• Energy Research
• US close
• IN close
• CGIAR close

This paper analyzes environmental reliance, poverty, and climate vulnerability among more than 7,300 households in forest adjacent communities in 24 developing countries. The data are from the detailed, quarterly income recording done by the Poverty Environment Network project. Observed income is combined with predicted income (based on households’ assets and other characteristics) to create four categories of households: income and asset poor (structurally poor), income rich and asset poor (stochastically non-poor), income poor and asset rich (stochastically poor), and income and asset rich (structurally non-poor). The income and asset poor generate 29 percent of their income from environmental resources, more than the other three categories. The income poor are more exposed to extreme and variable climate conditions. They tend to live in dryer (and hotter) villages in the dry forest zones, in wetter villages in the wet zones, and experience larger rainfall fluctuations. Among the self-reported income-generating responses to income shocks, extracting more environmental resources ranks second to seeking wage labor. Given high reliance on forest and other environmental resources, a concerning finding is that, in the Africa subsample (dominated by dry forests), the rate of forest loss is more than four times higher for the income asset poor compared with the income asset rich. Special attention should be given to the poorest households in dry areas, predominantly in Africa. They are (already) exposed to more extreme climate conditions, they suffer the highest forest loss, and the forest benefits are at risk in global warming scenarios.

Cette étude utilise la modélisation géospatiale des cultures pour quantifier l'impact biophysique des conditions météorologiques extrêmes. Plus précisément, l'étude analyse l'extrême météorologique qui a affecté la production de maïs aux États-Unis en 2012 ; elle estime également l'effet d'un extrême météorologique similaire en 2050, en utilisant des scénarios climatiques futurs. L'impact secondaire des conditions météorologiques extrêmes sur la sécurité alimentaire dans les pays en développement est également évalué à l'aide d'une analyse des tendances. De nombreuses études ont fait état de la réduction significative de la production de maïs aux États-Unis en raison de l'événement météorologique extrême (vague de chaleur et sécheresse combinées) survenu en 2012. Cependant, la plupart de ces études se sont concentrées sur le rendement et n'ont pas évalué l'effet potentiel des conditions météorologiques extrêmes sur les prix et la sécurité alimentaires. L'objectif général de cette étude était d'utiliser la modélisation géospatiale des cultures et l'analyse des tendances pour quantifier l'impact des conditions météorologiques extrêmes sur le rendement et la sécurité alimentaire dans les pays en développement. Nous avons utilisé des données météorologiques historiques pour les événements extrêmes graves qui se sont produits aux États-Unis. Les données ont été obtenues auprès du National Climatic Data Center (NCDC) de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). En outre, nous avons utilisé cinq scénarios climatiques : le climat de base qui est typique de la fin du XXe siècle (années 2000) et quatre scénarios climatiques futurs qui impliquent une combinaison de deux scénarios d'émission (A1B et B1) et de deux modèles de circulation mondiale (CSIRO-Mk3.0 et MIROC 3.2). DSSAT 4.5 a été combiné avec GRASS GIS pour la modélisation géospatiale des cultures. Le rendement céréalier du maïs simulé dans toutes les régions touchées des États-Unis indique que le rendement céréalier moyen dans la ceinture de maïs des États-Unis diminuerait de 29 % lorsque les conditions météorologiques extrêmes se produiraient en utilisant le climat de référence. Si les conditions météorologiques extrêmes se produisaient dans le scénario d'émission A1B dans les années 2050, respectivement, les rendements céréaliers moyens diminueraient de 38 % et 57 %, selon les modèles climatiques mondiaux CSIRO-Mk3.0 et MIROC 3.2, respectivement. Les conditions météorologiques extrêmes qui se sont produites aux États-Unis en 2012 ont entraîné une forte augmentation du prix mondial du maïs. En outre, il a probablement joué un rôle dans la réduction de la consommation et du commerce mondiaux de maïs en 2012/13, par rapport à 2011/12. Les pays les plus vulnérables aux conditions météorologiques extrêmes sont les pays pauvres avec des ratios de dépendance aux importations de maïs élevés, y compris les pays des Caraïbes, d'Afrique du Nord et d'Asie occidentale. D'autres pays vulnérables comprennent des pays à faible revenu avec des ratios de dépendance aux importations faibles, mais qui ne peuvent pas se permettre d'acheter du maïs à prix élevé. L'étude a également mis en évidence les voies par lesquelles un phénomène météorologique extrême affecterait la sécurité alimentaire, s'il se produisait en 2050 sous l'effet du changement climatique. Certaines des politiques qui pourraient aider les pays vulnérables à contrer les effets négatifs des phénomènes météorologiques extrêmes consistent en des programmes de protection sociale et de filet de sécurité. Les stratégies d'adaptation à moyen et à long terme comprennent l'augmentation des réserves alimentaires mondiales à un niveau où elles peuvent être utilisées pour couvrir les pertes de production causées par les conditions météorologiques extrêmes. Este estudio utiliza modelos geoespaciales de cultivos para cuantificar el impacto biofísico de los extremos climáticos. Más específicamente, el estudio analiza el clima extremo que afectó la producción de maíz en los Estados Unidos en 2012; también estima el efecto de un clima extremo similar en 2050, utilizando escenarios climáticos futuros. El impacto secundario del clima extremo en la seguridad alimentaria en el mundo en desarrollo también se evalúa mediante el análisis de tendencias. Muchos estudios han informado sobre la reducción significativa en la producción de maíz en los Estados Unidos debido al evento climático extremo (ola de calor combinada y sequía) que ocurrió en 2012. Sin embargo, la mayoría de estos estudios se centraron en el rendimiento y no evaluaron el efecto potencial de los extremos climáticos en los precios y la seguridad de los alimentos. El objetivo general de este estudio fue utilizar modelos de cultivos geoespaciales y análisis de tendencias para cuantificar el impacto de los extremos climáticos tanto en el rendimiento como en la seguridad alimentaria en el mundo en desarrollo. Utilizamos datos meteorológicos históricos para los eventos extremos severos que han ocurrido en los EE. UU. Los datos se obtuvieron del Centro Nacional de Datos Climáticos (NCDC) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). Además, utilizamos cinco escenarios climáticos: el clima de referencia típico de finales del siglo XX (2000) y cuatro escenarios climáticos futuros que implican una combinación de dos escenarios de emisiones (A1B y B1) y dos modelos de circulación global (CSIRO-Mk3.0 y MIROC 3.2). DSSAT 4.5 se combinó con GRASS GIS para el modelado geoespacial de cultivos. El rendimiento simulado de granos de maíz en todas las regiones afectadas en los EE. UU. indica que el rendimiento promedio de granos en el Cinturón de Maíz de los EE. UU. disminuiría en un 29% cuando los extremos climáticos se producen utilizando el clima de referencia. Si el clima extremo ocurriera bajo el escenario de emisiones A1B en la década de 2050, respectivamente, los rendimientos medios de los granos disminuirían en un 38% y un 57%, bajo los modelos climáticos globales CSIRO-Mk3.0 y MIROC 3.2, respectivamente. Los extremos climáticos que se produjeron en EE. UU. en 2012 dieron lugar a un fuerte aumento en el precio mundial del maíz. Además, probablemente desempeñó un papel en la reducción del consumo y el comercio mundial de maíz en 2012/13, en comparación con 2011/12. Los países más vulnerables a los extremos climáticos son los países pobres con altos índices de dependencia de las importaciones de maíz, incluidos los países del Caribe, el norte de África y Asia occidental. Otros países vulnerables incluyen países de bajos ingresos con bajos índices de dependencia de las importaciones, pero que no pueden permitirse el maíz de alto precio. El estudio también destacó las vías a través de las cuales un clima extremo afectaría la seguridad alimentaria, si ocurriera en 2050 bajo el cambio climático. Algunas de las políticas que podrían ayudar a los países vulnerables a contrarrestar los efectos negativos de las condiciones climáticas extremas consisten en programas de protección social y redes de seguridad. Las estrategias de adaptación a mediano y largo plazo incluyen el aumento de las reservas mundiales de alimentos a un nivel en el que puedan utilizarse para cubrir las pérdidas de producción provocadas por los fenómenos meteorológicos extremos. This study uses geo-spatial crop modeling to quantify the biophysical impact of weather extremes. More specifically, the study analyzes the weather extreme which affected maize production in the USA in 2012; it also estimates the effect of a similar weather extreme in 2050, using future climate scenarios. The secondary impact of the weather extreme on food security in the developing world is also assessed using trend analysis. Many studies have reported on the significant reduction in maize production in the USA due to the extreme weather event (combined heat wave and drought) that occurred in 2012. However, most of these studies focused on yield and did not assess the potential effect of weather extremes on food prices and security. The overall goal of this study was to use geo-spatial crop modeling and trend analysis to quantify the impact of weather extremes on both yield and, followed food security in the developing world. We used historical weather data for severe extreme events that have occurred in the USA. The data were obtained from the National Climatic Data Center (NCDC) of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). In addition we used five climate scenarios: the baseline climate which is typical of the late 20th century (2000s) and four future climate scenarios which involve a combination of two emission scenarios (A1B and B1) and two global circulation models (CSIRO-Mk3.0 and MIROC 3.2). DSSAT 4.5 was combined with GRASS GIS for geo-spatial crop modeling. Simulated maize grain yield across all affected regions in the USA indicates that average grain yield across the USA Corn Belt would decrease by 29% when the weather extremes occur using the baseline climate. If the weather extreme were to occur under the A1B emission scenario in the 2050s respectively, average grain yields would decrease by 38% and 57%, under the CSIRO-Mk3.0 and MIROC 3.2 global climate models, respectively. The weather extremes that occurred in the USA in 2012 resulted in a sharp increase in the world maize price. In addition, it likely played a role in the reduction in world maize consumption and trade in 2012/13, compared to 2011/12. The most vulnerable countries to the weather extremes are poor countries with high maize import dependency ratios including those countries in the Caribbean, northern Africa and western Asia. Other vulnerable countries include low-income countries with low import dependency ratios but which cannot afford highly-priced maize. The study also highlighted the pathways through which a weather extreme would affect food security, were it to occur in 2050 under climate change. Some of the policies which could help vulnerable countries counter the negative effects of weather extremes consist of social protection and safety net programs. Medium- to long-term adaptation strategies include increasing world food reserves to a level where they can be used to cover the production losses brought by weather extremes. تستخدم هذه الدراسة نمذجة المحاصيل الجغرافية المكانية لتحديد التأثير الفيزيائي الحيوي للظواهر الجوية المتطرفة. وبشكل أكثر تحديدًا، تحلل الدراسة الطقس المتطرف الذي أثر على إنتاج الذرة في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 2012 ؛ كما تقدر تأثير الطقس المتطرف المماثل في عام 2050، باستخدام سيناريوهات المناخ المستقبلية. كما يتم تقييم التأثير الثانوي للطقس المتطرف على الأمن الغذائي في العالم النامي باستخدام تحليل الاتجاهات. أفادت العديد من الدراسات عن الانخفاض الكبير في إنتاج الذرة في الولايات المتحدة الأمريكية بسبب الظواهر الجوية المتطرفة (موجة الحر والجفاف مجتمعة) التي وقعت في عام 2012. ومع ذلك، ركزت معظم هذه الدراسات على الغلة ولم تقيّم التأثير المحتمل للظواهر الجوية المتطرفة على أسعار المواد الغذائية وأمنها. كان الهدف العام من هذه الدراسة هو استخدام نمذجة المحاصيل الجغرافية المكانية وتحليل الاتجاهات لتحديد تأثير الظواهر الجوية المتطرفة على كل من الغلة والأمن الغذائي في العالم النامي. استخدمنا بيانات الطقس التاريخية للأحداث المتطرفة الشديدة التي وقعت في الولايات المتحدة الأمريكية. تم الحصول على البيانات من المركز الوطني للبيانات المناخية (NCDC) التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA). بالإضافة إلى ذلك، استخدمنا خمسة سيناريوهات مناخية: المناخ الأساسي الذي يعد نموذجيًا في أواخر القرن العشرين (2000s) وأربعة سيناريوهات مناخية مستقبلية تتضمن مزيجًا من سيناريوهين للانبعاثات (A1B و B1) ونموذجين للدوران العالمي (CSIRO-Mk3.0 و MIROC 3.2). تم دمج DSSAT 4.5 مع نظام المعلومات الجغرافية العشبي لنمذجة المحاصيل الجغرافية المكانية. يشير محصول حبوب الذرة المحاكى في جميع المناطق المتضررة في الولايات المتحدة الأمريكية إلى أن متوسط محصول الحبوب في جميع أنحاء حزام الذرة في الولايات المتحدة الأمريكية سينخفض بنسبة 29 ٪ عندما تحدث الأحوال الجوية المتطرفة باستخدام المناخ الأساسي. إذا حدث الطقس المتطرف في ظل سيناريو انبعاث A1B في الخمسينيات على التوالي، فإن متوسط غلة الحبوب سينخفض بنسبة 38 ٪ و 57 ٪، بموجب نموذجي المناخ العالميين CSIRO - Mk3.0 و MIROC 3.2، على التوالي. أدت الأحوال الجوية القاسية التي حدثت في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 2012 إلى زيادة حادة في سعر الذرة العالمي. بالإضافة إلى ذلك، من المحتمل أن يكون قد لعب دورًا في خفض استهلاك الذرة وتجارتها في العالم في الفترة 2012/2013، مقارنة بالفترة 2011/2012. البلدان الأكثر عرضة للظروف الجوية القاسية هي البلدان الفقيرة التي لديها نسب اعتماد عالية على واردات الذرة بما في ذلك تلك البلدان في منطقة البحر الكاريبي وشمال أفريقيا وغرب آسيا. وتشمل البلدان الضعيفة الأخرى البلدان منخفضة الدخل ذات النسب المنخفضة للاعتماد على الواردات ولكنها لا تستطيع تحمل تكاليف الذرة عالية السعر. كما سلطت الدراسة الضوء على المسارات التي سيؤثر من خلالها الطقس المتطرف على الأمن الغذائي، في حالة حدوثه في عام 2050 في ظل تغير المناخ. وتتألف بعض السياسات التي يمكن أن تساعد البلدان الضعيفة على مواجهة الآثار السلبية للظواهر الجوية المتطرفة من برامج الحماية الاجتماعية وشبكات الأمان. وتشمل استراتيجيات التكيف المتوسطة والطويلة الأجل زيادة الاحتياطيات الغذائية العالمية إلى مستوى يمكن من خلاله استخدامها لتغطية خسائر الإنتاج الناجمة عن الظروف الجوية القاسية.

How much do poor rural households rely on environmental extraction from natural ecosystems? And how does climate variability impact their livelihoods? This paper sheds light on these two questions with household income data from the Poverty and Environment Network pantropical data set, combined with climate data for the past three decades. The study finds that extraction of wild resources (from natural forests, bushlands, fallows, etc.) provides on average as much income (about 27 percent) as crops across the smallholder sample. The cross-section data on past reactions to household self-perceived economic shocks and observed production reactions to climate anomalies can, respectively, provide hints about livelihood vulnerability to current climate variability, which is likely to worsen with climate change. Forest extraction did not figure among the most favored response strategies to households’ self-perceived economic shocks, but households undertake subtle substitutions in sector production in response to weather anomalies that accentuate suboptimal climatic conditions for cropping. By relying more on forest extraction and wages, households compensate quite successfully for declining crop incomes. This paints a cautiously optimistic picture about fairly flexible rural livelihood reactions to current climate variability, and featuring forests as potentially important in household coping strategies.

Societal Impact StatementFood and agricultural plants are integral to human well‐being. Due to their universal importance, such plants would appear to represent an ideal entryway by which to address plant blindness. However, with limited opportunities for direct contact with agriculture, many people cannot appreciate the flora that feed us every day. We provide examples of informal education initiatives aimed at increasing public awareness and appreciation of food and agricultural plants, made possible through collaborations between botanic gardens, academic institutions, nonprofits, and agricultural research organizations. We hope these examples encourage and inspire organizations to further utilize food and agricultural plants to tackle plant blindness.SummaryOf the myriad gifts plants provide to humanity, food is among the most visible, as everyone needs to eat, every single day. Due to their universal importance, food and agricultural plants would appear to represent ideal entryways to address plant blindness. Yet increasing urbanization worldwide and decreasing proportions of the global workforce in agriculture are limiting opportunities for people to have direct, hands‐on experiences with food and agricultural plants outside of retail purchasing, meal preparation, and food consumption. This disconnect is troubling, especially as the challenges to the sustainability of our future food supply necessitate that society, and certainly elected decision‐makers, have the capacity to understand the potential benefits, risks, and tradeoffs inherent to agriculture and its advancing technologies. We outline opportunities to address agricultural plant blindness with emphasis on current complex issues within the food and agriculture sector. We provide examples of fruitful collaborations between botanic gardens, academic institutions, nonprofits, and agricultural research organizations that engage people around these issues.

The rainfall pattern in the Sahel is very erratic with a high spatial variability. We tested the often reported hypothesis that the dispersion of farmers’ fields around the village territory helps mitigate agro-climatic risk by increasing yield stability from year to year. We also wished to evaluate whether this strategy had an effect on the yield disparity among households in a village. Based on a network of approximately 60 rain gauges spread over 500 km2 in the Fakara region (Southwest Niger), daily rainfall was interpolated at 300 m × 300 m resolution over a 12-year period. This data was used to compute, by means of the APSIM crop simulation model, millet biomass and grain yields at the pixel scale. Simulated yields were combined with the land tenure map of the Banizoumbou village in a GIS to assess millet yield at field and household level. Agro-climatic risk analysis was performed using linear regression between a spatial dispersion index of household fields and the inter-annual (instability) and inter-household (disparity) millet yield variability of 107 households in the village territory. We find that the spatial variability of annual rainfall induces an even higher spatial variability of millet production at pixel, field and household levels. The dispersion of farm fields reduces moderately but significantly the disparity of millet yield between households each year and increases the inter-annual yield stability of a given household. The less the household fields are scattered, the more the presence of a fertility gradient around the village enhances the inter-annual stability but also the disparity between households. Our results provide evidence that field dispersion is an effective strategy to mitigate agro-climatic risk, as claimed by farmers in the Sahelian Niger. Although the results should be confirmed by further research on longer term rainfall spatial data, it is clearly advisable that any land reforms in the area take into account the benefits of field dispersion to mitigate climatic risk.

Les facteurs les plus limitants pour la production durable de maïs dans les systèmes de petites exploitations agricoles d'Afrique subsaharienne, en particulier dans la zone agroécologique de la savane, sont le régime irrégulier des précipitations et la faible fertilité des sols. Des recherches ont été menées auprès de petits agriculteurs en 2013 et 2014 dans deux communautés de la région du Haut-Ouest du Ghana pour évaluer les effets de l'engrais minéral NPK (64-38-38 kg ha−1 N-P2O5-K2O, respectivement) sur la croissance et le rendement du maïs à Bompari, et 375 kg ha−1 d'engrais YaraLegume™ (0-18-13 NPK + 3 CaO + 2 MgO + 4 S) sur la croissance et le rendement du soja à Doggoh, sans labour (en utilisant l'application de glyphosate avant la plantation) et le travail du sol conventionnel (en utilisant une houe manuelle). Les rendements céréaliers moyens du maïs et du soja étaient plus élevés en 2014 qu'en 2013. Au cours des deux années, le travail sans labour et le travail conventionnel du sol ont eu un effet similaire sur la hauteur des plants de soja, les gousses par plant et la production de matière sèche hors sol. En moyenne par rapport au traitement par engrais, le rendement céréalier du soja sans labour était 51 % plus élevé par rapport au soja labouré en 2014 seulement. Le rendement céréalier moyen du maïs sans labour était supérieur de 68 % à celui du maïs labouré en 2013 seulement. Quelle que soit la méthode de travail du sol, l'application d'engrais a considérablement augmenté les rendements en maïs et en graines de soja. L'application d'engrais sur le soja a entraîné une augmentation de 59 % (193 kg ha−1) et de 54 % (474 kg ha−1) des rendements céréaliers en 2013 et 2014, respectivement, par rapport à l'absence de traitement par engrais. Le rendement céréalier moyen du maïs était de 140 et 252 % plus élevé avec le traitement par engrais en 2013 et 2014, respectivement. Le système sans labour a permis de réaliser des économies grâce à une main-d' œuvre réduite, principalement pour le contrôle des mauvaises herbes. Les résultats de ces études ont montré que l'absence de labour avec engrais, que ce soit pour le maïs ou le soja, entraînait généralement les rendements céréaliers les plus élevés. Le non-labour a également donné les rendements économiques les plus élevés. Les agriculteurs peuvent obtenir de meilleurs rendements sur l'argent investi dans les herbicides pour la production de maïs et de soja sans labour qu'avec leur pratique traditionnelle, même sur des sols de savane dégradés avec de faibles niveaux de nutriments disponibles pour les plantes. Los factores más limitantes para la producción sostenible de maíz en los sistemas agrícolas a pequeña escala del África subsahariana, especialmente en la zona agroecológica de la sabana, son el patrón errático de las precipitaciones y la baja fertilidad del suelo. Se realizó una investigación con pequeños agricultores en 2013 y 2014 en dos comunidades de la región del Alto Oeste de Ghana para evaluar los efectos del fertilizante mineral NPK (64-38-38 kg ha-1 N–P2O5–K2O, respectivamente) sobre el crecimiento y el rendimiento del maíz en Bompari, y 375 kg ha-1 de fertilizante YaraLegume™ (0-18-13 NPK + 3 CaO + 2 MgO + 4 S) sobre el crecimiento y el rendimiento de la soja en Doggoh, sin labranza (utilizando la aplicación previa a la siembra de glifosato) y la labranza convencional (utilizando azada manual). Los rendimientos medios de granos tanto de maíz como de soja fueron más altos en 2014 que en 2013. En ambos años, la labranza cero y la labranza convencional tuvieron un efecto similar en la altura de la planta de soja, las vainas por planta y la producción de materia seca sobre el suelo. Con un promedio sobre el tratamiento con fertilizantes, el rendimiento de grano de la soja sin labranza fue 51% mayor en comparación con la soja labrada solo en 2014. El rendimiento medio de grano del maíz sin labranza fue un 68% mayor que el del maíz labrado solo en 2013. Independientemente del método de labranza, la aplicación de fertilizantes aumentó significativamente los rendimientos de los granos de maíz y soja. La aplicación de fertilizantes a la soja dio como resultado un aumento del 59% (193 kg ha-1) y del 54% (474 kg ha-1) en los rendimientos de granos en 2013 y 2014, respectivamente, en comparación con el no tratamiento con fertilizantes. El rendimiento medio de grano de maíz fue 140 y 252% mayor con el tratamiento con fertilizantes en 2013 y 2014, respectivamente. El sistema de labranza cero mostró ahorros de costes debido a la reducción de la mano de obra principalmente para el control de malezas. Los resultados de estos estudios mostraron que la labranza cero con fertilizantes, ya sea para maíz o soja, generalmente dio como resultado los mayores rendimientos de granos. La labranza cero también dio los mayores rendimientos económicos. Los agricultores pueden obtener mejores rendimientos del dinero invertido en herbicidas para producir maíz y soja sin labranza que con su práctica tradicional, incluso en suelos de sabana degradados con bajos niveles de nutrientes disponibles para las plantas. The most limiting factors for sustainable maize production in smallholder farming systems of sub-Saharan Africa, especially the savanna agro-ecological zone, are erratic rainfall pattern and low soil fertility. Research was conducted with smallholder farmers in 2013 and 2014 in two communities in the Upper West Region of Ghana to evaluate the effects of NPK mineral fertilizer (64–38–38 kg ha−1 N–P2O5–K2O, respectively) on growth and yield of maize at Bompari, and 375 kg ha−1 of YaraLegume™ fertilizer (0–18–13 NPK + 3 CaO + 2 MgO + 4 S) on growth and yield of soybean at Doggoh, under no-tillage (using pre-plant application of glyphosate) and conventional tillage (using hand hoe). Mean grain yields of both maize and soybean were higher in 2014 than 2013. In both years, no-tillage and conventional tillage had similar effect on soybean plant height, pods per plant and aboveground dry matter production. Averaging over fertilizer treatment, grain yield of no-tillage soybean was 51% higher when compared with tilled soybean in 2014 only. Mean grain yield of no-tillage maize was 68% higher than that of tilled maize in 2013 only. Regardless of tillage method, fertilizer application significantly increased maize and soybean grain yields. Application of fertilizer to soybean resulted in 59% (193 kg ha−1) and 54% (474 kg ha−1) increase in grain yields in 2013 and 2014, respectively, over no fertilizer treatment. Mean grain yield of maize was 140 and 252% higher with fertilizer treatment in 2013 and 2014, respectively. No-till system showed cost savings due to reduced labour mainly for weed control. The results of these studies showed that no-tillage with fertilizer, whether for maize or soybean, generally resulted in the highest grain yields. No-tillage also gave the highest economic returns. Farmers can get better returns to the money invested in herbicide for producing maize and soybean under no-till than with their traditional practice even on degraded savanna soils with low levels of plant available nutrients. تتمثل العوامل الأكثر تقييدًا لإنتاج الذرة المستدام في أنظمة زراعة أصحاب الحيازات الصغيرة في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، وخاصة منطقة السافانا الزراعية الإيكولوجية، في نمط هطول الأمطار غير المنتظم وانخفاض خصوبة التربة. تم إجراء بحث مع صغار المزارعين في عامي 2013 و 2014 في مجتمعين في المنطقة الغربية العليا من غانا لتقييم آثار الأسمدة المعدنية NPK (64-38-38 كجم هكتار-1 N - P2O5 - K2O، على التوالي) على نمو ومحصول الذرة في بومباري، و 375 كجم هكتار-1 من سماد YaraLegume™ (0-18-13 NPK + 3 CaO + 2 MgO + 4 S) على نمو ومحصول فول الصويا في Doggoh، تحت الحراثة (باستخدام تطبيق ما قبل الزرع من الغليفوسات) والحراثة التقليدية (باستخدام مجرفة اليد). كان متوسط غلة الحبوب لكل من الذرة وفول الصويا أعلى في عام 2014 مقارنة بعام 2013. في كلتا السنتين، كان للحرث التقليدي وعدم الحراثة تأثير مماثل على ارتفاع نبات فول الصويا، والقرون لكل نبات وإنتاج المواد الجافة فوق الأرض. في المتوسط على معالجة الأسمدة، كان إنتاج الحبوب من فول الصويا بدون حرث أعلى بنسبة 51 ٪ مقارنة بفول الصويا الحارث في عام 2014 فقط. كان متوسط محصول الحبوب من الذرة بدون حراثة أعلى بنسبة 68 ٪ من محصول الذرة المحروثة في عام 2013 فقط. بغض النظر عن طريقة الحراثة، أدى استخدام الأسمدة إلى زيادة كبيرة في محصول الذرة وحبوب فول الصويا. أدى استخدام الأسمدة على فول الصويا إلى زيادة بنسبة 59 ٪ (193 كجم هكتار-1) و 54 ٪ (474 كجم هكتار-1) في غلة الحبوب في عامي 2013 و 2014، على التوالي، دون معالجة الأسمدة. كان متوسط محصول الذرة من الحبوب أعلى بنسبة 140 و 252 ٪ مع معالجة الأسمدة في عامي 2013 و 2014 على التوالي. أظهر نظام عدم الحراثة وفورات في التكاليف بسبب انخفاض العمالة بشكل رئيسي لمكافحة الأعشاب الضارة. أظهرت نتائج هذه الدراسات أن عدم الحرث بالأسمدة، سواء للذرة أو فول الصويا، أدى عمومًا إلى أعلى إنتاجية للحبوب. كما أعطى عدم الحرث أعلى عوائد اقتصادية. يمكن للمزارعين الحصول على عوائد أفضل للأموال المستثمرة في مبيدات الأعشاب لإنتاج الذرة وفول الصويا دون حراثة مقارنة بممارساتهم التقليدية حتى على تربة السافانا المتدهورة ذات المستويات المنخفضة من المغذيات النباتية المتاحة.

This cross-sectional study explores the relationships between children's F(-) exposure from drinking groundwater and urinary F(-) concentrations, combined with dental fluorosis (DF) in the Main Ethiopian Rift (MER) Valley. We examined the DF prevalence and severity among 491 children (10 to 15 years old) who are life-long residents of 33 rural communities in which groundwater concentrations of F(-) cover a wide range. A subset of 156 children was selected for urinary F(-) measurements. Our results showed that the mean F(-) concentrations in groundwater were 8.5 ± 4.1 mg/L (range: 1.1-18 mg/L), while those in urine were 12.1±7.3 mg/L (range: 1.1-39.8 mg/L). The prevalence of mild, moderate, and severe DF in children's teeth was 17%, 29%, and 45%, respectively, and the majority (90%; n=140) of the children had urinary F(-) concentrations above 3 mg/L. Below this level most of the teeth showed mild forms of DF. The exposure-response relationship between F(-) and DF was positive and non-linear, with DF severity tending to level off above a F(-) threshold of ~6 mg/L, most likely due to the fact that at ~6 mg/L the enamel is damaged as much as it can be clinically observed in most children. We also observed differential prevalence (and severity) of DF and urinary concentration, across children exposed to similar F(-) concentrations in water, which highlights the importance of individual-specific factors in addition to the F(-) levels in drinking water. Finally, we investigated urinary F(-) in children from communities where defluoridation remediation was taking place. The lower F(-) concentration measured in urine of this population demonstrates the capacity of the urinary F(-) method as an effective monitoring and evaluation tool for assessing the outcome of successful F(-) mitigation strategy in relatively short time (months) in areas affected with severe fluorosis.