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Doctoral Thesis
2016
Impact evaluation of improved rice varieties and farmer training on food security and technical efficiency in The Gambia
Impact evaluation of improved rice varieties and farmer training on food security and technical efficiency in The Gambia
Abstract (English)
This dissertation aims to evaluate the impact of improved rice varieties and farmer training programs that have been introduced to boost local rice production in The Gambia. Rice is the main staple crop of The Gambia. The per capita consumption level of rice is estimated at 117 kg per annum, which is one of the highest in sub-Saharan Africa. The annual consumption of rice is estimated at 195, 811 metric tons, out of which only 51,137 metric tons are produced nationally. This huge deficit is met through imports, at an estimated cost of about US$ 50 million annually. As a result, the government is committed to attaining rice self-sufficiency. To achieve this objective, currents efforts have concentrated on the introduction of yield increasing improved rice varieties and farmer training programs. To evaluate how such improved rice varieties and farmer training programs are contributing towards the achievement of rice self-sufficiency in The Gambia is the main focus of this dissertation.
To evaluate the impact of improved rice varieties and farmer training programs, this study has obtained a country-wide data from rice growing communities and households that were selected through a multi-stage stratified random sampling procedure. Data were obtained during 2006 and 2010 rice cropping seasons. The data collected were used to address three research topics: (1) How accessibility to seeds affects the potential adoption of an improved rice variety: The case of The New Rice for Africa (NERICA) in The Gambia, (2) The impact of New Rice for Africa (NERICA) adoption on household food security and health in The Gambia, and (3) The impact of agricultural training on technical efficiency of smallholder rice producers in The Gambia. These research topics are the main pillars of this dissertation.
The aim of the first research topic was to assess the population adoption rate of NERICA and its determinants. The NERICA is a high yielding rice variety that was officially introduced in The Gambia in 2003. The introduction of NERICA was an attempt taken by the government to increase rice production and productivity in the country. This study focuses on two main constraints that limit the adoption of NERICA: awareness and access to its seeds. We used the treatment evaluation technique to address these constraints and estimate the true population adoption rate of NERICA in The Gambia. The results of our analysis show that the NERICA population adoption rate could have been 76% instead of the observed 66% sample estimate in 2010 provided that every rice farmer had been aware of NERICA’s existence before the 2010 rice growing season. However, further investigation finds that if all the rice farmers had been aware of and had access to NERICA seeds, adoption would have been 92%. The results further show that if awareness had not been a constraint, 16% of farmers would have failed to adopt NERICA due to lack of access to NERICA seeds.
We found farmer contact with extension services and access to in-kind credit as significant determinants of access to and adoption of NERICA varieties. The policy implication of these findings is to increase farmer contact with extension and facilitate access to in-kind credit services like improved seeds to all the rice farming communities. This is likely to increase awareness and access to NERICA seeds, which can help to significantly close the population adoption gap of NERICA in The Gambia. Moreover, when efforts are made to make the entire rice farming population aware of the existence of NERICA varieties and also make the seeds of NERICA accessible to all rice farmers, then it will not be meaningful for future research to attempt to further estimate population adoption rate of NERICA in The Gambia. Under such circumstance, a more meaningful estimate of adoption is given by assessing the intensity of technology use among adopters. For the case of NERICA varieties, it will be more interesting to know the share of total rice area famers are allocating to NERICA varieties. This will give a better picture regarding the desirability of the NERICA technology by the target rice farming population.
The second research topic attempts to identify improvements in household food security and health outcome indicators that can be attributed to NERICA adoption. We used food consumption scores (FCS) and sick days per capita among farm households’ members as outcome indicators of food security and health, respectively. Since NERICA adoption is a decision made by rice farmers, we assume that this selection decision is partly based on unobservable factors, for example, farmers’ attitude towards work. Therefore, we used the instrumental variable approach to identify causal effects of NERICA adoption on food security and health. The results of our analysis show significant differences in some key socio-economic and demographic characteristics between NERICA adopters and non-adopters. These adopting households. However, the results of our analysis have shown no significant impact of NERICA adoption on health. This could be attributed to the fact that we used information on all household members to create number of sick days per capita. Given the limited scope of the survey data regarding health, more precise indicators of health, such as detailed individual recall data on specific diseases, anthropometric data, or other health indicators were not available. Number of sick days per capita is a highly noisy indicator which tend to be negatively correlated with household size. When one individual respondent reports on the health status of all households members, it can lead to under estimation if the household is large. For this reason, we recommend that future studies that intend to identify the impact of NERICA adoption on health should focus on individual recall data, which may be a better outcome indicator.
Finally, the third research topic aims to identify improvements in technical efficiency of smallholder rice farmers that can be attributed to agricultural rice farmer training programs introduced in The Gambia to increase rice production and productivity. Technical efficiency is a measure of how the use of best rice farming practices affects the total yield of rice farmers. Technical efficiency is achieved when it is not possible to increase output without increasing inputs. Due to technical inefficiencies, there is a huge gap between actual and potential yields of rice farmers in sub-Saharan Africa. For instance, the rice yield of upland farmers, in sub-Saharan Africa, is estimated at 1 t/ha whereas the yields at research stations ranges between 2.5 to 5 t/ha. This yield gap is mainly attributed to inappropriate farming practices and lack of farmers’ access to modern inputs that influence efficiency in farmers’ fields. As a result, this study assesses how the introduction of best agricultural rice farming practices, through agricultural training programs, affects the technical efficiency of smallholder farmers in The Gambia. In the first stage, we use Data Envelopment Analysis (DEA) technique to estimate technical efficiency scores for each sampled household and used Tobit regression to identify factors influencing technical efficiency. In the second stage, we employ propensity score matching to assess program impact on participants using technical efficiency scores as our outcome indicator. The results of the analysis indicate that agricultural training significantly increases technical efficiency of smallholder rice farmers by 10 percent. This translates to rice yield increase of 260 kg/ha, which results in net social and private benefits per annum of US$ 43700 for 900 rice farming households and 30 extension agents, and US$ 53 per household, respectively. Our analysis of investment on agricultural training yields a Net Present Value (NPV) of US$ 195816, a Benefit Cost Ratio (BCR) of 5.3 and an Internal Rate of Return (IRR) of 99%. These results justify increased investment on agricultural training programs to boost rice production and productivity. Further analysis to identify determinants of technical efficiency show farmer’s contact with extension workers and a farmer’s association membership as significant factors influencing technical efficiency.
The significance of farmer’s contact with extension and association membership in determining technical efficiency indicates that extension contact and association membership could be important impact pathways to improve technical efficiency among smallholder farmers. The policy implication of these findings is to encourage rice farmers, through agricultural extension services, to be members of rice farmers associations and motivate them to meet regularly to exchange ideas and information about new developments within and outside their rice farming communities. Moreover, we define agricultural training as participation in at least one rice farmer training program. Since some training programs are likely to be more effective than others, defining participation as receipt of at least one training on rice cultivation practices is likely to underestimate the impact of highly effective training programs. Consequently, we recommend that future studies that intend to assess the impact of agricultural training on technical efficiency should identify specific training programs and assess their impact on technical efficiency separately.
Abstract (German)
Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, den Einfluss von verbesserten Technologien und Programmen, die im Rahmen des Reisanbaus in Gambia eingeführt wurden um die lokale Reisproduktion zu steigern, zu evaluieren. Reis ist Hauptnahrungsmittel in Gambia. Der Reiskonsum pro Kopf wird auf 117kg pro Jahr geschätzt, und ist damit einer der höchsten in Subsahara-Afrika. Der landesweite jährliche Reiskonsum wird auf 195.811 Tonnen geschätzt, wovon 51.137 Tonnen im Inland produziert werden. Das gewaltige Defizit wird durch Importe zu geschätzten Kosten von jährlich 50 Millionen US$ ausgeglichen. Die Regierung ist daher bestrebt, im Bezug auf Reisproduktion wirtschaftliche Unabhängigkeit zu erlangen. Um dieses Ziel zu erreichen, haben sich die aktuellen Bemühungen darauf konzentriert, ertragssteigernde landwirtschaftliche Technologien und Programme einzuführen. Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit ist es, auszuwerten, wie solche Technologien und Programme dazu beitragen, wirtschaftliche Unabhängigkeit in der Reisproduktion in Gambia zu erreichen.
Um die Auswirkungen der Technologien und Programme in der Reisproduktion zu evaluieren, liegt der Studie ein landesweiter Datensatz von reisproduzierenden Gemeinschaften und Haushalten vor, die über ein mehrstufiges Stichprobenverfahren ausgewählt wurden. Die Daten wurden in den Erntejahren 2006-2010 gesammelt, und wurden verwendet um drei verschiedene Forschungsfragen aufzustellen: (1) Wie beeinflusst der Zugang zu Saatgut die potentielle Einführung einer verbesserten Reisvariante? Der Fall „New Rice for Africa“ (NERICA) in Gambia, (2) Die Auswirkungen der Einführung von „New Rice for Africa“ (NERICA) auf Ernährungssicherheit und Gesundheit in gambischen Haushalten, und (3) Die Auswirkungen landwirtschaftlicher Weiterbildungen kleinbäuerlicher Reisproduzenten zu technischer Effizienz in Gambia. Diese drei Forschungsfragen stellen die drei Hauptsäulen der vorliegenden Dissertation dar.
Ziel der ersten Forschungsfrage war, den Bevölkerungsanteil festzustellen, der NERICA Saatgut einsetzt, sowie die Faktoren die zu dessen Einsatz beitragen. NERICA ist eine ertragreiche Reissorte, welche offiziell im Jahr 2003 in Gambia eingeführt wurde. Die Einführung von NERICA war ein Versuch der Regierung, die Reisproduktion und die Produktivität des Landes zu erhöhen. Die vorliegende Studie konzentriert sich auf zwei primäre Einschränkungen welche den Einsatz von NERICA Saatgut limitieren: Das Wissen der Produzenten über das Vorhandensein von NERICA Saatgut, sowie den Zugang dazu. Um diese Einschränkungen anzugehen, und die unverzerrte Anwendung von NERICA Saatgut durch die gambische Bevölkerung abzuschätzen, wurde eine Wirkungsanalyse durchgeführt. Die Ergebnisse der Analyse zeigen, dass die Anwendungsquote statt der in der Stichprobe vom Jahr 2010 tatsächlich beobachteten Quote von 66% bei 76% hätte liegen können, wenn sichergestellt gewesen wäre, dass jeder Reisproduzent vor der Anbausaison 2010 von der Existenz des NERICA Saatguts gewusst hätte.
Weitere Untersuchungen zeigen, dass der Einsatz von NERICA Saatgut bei 92% hätte liegen können, wenn neben dem Wissen um die Existenz des Saatguts auch der Zugang auf das Saatgut sichergestellt gewesen wäre. Weiterhin zeigen die Ergebnisse, dass, wenn das Wissen um die Existenz des Saatguts keine Einschränkung gewesen wäre, 16% der Reisproduzenten NERICA nicht hätten einsetzen können, weil sie keinen Zugang zu NERICA Saatgut gehabt hätten.
Der Kontakt der Reisproduzenten zu landwirtschaftlichen Beratungsdiensten und ein erleichterter Zugang zu nichtmonetären Krediten wurden als bedeutende Faktoren für den Zugang zu und den Einsatz von NERICA Saatgutsorten herausgestellt. Die Politikempfehlung zu den Ergebnissen lautet, den Kontakt der Reisproduzenten zu landwirtschaftlichen Beratungen zu verbessern, und den Zugang zu nichtmonetären Krediten, wie z.B. verbessertem Saatgut, für alle Reisproduzenten zu erleichtern. Dies würde höchstwahrscheinlich das Wissen um die Existenz von NERICA Saatgut und den Zugang dazu verbessern, was wiederum dazu beitragen würde, die Anwendungslücke bei NERICA Saatgut in der gambischen Bevölkerung beträchtlich zu verkleinern. Wenn es Bemühungen dahingehend gibt, die alle Reisproduzenten über das Vorhandensein von NERICA Saatgutsorten in Kenntnis zu setzen, und überdies das Saatgut für alle zugänglich gemacht wird, wird es außerdem für künftige Forschungsvorhaben nicht mehr bedeutsam sein, weiterhin die Anwendungsquote von NERICA Saatgut in der gambischen Reisproduzentenschaft zu erheben. Unter solchen Umständen wäre es sinnvoller, den Einsatz von NERICA zu bewerten, indem die Intensität in der Technologienutzung unter den Anwendern erhoben wird. Letzteres würde ein detaillierteres Bild bezüglich der Attraktivität der NERICA Technologie für die Zielgruppe der Reisproduzentenschaft ergeben.
Die zweite Forschungsfrage zielt darauf ab, Verbesserungen hinsichtlich der Ernährungssicherheit in den Haushalten, sowie Ergebnisindikatoren zu gesundheitlichen Auswirkungen zu identifizieren, die der Anwendung von NERICA Saatgut zugeschrieben werden können. Hierfür wurden Food Consumption Scores (FCS) und Krankheitstage pro Kopf der reisproduzierenden Haushaltsmitglieder als Ergebnisindikatoren für Ernährungssicherheit und Gesundheit herangezogen.
Da die Entscheidung zum Einsatz von NERICA Saatgut von den Reisproduzenten getroffen wird, wird angenommen, dass diese Auswahlentscheidung teilweise auf nicht beobachtbaren Faktoren basiert, wie beispielsweise die Einstellung der Reisproduzenten zu ihrer Arbeit. Daher wurde eine Instrumentvariable angewendet, um kausale Effekte des Einsatzes von NERICA Saatgut auf Ernährungssicherheit und Gesundheit zu ermitteln. Die Ergebnisse dieser Analyse zeigen signifikante Unterschiede bei einigen sozioökonomischen und demografischen Schlüsselmerkmalen zwischen NERICA Anwendern und Nicht-Anwendern. Diese beinhalten die Erfahrung beim Reisanbau in Hochlagen, das außerlandwirtschaftliche Einkommen, den Kontakt zu landwirtschaftlichen Beratungen und Zugang zu Krediten. Solche Variablen können die Auswirkungen des Einsatzes von NERICA Saatgut verzerren, wenn sie nicht in ausgeglichenem Umfang bei den Behandlungs- und Kontrollgruppen vorkommen. Wenn eine Gruppe beispielsweise ein höheres außerlandwirtschaftliches Einkommen hat, könnten Unterschiede innerhalb der beiden Gruppen in Ernährungssicherheit und Gesundheitsversorgung ursächlich von dieser Variablen stammen und sind nicht notwendigerweise dem Einsatz von NERICA Saatgut zuzuschreiben. Um solche Differenzen zu regulieren, und eine kausale Interpretation der Auswirkungen des Einsatzes von NERICA Saatgut zu ermöglichen, wird der Local Average Treatment Effect (LATE) kalkuliert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Einsatz von NERICA Saatgut den Lebensmittelkonsum innerhalb eines Haushalts signifikant um durchschnittlich 14% steigert. Weiterhin wurde festgestellt, dass die positiven Auswirkungen des Einsatzes von NERICA Saatgut auf die Ernährungssicherheit unter allen Haushalten die NERICA Saatgut einsetzen, für solche Haushalte größer sind, die Zugang zu nicht-monetären Krediten haben. Unsere Ergebnisse weisen auch darauf hin, dass die positiven Auswirkungen des Einsatzes von NERICA Saatgut auf Haushaltsebene nur für diejenigen Haushalte signifikant ist, die von Männern geführt werden. Dies mag darauf zurückzuführen sein, dass NERICA eine Bergreissorte ist, und die Flächen für Reisanbau in den Hochlagen Gambias hauptsächlich im Eigentum von Männern sind bzw. von Männern bearbeitet werden. Es wurden weiterhin keine signifikanten Auswirkungen des Einsatzes von NERICA auf die Gesundheit festgestellt.
Die Tatsache, dass die positiven Auswirkungen des Einsatzes von NERICA Saatgut auf die Ernährungssicherheit für Haushalte mit Zugang zu Naturalkrediten wie beispielsweise in Form von verbessertem Saatgut, größer sind, macht es für die Politik erforderlich, die notwendigen Bemühungen zu unternehmen, um NERICA Saatgut von Gebieten mit hoher Produktionsleistung zu reisproduzierenden Dörfern mit niedrigem Zugang auf nicht-monetäre Kredite umzuverteilen. Dass die Auswirkungen des Einsatzes von NERICA Saatgut auf Ernährungssicherheit bei Haushalten mit männlichem Haushaltsvorstand größer sind, weist nicht notwendigerweise darauf hin dass der Einsatz von NERICA Saatgut keine signifikanten Auswirkungen auf die Ernährungssicherheit von Frauen auf individueller Ebene hat. Die verwendeten Daten wurden auf Haushaltsebene gesammelt, so dass es nicht möglich war, die Ernährungssicherheit bei einzelnen Personen zu erfassen. Daher empfehlen wir, dass sich künftige Studien, welche die Auswirkungen des Einsatzes von NERICA auf die Ernährungssicherheit erfassen wollen, Daten auf individueller Ebene sammeln sollten, um einen geschlechtsspezifischen Vergleich zur Ernährungssicherheit bei Männern und Frauen zu ermöglichen.Weiterhin gibt es Behauptungen, dass NERICA Saatgutsorten im Vergleich zu traditionellen und importierten Reisvarianten einen höheren Proteingehalt und eine ausgeglichenere Komposition von Aminosäuren hätten. Dies könnte bei Haushalten die NERICA einsetzen zu positiven Auswirkungen im Gesundheitsbereich führen. Allerdings haben die Ergebnisse unserer Studie keine signifikanten Auswirkungen des Einsatzes von NERICA auf die Gesundheit ergeben. Letzteres könnte der Tatsache geschuldet sein, dass die Informationen aller Haushaltsmitglieder verwendet wurden um die Krankheitstage pro Kopf zu ermitteln. Derzeit gibt es in Gambia einen kostenlosen Gesundheitsdienst für die meisten Kurzzeit-Erkrankungen bei Kindern, woraus sich die insignifikanten Ergebnisse der vorliegenden Studie ergeben haben könnten. Daher empfehlen wir, dass künftige Studien die sich mit den Auswirkungen des NERICA Einsatzes auf die Gesundheit befassen, sich auf erwachsene, arbeitsfähige Haushaltsmitglieder konzentrieren sollten, da diese ein besserer Ergebisindikator sein könnten.
Die dritte Forschungsfrage zielt schließlich darauf ab, Verbesserungen in der technischen Effizienz bei Kleinbauern im Reisanbau zu ermitteln, die den landwirtschaftlichen Weiterbildungsprogrammen für Reisproduzenten zuzuschreiben sind, welche in Gambia eingeführt wurden um die Reisproduktion und Produktivität zu steigern. In der vorliegenden Studie wird gemessen, wie die Anwendung der besten Reisanbaumethoden den Gesamtertrag der Reisproduzenten erhöht. Aufgrund technischer Ineffizienzen klafft eine große Lücke zwischen dem tatsächlichen und dem potentiell möglichen Ertrag der Reisproduzenten in Subsahara Afrika. Der Reisertrag der Produzenten im Hochland liegt etwa bei einer Tonne pro Hektar, während die Erträge an Forschungsstandpunkten 2,5 bis 5 Tonnen pro Hektar betragen. Diese Ertragslücke wird hauptsächlich unangemessenen Anbaumethoden zugeschrieben, die auf den Reisfeldern weit verbreitet sind. Infolgedessen soll die vorliegende Studie erfassen, wie eine Einführung der besten Reisanbaumethoden durch landwirtschaftliche Weiterbildungsprogramme die technische Effizienz der gambischen Kleinbauern beeinflusst.
Der kausale Wirkungszusammenhang der landwirtschaftlichen Weiterbildung mit technischer Effizienz wird in zwei Phasen bemessen. In der ersten Phase wird die Data Envelopment Analysis (DEA) verwendet, um technische Effizienz-Werte für jeden befragten Haushalt zu ermitteln, sowie eine Tobit-Regressionsanalyse durchgeführt, um die Faktoren zu ermitteln, die einen Einfluss auf die technische Effizienz haben. In der zweiten Phase wird die Propensity Score Matching Methode angewendet, um die Auswirkungen von Weiterbildungsprogrammen auf deren Teilnehmer zu erfassen, wobei technische Effizienz-Werte als Ergebnisindikator dienen. Die Ergebnisse der Analyse zeigen, dass landwirtschaftliche Weiterbildungen die Fähigkeit der reisproduzierenden Kleinbauern, die besten Anbaumethoden anzuwenden, signifikant um 10% erhöhen. Auf Haushaltsebene bedeutet dies eine Ertragssteigerung von 260kg/ha; anders ausgedrückt ist das ein Nettogewinn auf sozialer und privater Ebene von 43.700 US$ für 900 reisproduzierende Haushalte und 30 Berater, bzw. 53 US$ pro Haushalt. Eine Analyse der Investitionen die in landwirtschaftliche Beratung getätigt werden ergibt einen Kapitalwert (NPV) von 195.815,8 US$, ein Kosten-Nutzen-Verhältnis von 5,3 und einen internen Zinssatz (IRR) von 99%. Diese Ergebnisse rechtfertigen höhere Investitionen in landwirtschaftliche Weiterbildungsprogramme um die Reisproduktion und Produktivität zu erhöhen. Weitere Untersuchungen zur Identifikation von Schlüsselfaktoren technischer Effizienz zeigen, dass der Kontakt der Reisproduzenten zu Beratern, sowie Mitgliedschaften in Landwirtschaftsverbänden die technische Effizienz signifikant beeinflussen.
Die politischen Implikationen zu den Ergebnissen wären, dass Reisproduzenten durch landwirtschaftliche Beratungsstellen ermutigt werden sollten, sich zu Verbänden zusammenzuschließen, und motiviert werden sollten sich regelmäßig zu treffen um Ideen und Informationen zu neuen Entwicklungen innerhalb und außerhalb ihrer Dorfgemeinden auszutauschen. Überdies wird landwirtschaftliche Weiterbildung definiert als Teilnahme an wenigstens einem Weiterbildungsprogramm für Reisproduzenten. Da einige Weiterbildungsprogramme wahrscheinlich effektiver sind als andere, ist es wahrscheinlich, dass durch diese Definition die Auswirkungen von hocheffektiven Weiterbildungsprogrammen unterschätzt wird. Folglich wird empfohlen, dass künftige Studien, welche die Auswirkungen landwirtschaftlicher Weiterbildungen auf technische Effizienz erheben wollen, konkrete Weiterbildungsprogramme ausmachen und deren Auswirkungen auf die technische Effizienz separat bewerten sollen.
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Faculty of Agricultural Sciences
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Institute of Agricultural Sciences in the Tropics (Hans-Ruthenberg-Institute)
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2015-12-16
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English
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Classification (DDC)
630 Agriculture
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url = {https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/5988},
author = {Dibba, Lamin},
title = {Impact evaluation of improved rice varieties and farmer training on food security and technical efficiency in The Gambia},
year = {2016},
school = {Universität Hohenheim},
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