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Doctoral Thesis

Prices, governance challenges and contracts in scaling of biofortification

Abstract (English)

Micronutrient deficiency remains a global health challenge, especially in developing countries, despite government and development partners programs, numerous policies, and interventions to decrease its prevalence. Micronutrient deficiency adversely affects pregnancy, child growth, disease susceptibility, and cognitive development. Populations suffer from deficiencies due to low intake of micronutrients such as iron, zinc, vitamin A and iodine in their diets. Therefore, many interventions and policies have aimed at increasing the intake of micronutrients by the target populations. Some of these interventions include fortification, that is to increase the micronutrient content of foods or condiments, biofortification which entails breeding staple crops with higher content of bioavailable micronutrients, supplementation, and dietary diversity. These interventions face numerous challenges to scale to larger populations mainly because of behavioural attributes, prices, and governance challenges. The importance of prices stretches from academia to policymakers because of its substantial impact on the consumption behaviour of poor households affecting micronutrient intake. Existing literature on prices concentrated on the cost of micronutrient-dense foods compared to starchy staple foods and the price change for different food items. The second challenge in the scaling of interventions is governance challenges. Governance challenges exist in formal and informal institutions affecting the value chain for biofortified seeds or foods. These challenges jeopardize positive development outcomes and may as well pose significant obstacles to scaling the use of biofortified seed and food. Lastly, there has been a growing focus on the involvement of aggregators, processors, and retailers in the development of food value chains in low-income countries, yet the role of supply contracts is unknown. The objectives of this thesis are threefold: 1) to estimate the long-term trends in prices and volatility of micronutrient-dense food as opposed to starchy staple food and derive hypotheses for factors that might have contributed to the observed divergence in the past long-term growth of prices of micronutrient-dense versus starchy food 2) to identify the governance challenges facing farmers, seed multipliers, aggregators, processors, and retailers as one of the scaling pathways and empirically test one pathway to address the governance challenge in Uganda and 3) to determine the distribution and performance of aggregators, retailers, and processors in Nigerias vitamin A food value chain. This cumulative thesis has three papers. The first paper seeks to answer as main question: “Do prices of micronutrient-dense food commodities grow faster than prices of starchy staple food items”. The second paper poses the following as its main question: “What are the governance challenges in scaling biofortified crops”. The third paper addresses the question of which factors determine the distribution and performance of aggregators, processors, and retailers in the development of value chains for staple food crops. In the first paper, we used the autoregressive and panel autoregressive distributed lag models to analyze the trends in relative prices and the effects of income growth. The data set was price data for micronutrient and calorie-dense foods from FAO STAT-GIEWS, IMF, and the World Bank. The results showed that micronutrient-dense food prices in real terms grew on average by 0.03% per month more than starchy staple food prices, with the expectation of a 12% growth gap in the next 30 years. The volatility of micronutrient-dense food items exceeds starchy staple foods in most domestic markets. Also, the prices of micronutrient-dense foods were more volatile in international markets than in most developing countries. Income growth in developing countries is hypothesized to be one of the factors that contributed to the faster growth in demand for and, therefore, prices of micronutrient-dense food commodities. Other factors, such as the growth in the production of staple foods may have caused price trends to persist. After having presented evidence that prices of micronutrient-dense foods have grown faster in the past 30 years, and if this trend continues, interventions for scaling biofortification, among others, will gain importance for eradicating hidden hunger. In the second paper, we provide insights into the governance challenges of biofortification in Uganda. This paper aims to identify the governance challenges facing farmers, seed multipliers, aggregators, processors, and retailers as one of the scaling pathways and empirically test one pathway to address the governance challenge. This pathway was information provision through training. We used a Process Net-Map to elicit information from respondents regarding processes, actors, and challenges in the food value chain of biofortified crops. The Process Net-Map involves the identification of actors, their roles, their influence on the scaling of biofortification and challenges in the processes. The field lab experiment was used to collect data on the effect of information provision on the identification of iron beans. We analysed the data from field lab experiments through a correlated random effects model. The results demonstrate that vine multipliers face challenges in the supply of vines, and households face a trade-off between allocating land for orange-fleshed potatoes and other varieties. In addition, the value chain actors adulterate iron beans while consumers are unwilling to pay a premium for orange-fleshed sweet potato roots and iron bean grains. These challenges may result from information asymmetry, merit goods, collective action, and free riding. Though information provision can improve the identification of iron beans, its effect was insignificant as from the field lab experiments. Increasing access to biofortified seed through subsidies would increase the production of biofortified crops that would saturate the markets. Creating awareness of the importance of nutritious products would enable consumers to pay for biofortified seeds and food. The third paper provides evidence on factors determining the distribution and performance of aggregators, retailers, and processors in Nigerias vitamin A food value chain. We used data collected by HarvestPlus to assess the outcome indicators, including throughput, sales, prices, variable costs and contracts for vitamin A cassava and maize. We used the spatial distributed lag model to determine factors that affect the distribution of aggregators, retailers and processors and the correlated random effects model to assess the role of contracts on their performance. We find that infrastructural and supply variables do not influence the location of aggregators, retailers, and processors. Out of the demand variables (population density, ownership of livestock and literacy rates, price of Garri-cassava flour), only the price of Garri and livestock ownership influenced the location of aggregators, retailers, and processors. Contracts seem to reduce the cost per kilogram for aggregators while insufficiently affecting the costs of retailers and processors. Contracts are also associated with improving the profits of retailers and aggregators. The main policy recommendations emanating from the findings of this thesis are: 1) governments need to adopt policies that enhance nutrition-sensitive interventions such as supplementation, fortification, dietary diversity, and biofortification 2) employ subsidies to increase the production of biofortified crops while creating awareness on the importance of nutritious products in the scaling of biofortified crops and 3) create enabling environments so that aggregators, retailers and processors can engage in contracts with farmers.

Abstract (German)

Mikronährstoffmangel stellt nach wie vor ein globales Gesundheitsproblem dar, vor allem in Entwicklungsländern, trotz zahlreicher Maßnahmen, Interventionen und Programmen von Regierungen und Entwicklungsorganisationen zur Reduzierung der Verbreitung. Mikronährstoffmangel wirkt sich negativ auf die Schwangerschaft, das Wachstum des Kindes, die Anfälligkeit für Krankheiten und die kognitive Entwicklung aus. Eine Bevölkerung leidet unter Mikronährstoffmangel, weil sie zu wenig Eisen, Zink, Vitamin A und Jod mit der Nahrung aufnimmt und die Mikronährstoffe aus den Darmwänden entweichen. Daher zielen viele Interventionen und Maßnahmen darauf ab, die Aufnahme von Mikronährstoffen zu erhöhen. Einige dieser Maßnahmen umfassen 1) die Anreicherung; die Erhöhung des Mikronährstoffgehalts von Lebensmitteln oder Zutaten, 2) die Biofortifikation, die Züchtung von Grundnahrungsmitteln mit höherem Mikronährstoffgehalt, und 3) die Supplementierung, die Einnahme von Kapseln oder Nahrungsmitteln, die die Vielfalt der Mikronährstoffe und der Ernährung erhöhen sollen. Diese Maßnahmen stehen vor zahlreichen Herausforderungen bei der Ausweitung auf größere Bevölkerungsgruppen, vor allem aufgrund von Verhaltensmerkmalen, Preisen und Governance-Problemen. Die Bedeutung der Preise reicht von der Wissenschaft bis hin zu politischen Entscheidungsträgern, da sie das Konsumverhalten armer Haushalte und damit die Aufnahme von Mikronährstoffen erheblich beeinflussen. Die vorhandene Literatur über Preise konzentriert sich auf die Kosten von Nahrungsmitteln mit hohem Mikronährstoffgehalt im Vergleich zu stärkehaltigen Grundnahrungsmitteln und auf die Preisveränderungen bei verschiedenen Nahrungsmitteln. Die zweite Herausforderung bei der Skalierung von Interventionen sind Governance-Probleme. Diese bestehen bei formellen und informellen Institutionen, die zur Wertschöpfungskette für biofortifiziertes Saatgut oder Nahrungsmittel beitragen. Diese Herausforderungen gefährden positive Entwicklungsergebnisse und können auch erhebliche Hindernisse für die Ausweitung der Verwendung von biofortifiziertem Saatgut und Nahrungsmitteln darstellen. Schließlich wurde die Beteiligung von Aggregatoren, Verarbeitern und Einzelhändlern an der Entwicklung von Nahrungsmittelwertschöpfungsketten in Ländern mit niedrigem Einkommen immer stärker in den Mittelpunkt gerückt, doch die Rolle von Lieferverträgen ist unbekannt. Vor diesem Hintergrund sind die Ziele dieser Arbeit dreifach: 1) Abschätzung der langfristigen Trends bei Preisen und Preisvolatilität von mikronährstoffreichen Nahrungsmitteln im Vergleich zu stärkehaltigen Grundnahrungsmitteln und Ableitung von Hypothesen zu Faktoren, die zu der beobachteten Divergenz in der langfristigen Preisentwicklung von mikronährstoffreichen und stärkehaltigen Nahrungsmitteln in der Vergangenheit beigetragen haben könnten. 2) Identifizierung der Governance-Probleme, mit denen Landwirte, Saatgutmultiplikatoren, Aggregatoren, Verarbeitern und Einzelhändlern konfrontiert sind, und Skalierungspfade empirisch zu testen, um die Governance-Herausforderung zu adressieren in Uganda, und 3) die Verteilung und Leistung von Aggregatoren, Einzelhändlern und Verarbeitern in Nigerias Vitamin-A-Nahrungsmittel-Wertschöpfungskette zu bestimmen. Diese kumulative Arbeit besteht aus drei wissenschaftlichen Artikeln. Der erste Artikel versucht die Frage zu beantworten, ob die Preise für mikronährstoffreiche Nahrungsmittel schneller als die Preise für stärkehaltige Grundnahrungsmittel steigen. Der zweite Artikel wirft die Frage auf, was die Herausforderungen für die Governance bei der Vermarktung biofortifizierter Nutzpflanzen sind. Der dritte Beitrag befasst sich mit der Frage, welche Faktoren die Verteilung und Leistung von Aggregatoren, Verarbeitern und Einzelhändlern bei der Entwicklung von Wertschöpfungsketten für Grundnahrungsmittel bestimmen. Im ersten Beitrag verwenden wir autoregressive und Panelmodelle mit autoregressiver verteilter Verzögerung, um die Entwicklung der relativen Preise und die Auswirkungen des Einkommenswachstums zu analysieren. Als Datensatz dienen Preisdaten für mikronährstoff- und kaloriendichte Nahrungsmittel von FAO STAT-GIEWS, dem Internationalen Währungsfonds und der Weltbank. Die Ergebnisse zeigen, dass die realen Preise für mikronährstoffreiche Nahrungsmittel im Durchschnitt um 0,03 % pro Monat stärker stiegen als die Preise für stärkehaltige Grundnahrungsmittel, wobei in den nächsten 30 Jahren ein Wachstumsgefälle von 12 % zu erwarten ist. Die Preisvolatilität von mikronährstoffreichen Nahrungsmitteln übersteigt die von stärkehaltigen Grundnahrungsmitteln auf den meisten Binnenmärkten. Auch waren die Preise für mikronährstoffreiche Lebensmittel auf den internationalen Märkten volatiler als in den meisten Entwicklungsländern. Es wird angenommen, dass das Einkommenswachstum in den Entwicklungsländern einer der Faktoren ist, die zum schnelleren Anstieg der Nachfrage nach mikronährstoffreichen Nahrungsmitteln und damit auch der Preise beigetragen haben. Andere Faktoren, wie die Zunahme der Produktion von Grundnahrungsmitteln, könnten dazu geführt haben, dass der Preistrend anhält. Nachdem wir den Nachweis erbracht haben, dass die Preise für mikronährstoffreiche Lebensmittel in den letzten 30 Jahren schneller gestiegen sind, und für den Fall, dass sich dieser Trend fortsetzt, werden unter anderem Maßnahmen zur Ausweitung der Biofortifikation für die Beseitigung von verstecktem Hunger an Bedeutung gewinnen. Im zweiten Beitrag geben wir einen Einblick in die Governance-Herausforderungen der Biofortifikation in Uganda. Dieser Artikel zielt darauf ab, die Governance-Herausforderungen für Landwirte, Saatgutvermehrer, Aggregatoren, Verarbeiter und Einzelhändler als einen der Skalierungspfade zu identifizieren und einen Pfad zur Bewältigung der Governance-Herausforderungen empirisch zu testen. Dieser Pfad war die Bereitstellung von Informationen durch Trainings. Wir verwenden die “Process Net-Map-Methode, um von den Befragten Informationen über Prozesse, Akteure und Herausforderungen in der Wertschöpfungskette biofortifizierter Nutzpflanzen zu erhalten. Die Process Net-Maps beinhalten die Identifizierung von Akteuren, deren Rollen, deren Einfluss auf die Skalierung der Biofortifikation und Herausforderungen in den Prozessen. Ein Feld-Experiment wurde genutzt, um Daten über die Auswirkungen der Informationsbereitstellung auf die Identifizierung von Eisen-biofortizifierten Bohnen zu sammeln. Wir analysierten die Daten aus den Experimenten mithilfe eines Regressionsmodells mit korrelierten Zufallseffekten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Multiplikatoren von Süßkartoffelstecklingen mit Problemen bei der Versorgung mit Stecklingen konfrontiert sind und die Haushalte einen Kompromiss zwischen der Zuteilung von Land für biofortizifierte orangefarbene Süßkartoffeln und anderen Sorten eingehen müssen. Darüber hinaus verfälschen die Akteure der Wertschöpfungskette Eisen-biofortizifierten Bohnen, während die Verbraucher:innen nicht bereit sind, einen Aufpreis für biofortifizierte Bohnen zu zahlen. Diese Herausforderungen können auf Informationsasymmetrie, meritorische Güter, kollektives Handeln und Trittbrettfahren zurückzuführen sein. Obwohl die Bereitstellung von Informationen die Identifizierung von Eisen-biofortizifierten Bohnenverbessern kann, war ihr Effekt unbedeutend, wie die Feldexperimente zeigten. Ein verbesserter Zugang zu biofortifiziertem Saatgut durch Subventionen würde den Anbau biofortifizierter Nahrungsmittel erhöhen, was zu einer Sättigung der Märkte führen würde. Die Schaffung eines Bewusstseins für die Bedeutung nährstoffreicher Produkte würde Zahlungsbereitschaft von Verbraucher:innen erhöhen. Der dritte Beitrag liefert Erkenntnisse über die Faktoren, die die Verteilung und Leistung von Aggregatoren, Einzelhändlern und Verarbeitern in der nigerianischen Vitamin-A-Nahrungsmittelwertschöpfungskette bestimmen. Wir verwenden jährliche Daten, die von HarvestPlus erhoben werden, um die Ergebnisindikatoren zu bewerten, einschließlich Durchsatz, Verkäufe, Preise, variable Kosten und Verträge für Vitamin-A-Maniok und -Mais. Wir verwenden ein Spatial-Distributed-Lag-Modell, um die Faktoren zu bestimmen, die sich auf die Verteilung von Aggregatoren, Einzelhändlern und Verarbeitern auswirken, und ein Modell mit korrelierten Zufallseffekten, um die Rolle von Verträgen auf ihre Leistung zu bewerten. Wir stellen fest, dass Infrastruktur- und Angebotsvariablen keinen Einfluss auf den Standort von Aggregatoren, Einzelhändlern und Verarbeitern haben. Von den Nachfragevariablen (Bevölkerungsdichte, Viehbesitz und Alphabetisierungsrate, Preis für Maniokmehl) beeinflussten nur der Preis für Maniokmehl und der Viehbesitz den Standort von Aggregatoren, Einzelhändlern und Verarbeitern. Verträge scheinen die Kosten pro Kilogramm für die Aggregatoren zu senken, während sie die Kosten der Einzelhändler und Verarbeiter nur unzureichend beeinflussen. Verträge werden auch mit einer Verbesserung der Gewinne von Einzelhändlern und Aggregatoren in Verbindung gebracht. Die wichtigsten politischen Empfehlungen, die sich aus den Ergebnissen dieser Arbeit ergeben, sind: Die Regierungen müssen 1) Maßnahmen ergreifen, die Nahrungsergänzung, Anreicherung, Ernährungsvielfalt und ernährungssensible Interventionen wie die Biofortifikation fördern, 2) Subventionen einsetzen, um den Anbau biofortifizierter Nahrungsmittel zu steigern, und gleichzeitig ein Bewusstsein für die Bedeutung nahrhafter Produkte bei der Ausweitung biofortifizierter Nahrungsmittel schaffen, und 3) ein günstiges Umfeld schaffen, damit Aggregatoren, Einzelhändler und Verarbeiter Verträge mit Landwirten abschließen können.

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Faculty of Agricultural Sciences
Institute of Agricultural Sciences in the Tropics (Hans-Ruthenberg-Institute)

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630 Agriculture

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