un modèle microéconomique. Les résultats de cette analyse montrent que la situation économique des ménages influence leur choix d'investissement dans la riziculture. Les producteurs piégés dans la trappe à pauvreté sont, par définition, contraints par le manque de capital disponible en début de cycle et n'ont donc pas la possibilité d'investir dans des intrants, contrairement aux ménages qui ont pu dégager un surplus et épargner une partie de leurs revenus. Cette trappe à pauvreté est fortement corrélée au contexte climatique, puisque dans les régions où l'eau est rare et le risque de sécheresse élevé (c'est-à-dire les zones sahélienne et Nord-soudanienne), les rendements sont faibles et l'eau est le facteur limitant, de sorte que l'ajout d'engrais ne génère pas de revenus significatifs.L'amélioration de la production de riz est, dans le contexte actuel, fortement freinée par les risques et les contraintes auxquels sont confrontés les ménages producteurs de riz. Nos résultats montrent que l'autosuffisance en riz pourrait ne pas être efficace pour atteindre la sécurité alimentaire en Afrique de l'Ouest car la production peut varier considérablement en fonction des conditions climatiques

    Offre de riz local en Afrique de l'Ouest : analyse des risques et contraintes affectant la production et de leur impact sur la sécurité alimentaire des riziculteurs

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    Rice, with its rapidly growing importance as a staple food, plays a key role in West African diets, accounting for nearly 40% of the total volume of cereals consumed. In the context of the 2008 food price crisis, several West African countries have proclaimed their goal of rice self-sufficiency by 2050, through expansion of cultivation areas and intensification of rice farming. The objective of this thesis is to assess the production and market risks associated with increased rice production in West Africa and to evaluate their impact on the welfare and food security of rice producers.In a first study, the potential impact of reallocating resources such as land, labor or capital to rice production at the expense of other staple food crops such as cassava, maize, millet, sorghum or yam is examined. On average across the region, rice yields are more variable, by about 20%, than those of the other five staple food crops. Rice tends to have more variable yields than the other crops in areas where they are traditionally grown (i.e., tubers in the Guinean zone, and sorghum and millet in the Sahelian and Sudanian zones). Rice yields, across all cropping systems, tend to be more variable than those of other crops in areas where rainfall variability is greatest.The impact of agricultural practices and climate risk on rice yields is examined in a second study, via the construction of rice production functions for four representative cropping systems (i.e., rainfed lowland system, improved lowland system, irrigated system, rainfed upland system). The statistical study of yields shows that intensive practices (i.e., use of fertilizers, pesticides, improved varieties, improved water management) significantly increase average yields but do not lead to a stabilization of yields, at the scale of an administrative region 1. In the Guinean and Sudanian zones, where water scarcity and drought risks are lower, it is the frequency of weeding that has the greatest impact on average yields. In contrast, in the Sahelian zone, the spatio-temporal variability of rainfall explains about 50% of the variance of yields, for non-irrigated systems.Finally, the impact of agricultural risks and constraints, and the effect of changes in the economic context, on the decision making of rice farmers is assessed using a microeconomic model. The results of this analysis show that the economic situation of households influences their choice of investment in rice farming. Farmers locked into the poverty trap are, by definition, constrained by the lack of available capital at the beginning of the cycle, and thus have no opportunity to invest in inputs, unlike households that have been able to generate a surplus and save part of their income. This poverty trap is strongly correlated with the climatic context, since in regions where water is scarce and the risk of drought is high (i.e., the Sahelian and North-Sudanian zones), yields are low and water is the limiting factor, so that the addition of fertilizer does not generate significant income.Improving rice production is, in the current context, strongly constrained by the risks and constraints faced by rice-producing households. Our results show that rice self-sufficiency may not be effective in achieving food security in West Africa, as production can vary considerably depending on climatic conditions.Le riz, du fait de son importance croissante en tant qu'aliment de base, joue un rôle clé dans les régimes alimentaires ouest-africains, représentant près de 40 % du volume total de céréales consommées. Dans le contexte de la crise des prix alimentaires de 2008, plusieurs pays d'Afrique de l'Ouest ont proclamé leur objectif d'autosuffisance en riz d'ici 2050, par l'expansion des zones rizicoles et l'intensification de la riziculture. L'objectif de cette thèse est d'analyser les risques de production et de marché associés à une augmentation de la production de riz en Afrique de l'Ouest et d'évaluer leur impact sur le bien-être et sur la sécurité alimentaire des producteurs de riz.Dans une première étude, l'impact potentiel de la réaffectation de ressources telles que la terre, le travail ou les capitaux vers la production de riz au détriment d'autres cultures vivrières de base comme le manioc, le maïs, le millet, le sorgho ou l'igname est examiné. En moyenne, sur toute la région, les rendements du riz sont plus variables, d'environ 20%, que ceux des cinq autres cultures alimentaires de base. Le riz tend à avoir des rendements plus variables que les autres cultures dans les régions où elles sont traditionnellement cultivées (i.e., les tubercules en zone guinéenne et le sorgho et le mil dans les zones sahélienne et soudanienne). Les rendements du riz, tous systèmes de culture confondus, ont tendance à être plus variables que ceux des autres cultures dans les régions où la variabilité des précipitations est la plus forte.L'impact des pratiques agricoles et du risque climatique sur les rendements du riz est examiné dans une deuxième étude, via la construction de fonctions de production du riz pour quatre systèmes de culture représentatifs (i.e., système pluvial de bas-fond, système de bas-fond amélioré, système irrigué, système pluvial de hautes-terres). L'étude statistique des rendements montre que les pratiques intensives (i.e., utilisation de fertilisants, de pesticides, de variétés améliorées, gestion de l'eau améliorée) augmentent significativement les rendements moyens mais ne conduisent pas à une stabilisation des rendements, à l'échelle d'une région administrative 1. Dans les zones guinéenne et soudanienne, où la pénurie d'eau et le risque de sécheresse sont moindres, c'est la fréquence de désherbage qui a le plus d'impact sur les rendements moyens. Au contraire, dans la zone sahélienne, la variabilité spatio-temporelle des précipitations explique environ 50% de la variance des rendements, dans le cas des systèmes non irrigués.Enfin, dans une troisième et dernière partie, l'impact des risques et contraintes agricoles et l'effet de changements du contexte économique sur la prise de décision des riziculteurs est évalué grâce à un modèle microéconomique. Les résultats de cette analyse montrent que la situation économique des ménages influence leur choix d'investissement dans la riziculture. Les producteurs piégés dans la trappe à pauvreté sont, par définition, contraints par le manque de capital disponible en début de cycle et n'ont donc pas la possibilité d'investir dans des intrants, contrairement aux ménages qui ont pu dégager un surplus et épargner une partie de leurs revenus. Cette trappe à pauvreté est fortement corrélée au contexte climatique, puisque dans les régions où l'eau est rare et le risque de sécheresse élevé (c'est-à-dire les zones sahélienne et Nord-soudanienne), les rendements sont faibles et l'eau est le facteur limitant, de sorte que l'ajout d'engrais ne génère pas de revenus significatifs.L'amélioration de la production de riz est, dans le contexte actuel, fortement freinée par les risques et les contraintes auxquels sont confrontés les ménages producteurs de riz. Nos résultats montrent que l'autosuffisance en riz pourrait ne pas être efficace pour atteindre la sécurité alimentaire en Afrique de l'Ouest car la production peut varier considérablement en fonction des conditions climatiques

    Offre de riz local en Afrique de l'Ouest : analyse des risques et contraintes affectant la production et de leur impact sur la sécurité alimentaire des riziculteurs

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    Rice, with its rapidly growing importance as a staple food, plays a key role in West African diets, accounting for nearly 40% of the total volume of cereals consumed. In the context of the 2008 food price crisis, several West African countries have proclaimed their goal of rice self-sufficiency by 2050, through expansion of cultivation areas and intensification of rice farming. The objective of this thesis is to assess the production and market risks associated with increased rice production in West Africa and to evaluate their impact on the welfare and food security of rice producers.In a first study, the potential impact of reallocating resources such as land, labor or capital to rice production at the expense of other staple food crops such as cassava, maize, millet, sorghum or yam is examined. On average across the region, rice yields are more variable, by about 20%, than those of the other five staple food crops. Rice tends to have more variable yields than the other crops in areas where they are traditionally grown (i.e., tubers in the Guinean zone, and sorghum and millet in the Sahelian and Sudanian zones). Rice yields, across all cropping systems, tend to be more variable than those of other crops in areas where rainfall variability is greatest.The impact of agricultural practices and climate risk on rice yields is examined in a second study, via the construction of rice production functions for four representative cropping systems (i.e., rainfed lowland system, improved lowland system, irrigated system, rainfed upland system). The statistical study of yields shows that intensive practices (i.e., use of fertilizers, pesticides, improved varieties, improved water management) significantly increase average yields but do not lead to a stabilization of yields, at the scale of an administrative region 1. In the Guinean and Sudanian zones, where water scarcity and drought risks are lower, it is the frequency of weeding that has the greatest impact on average yields. In contrast, in the Sahelian zone, the spatio-temporal variability of rainfall explains about 50% of the variance of yields, for non-irrigated systems.Finally, the impact of agricultural risks and constraints, and the effect of changes in the economic context, on the decision making of rice farmers is assessed using a microeconomic model. The results of this analysis show that the economic situation of households influences their choice of investment in rice farming. Farmers locked into the poverty trap are, by definition, constrained by the lack of available capital at the beginning of the cycle, and thus have no opportunity to invest in inputs, unlike households that have been able to generate a surplus and save part of their income. This poverty trap is strongly correlated with the climatic context, since in regions where water is scarce and the risk of drought is high (i.e., the Sahelian and North-Sudanian zones), yields are low and water is the limiting factor, so that the addition of fertilizer does not generate significant income.Improving rice production is, in the current context, strongly constrained by the risks and constraints faced by rice-producing households. Our results show that rice self-sufficiency may not be effective in achieving food security in West Africa, as production can vary considerably depending on climatic conditions.Le riz, du fait de son importance croissante en tant qu'aliment de base, joue un rôle clé dans les régimes alimentaires ouest-africains, représentant près de 40 % du volume total de céréales consommées. Dans le contexte de la crise des prix alimentaires de 2008, plusieurs pays d'Afrique de l'Ouest ont proclamé leur objectif d'autosuffisance en riz d'ici 2050, par l'expansion des zones rizicoles et l'intensification de la riziculture. L'objectif de cette thèse est d'analyser les risques de production et de marché associés à une augmentation de la production de riz en Afrique de l'Ouest et d'évaluer leur impact sur le bien-être et sur la sécurité alimentaire des producteurs de riz.Dans une première étude, l'impact potentiel de la réaffectation de ressources telles que la terre, le travail ou les capitaux vers la production de riz au détriment d'autres cultures vivrières de base comme le manioc, le maïs, le millet, le sorgho ou l'igname est examiné. En moyenne, sur toute la région, les rendements du riz sont plus variables, d'environ 20%, que ceux des cinq autres cultures alimentaires de base. Le riz tend à avoir des rendements plus variables que les autres cultures dans les régions où elles sont traditionnellement cultivées (i.e., les tubercules en zone guinéenne et le sorgho et le mil dans les zones sahélienne et soudanienne). Les rendements du riz, tous systèmes de culture confondus, ont tendance à être plus variables que ceux des autres cultures dans les régions où la variabilité des précipitations est la plus forte.L'impact des pratiques agricoles et du risque climatique sur les rendements du riz est examiné dans une deuxième étude, via la construction de fonctions de production du riz pour quatre systèmes de culture représentatifs (i.e., système pluvial de bas-fond, système de bas-fond amélioré, système irrigué, système pluvial de hautes-terres). L'étude statistique des rendements montre que les pratiques intensives (i.e., utilisation de fertilisants, de pesticides, de variétés améliorées, gestion de l'eau améliorée) augmentent significativement les rendements moyens mais ne conduisent pas à une stabilisation des rendements, à l'échelle d'une région administrative 1. Dans les zones guinéenne et soudanienne, où la pénurie d'eau et le risque de sécheresse sont moindres, c'est la fréquence de désherbage qui a le plus d'impact sur les rendements moyens. Au contraire, dans la zone sahélienne, la variabilité spatio-temporelle des précipitations explique environ 50% de la variance des rendements, dans le cas des systèmes non irrigués.Enfin, dans une troisième et dernière partie, l'impact des risques et contraintes agricoles et l'effet de changements du contexte économique sur la prise de décision des riziculteurs est évalué grâce à un modèle microéconomique. Les résultats de cette analyse montrent que la situation économique des ménages influence leur choix d'investissement dans la riziculture. Les producteurs piégés dans la trappe à pauvreté sont, par définition, contraints par le manque de capital disponible en début de cycle et n'ont donc pas la possibilité d'investir dans des intrants, contrairement aux ménages qui ont pu dégager un surplus et épargner une partie de leurs revenus. Cette trappe à pauvreté est fortement corrélée au contexte climatique, puisque dans les régions où l'eau est rare et le risque de sécheresse élevé (c'est-à-dire les zones sahélienne et Nord-soudanienne), les rendements sont faibles et l'eau est le facteur limitant, de sorte que l'ajout d'engrais ne génère pas de revenus significatifs.L'amélioration de la production de riz est, dans le contexte actuel, fortement freinée par les risques et les contraintes auxquels sont confrontés les ménages producteurs de riz. Nos résultats montrent que l'autosuffisance en riz pourrait ne pas être efficace pour atteindre la sécurité alimentaire en Afrique de l'Ouest car la production peut varier considérablement en fonction des conditions climatiques

    Offre de riz local en Afrique de l'Ouest : analyse des risques et contraintes affectant la production et de leur impact sur la sécurité alimentaire des riziculteurs

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    Rice, with its rapidly growing importance as a staple food, plays a key role in West African diets, accounting for nearly 40% of the total volume of cereals consumed. In the context of the 2008 food price crisis, several West African countries have proclaimed their goal of rice self-sufficiency by 2050, through expansion of cultivation areas and intensification of rice farming. The objective of this thesis is to assess the production and market risks associated with increased rice production in West Africa and to evaluate their impact on the welfare and food security of rice producers.In a first study, the potential impact of reallocating resources such as land, labor or capital to rice production at the expense of other staple food crops such as cassava, maize, millet, sorghum or yam is examined. On average across the region, rice yields are more variable, by about 20%, than those of the other five staple food crops. Rice tends to have more variable yields than the other crops in areas where they are traditionally grown (i.e., tubers in the Guinean zone, and sorghum and millet in the Sahelian and Sudanian zones). Rice yields, across all cropping systems, tend to be more variable than those of other crops in areas where rainfall variability is greatest.The impact of agricultural practices and climate risk on rice yields is examined in a second study, via the construction of rice production functions for four representative cropping systems (i.e., rainfed lowland system, improved lowland system, irrigated system, rainfed upland system). The statistical study of yields shows that intensive practices (i.e., use of fertilizers, pesticides, improved varieties, improved water management) significantly increase average yields but do not lead to a stabilization of yields, at the scale of an administrative region 1. In the Guinean and Sudanian zones, where water scarcity and drought risks are lower, it is the frequency of weeding that has the greatest impact on average yields. In contrast, in the Sahelian zone, the spatio-temporal variability of rainfall explains about 50% of the variance of yields, for non-irrigated systems.Finally, the impact of agricultural risks and constraints, and the effect of changes in the economic context, on the decision making of rice farmers is assessed using a microeconomic model. The results of this analysis show that the economic situation of households influences their choice of investment in rice farming. Farmers locked into the poverty trap are, by definition, constrained by the lack of available capital at the beginning of the cycle, and thus have no opportunity to invest in inputs, unlike households that have been able to generate a surplus and save part of their income. This poverty trap is strongly correlated with the climatic context, since in regions where water is scarce and the risk of drought is high (i.e., the Sahelian and North-Sudanian zones), yields are low and water is the limiting factor, so that the addition of fertilizer does not generate significant income.Improving rice production is, in the current context, strongly constrained by the risks and constraints faced by rice-producing households. Our results show that rice self-sufficiency may not be effective in achieving food security in West Africa, as production can vary considerably depending on climatic conditions.Le riz, du fait de son importance croissante en tant qu'aliment de base, joue un rôle clé dans les régimes alimentaires ouest-africains, représentant près de 40 % du volume total de céréales consommées. Dans le contexte de la crise des prix alimentaires de 2008, plusieurs pays d'Afrique de l'Ouest ont proclamé leur objectif d'autosuffisance en riz d'ici 2050, par l'expansion des zones rizicoles et l'intensification de la riziculture. L'objectif de cette thèse est d'analyser les risques de production et de marché associés à une augmentation de la production de riz en Afrique de l'Ouest et d'évaluer leur impact sur le bien-être et sur la sécurité alimentaire des producteurs de riz.Dans une première étude, l'impact potentiel de la réaffectation de ressources telles que la terre, le travail ou les capitaux vers la production de riz au détriment d'autres cultures vivrières de base comme le manioc, le maïs, le millet, le sorgho ou l'igname est examiné. En moyenne, sur toute la région, les rendements du riz sont plus variables, d'environ 20%, que ceux des cinq autres cultures alimentaires de base. Le riz tend à avoir des rendements plus variables que les autres cultures dans les régions où elles sont traditionnellement cultivées (i.e., les tubercules en zone guinéenne et le sorgho et le mil dans les zones sahélienne et soudanienne). Les rendements du riz, tous systèmes de culture confondus, ont tendance à être plus variables que ceux des autres cultures dans les régions où la variabilité des précipitations est la plus forte.L'impact des pratiques agricoles et du risque climatique sur les rendements du riz est examiné dans une deuxième étude, via la construction de fonctions de production du riz pour quatre systèmes de culture représentatifs (i.e., système pluvial de bas-fond, système de bas-fond amélioré, système irrigué, système pluvial de hautes-terres). L'étude statistique des rendements montre que les pratiques intensives (i.e., utilisation de fertilisants, de pesticides, de variétés améliorées, gestion de l'eau améliorée) augmentent significativement les rendements moyens mais ne conduisent pas à une stabilisation des rendements, à l'échelle d'une région administrative 1. Dans les zones guinéenne et soudanienne, où la pénurie d'eau et le risque de sécheresse sont moindres, c'est la fréquence de désherbage qui a le plus d'impact sur les rendements moyens. Au contraire, dans la zone sahélienne, la variabilité spatio-temporelle des précipitations explique environ 50% de la variance des rendements, dans le cas des systèmes non irrigués.Enfin, dans une troisième et dernière partie, l'impact des risques et contraintes agricoles et l'effet de changements du contexte économique sur la prise de décision des riziculteurs est évalué grâce à un modèle microéconomique. Les résultats de cette analyse montrent que la situation économique des ménages influence leur choix d'investissement dans la riziculture. Les producteurs piégés dans la trappe à pauvreté sont, par définition, contraints par le manque de capital disponible en début de cycle et n'ont donc pas la possibilité d'investir dans des intrants, contrairement aux ménages qui ont pu dégager un surplus et épargner une partie de leurs revenus. Cette trappe à pauvreté est fortement corrélée au contexte climatique, puisque dans les régions où l'eau est rare et le risque de sécheresse élevé (c'est-à-dire les zones sahélienne et Nord-soudanienne), les rendements sont faibles et l'eau est le facteur limitant, de sorte que l'ajout d'engrais ne génère pas de revenus significatifs.L'amélioration de la production de riz est, dans le contexte actuel, fortement freinée par les risques et les contraintes auxquels sont confrontés les ménages producteurs de riz. Nos résultats montrent que l'autosuffisance en riz pourrait ne pas être efficace pour atteindre la sécurité alimentaire en Afrique de l'Ouest car la production peut varier considérablement en fonction des conditions climatiques

    Rice yield stability compared to major food crops in West Africa

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    International audienceAbstract West Africa is one of the regions the most concerned with structural food and nutrition security. Consequently, agricultural development pathways and scenarios are under high scientific and political scrutiny in this region. Rice, as a rapidly growing staple plays a key role in the West African diet representing close to 40% of the total volume of cereal consumed in the region. In the context of the 2008 food price crisis several West African countries have since proclaimed rice self-sufficiency as a target. Here, we show that rice yields tend to be, on average over the entire region, less stable (by a range of 15%–30%) than that of alternative crops, possibly substitutable in diets. The regions where yields of alternative crops are more stable than those of rice correspond to the main climatic regions where these crops are grown: sorghum, millet in the Sahelian and Sudanian regions and tubers in the Guinean region. Rice yields are significantly less stable for 33% of the comparisons considered and are significantly more stable than any alternative crop for 15% of the comparisons in few areas without clear longitudinal patterns. Models accounting for climate variability explain up to 17% of the variance of the data and reveal that yield variability differences between rice and alternative crops tends to widen in the areas where the monsoon precipitation is more variable between-years. The highest levels of variability of rice yields compared to alternative crops are recorded in regions where the monsoon varies strongly between years. Our analysis advocates for an explicit account of yield stability in West African rice expansion scenarios and supply strategies

    Exosome-driven transfer of tumor-associated Pioneer Translation Products (TA-PTPs) for the MHC class I cross-presentation pathway

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    Cellular immune reactions against non-self-epitopes require activation of cytotoxic CD8+ T-cells via cross-presentation of MHC class I-restricted peptides by professional antigen presenting cells (pAPCs), with the consequent detection and elimination of cells expressing the same antigens via the endogenous (direct) pathway. The source of peptides for the endogenous pathway is constituted of alternative mRNA translation products; however, it is still unclear which source of peptides is used for cross-presentation. Furthermore, the presentation of non-canonical translation products, produced during a non-conventional translation event, on class I molecules of tumor cells has been reported but how these peptides are generated, presented to pAPCs, and their capacity to stimulate CD8+ T cells is still not known. Here, we report that pioneer translation peptides (PTPs) derived from intron or exon pre-mRNAs can serve as tumor-associated antigens (TA-PTPs) and are delivered from the producing tumor cells to pAPCs via exosomes where they are processed by the cytosolic pathway. Injection of TA-PTPs and tumor-derived exosomes efficiently induce CD8+ T-cell proliferation and prevent tumor growth in mice. Our results show that TA-PTPs represent an efficient source of antigenic peptides for CD8+ T cell activation and that full-length proteins are not required for cross-presentation. These findings can have interesting implications for generating tolerance and for designing vectors to generate vaccines

    SARS-CoV-2 Titers in Wastewater Are Higher than Expected from Clinically Confirmed Cases

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    Wastewater surveillance represents a complementary approach to clinical surveillance to measure the presence and prevalence of emerging infectious diseases like the novel coronavirus SARS-CoV-2. This innovative data source can improve the precision of epidemiological modeling to understand the penetrance of SARS-CoV-2 in specific vulnerable communities. Here, we tested wastewater collected at a major urban treatment facility in Massachusetts and detected SARS-CoV-2 RNA from the N gene at significant titers (57 to 303 copies per ml of sewage) in the period from 18 to 25 March 2020 using RT-qPCR. We validated detection of SARS-CoV-2 by Sanger sequencing the PCR product from the S gene. Viral titers observed were significantly higher than expected based on clinically confirmed cases in Massachusetts as of 25 March. Our approach is scalable and may be useful in modeling the SARS-CoV-2 pandemic and future outbreaks. IMPORTANCE Wastewater-based surveillance is a promising approach for proactive outbreak monitoring. SARS-CoV-2 is shed in stool early in the clinical course and infects a large asymptomatic population, making it an ideal target for wastewater-based monitoring. In this study, we develop a laboratory protocol to quantify viral titers in raw sewage via qPCR analysis and validate results with sequencing analysis. Our results suggest that the number of positive cases estimated from wastewater viral titers is orders of magnitude greater than the number of confirmed clinical cases and therefore may significantly impact efforts to understand the case fatality rate and progression of disease. These data may help inform decisions surrounding the advancement or scale-back of social distancing and quarantine efforts based on dynamic wastewater catchment-level estimations of prevalence
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