Pokud jde o výživu světa, musíme najít lepší způsob. Vypěstujeme dostatek potravin pro všechny obyvatele planety, přesto každý osmý člověk chodí spát hladový (Světový potravinový program 2016). Je zřejmé, že potraviny se nedostávají tam, kde jsou potřeba, a i když jsou k dispozici, podvýživa je často chronickým problémem. I když se neshodneme na tom, zda budeme schopni nasytit 10 miliard obyvatel očekávaných do roku 2050 (Plumer 2013, Gimenez 2012), mnohé lze udělat již dnes.

Řešení nedostatku potravin v rozvojovém světě musí být jednoduché, aby bylo proveditelné, ale jednoduché neznamená snadné. Přesto byly po celém světě vyvinuty a zavedeny důmyslné způsoby řešení tohoto problému. Mezi tři inovativní přístupy patří pečlivě navržené skladovací vaky, které snižují ztráty plodin v důsledku napadení, jednoduchá zpracovatelská zařízení, která zlepšují efektivitu sklizně a výroby, a tradiční křížení potravinářských plodin, které zvyšuje přirozenou hustotu živin. Každý vývoj přišel s bonusem: neočekávanými dalšími výhodami.

Lepší skladování snižuje ztráty potravin
Objem potravin ztracených po sklizni je těžko stravitelný. Celosvětové posklizňové ztráty se odhadují na 30-40 % (Postharvest Education Foundation 2016) a v některých rozvojových zemích mohou přesáhnout 50 % (World Food Preservation Center 2016). Mezi příčiny ztrát potravin může patřit nedostatek vhodných skladovacích zařízení, špatné zemědělské a sklizňové postupy, nestálost trhu, nevhodná distribuce a zamoření. Zlepšení skladování je účinným způsobem, jak řešit nedostatek potravin. Výzvou je vyvinout řešení, která by odpovídala místním omezením, zejména nákladům.

Někdy je řešením jednoduše správný skladovací vak. Elegantní ochranný systém vyvinul například výzkumný tým vedený Larrym Murdockem, významným profesorem entomologie na Purdue University. „V roce 1987 jsme byli požádáni, abychom zlepšili skladování hrachu v Kamerunu,“ vzpomíná, kde na úrodě hodovali hraboši. Výsledek byl jednoduchý, vysoce účinný a cenově dostupný.

„Náš tým musel nejprve zjistit, jak se hmyz rozmnožuje uvnitř uzavřených pytlů,“ vysvětlil Murdock. Kde brali vodu potřebnou k přežití? Výzkumníci si uvědomili, že brouci si vyrábějí vlastní H2O metabolismem dostupného škrobu, přičemž tento proces pohání kyslík.

Řešením bylo zdroj kyslíku přiškrtit. Murdockova skupina nakonec přišla s hermetickým vakem Purdue Improved Crop Storage (PICS). Využíval tkaný polypropylenový vnější vak pro pevnost a určitou ochranu proti kyslíku, ale přidal dva vnitřní vaky z 80mikronového polyetylenu s vysokou hustotou jako kyslíkovou bariéru. Použití dvou pytlů poskytlo záložní pojistku, ale také se snadno nasouvaly jeden přes druhý, čímž se snížilo napětí a protržení. Trojí hrozba fungovala skvěle.

Kritickým faktorem úspěchu bylo zajištění hermetického uzavření. Zemědělci byli poučeni, že na horní straně každé vložky a vnějšího sáčku mají nechat 12-15palcový okraj, pevně jej stočit, přeložit napůl a zajistit provázkem. To se dalo snadno naučit; více než 3 miliony zemědělců ve 46 000 vesnicích v Africe a Asii byly vyškoleny v používání sáčků PICS.

Představit a říct je vždy nejlepší způsob, jak skeptickým drobným zemědělcům s omezenými zdroji prodat nové technologie. Murdockův tým tedy spolupracoval s uživateli, aby otestoval nově vyvinutý vak a zdokumentoval jeho účinnost. Uspořádali vesnické obřady otevírání pytlů, při nichž je farmáři, kteří pytle vyzkoušeli, poprvé rozvázali po šesti měsících skladování, aby ilustrovali, že se do nich nedostali žádní škůdci. Tyto akce byly v malých obcích velkou událostí. Jedna masivní oslava v Burkině Faso přilákala 10 000 lidí a stala se událostí, která se koná každé dva roky.

V Nigeru nemuseli čekat šest měsíců, aby poznali, že pytle fungují. Zemědělské rodiny často skladují úrodu ve svých domech na ochranu před krádežemi a škůdci. Jeden farmář byl brzy přesvědčen, že pytle jsou účinné, protože ty v jeho ložnici byly chladné i tiché. Co to znamenalo?“

Množení hmyzu vytváří teplo a skladovací pytle byly často teplé na dotek. Ne však tyto sáčky. Snovači také při krmení vydávají vysoký cvakavý zvuk, ale tyto sáčky byly tiché. Správně uzavřené pytle chrání plodiny téměř neomezeně dlouho. Vrcholem oslav v Burkině Faso v roce 2015 bylo otevření pytle z roku 2007; osm let starý kravský hrách byl stejně nedotčený (a jedlý) jako v den, kdy byl zapečetěn.

Zpětná vazba od farmářů také pomohla týmu Purdue optimalizovat velikost pytlů. Původně byl navržen na 50 kg produktu, aby se usnadnila manipulace. Zemědělci však žádali nákladově efektivnější větší pytle s tím, že vymyslí, jak je převážet. Tým vyvinul 100kg pytle a ty nyní představují naprostou většinu prodeje.

Přínosy převažují nad náklady
A co cena – mohou si zemědělci pytle dovolit? Při ceně asi 2,50-3,00 USD za kus byly náklady asi třikrát vyšší než u tradičních jednodruhových pytlů. Z následných studií vyplynulo, že drobní zemědělci si za sezónu vydělali navíc 27,00 USD na 100 kg pytle kravského hrachu a úrodu mohli skladovat a prodávat, když ceny vzrostly. Zemědělci se dožadovali investic.

Byly zde i další důležité výhody. Neúčinné jednotlivé pytle vyžadovaly opakované aplikace pesticidů, což byly další toxické náklady, které způsobovaly nemoci a smrt lidí. Pesticidy se v rozvojových zemích někdy používají nesprávně kvůli nedostatečnému pochopení správného používání a zacházení, ale pytle PICS eliminují potřebu postřiků.

Tři složky lze také snadno oddělit a zkontrolovat, zda se neprotrhly, a celé pytle nebo jednotlivé vrstvy lze použít 3-5krát. Tím se náklady časem vyrovnají nákladům na jednotlivé sáčky. Protržené pytle se navíc často znovu použijí k jiným účelům.

Využití úspěchu
Projekt PICS se ukázal jako významný úspěch při snižování posklizňových ztrát a v současné době se nachází ve třetím kole financování. Počáteční fáze byla realizována v 10 afrických zemích. Druhá fáze, PICS 2, úspěšně otestovala sáčky pro 12 dalších plodin (ořechy, obiloviny, fazole a semena) a řadu přidruženého hmyzu. Současná fáze PICS 3 usiluje o rozšíření komercializace v celé Africe. Rozšíření tak, aby se dostalo k co největšímu počtu příjemců, je snad nejnáročnějším problémem mezinárodního rozvoje.

Purdue Research Foundation udělila licenci 17 soukromým výrobcům a distributorům na komercializaci sáčků a aktivity PICS byly realizovány ve více než 25 zemích v Africe a Asii. Dosud bylo prodáno přibližně 7,5 milionu sáčků (obrázek 1). To představuje 710 000 tun potravin zpětně získaných od hladového hmyzu, aby nasytily hladové lidi.

Použití principu KISS na zařízení
Plodiny jsou často ztraceny, protože je nelze efektivně sklidit nebo zpracovat dříve, než se zkazí. Nejlepší řešení pro rozvojové země mají vysoký podíl kreativity a nízký podíl zvonků a píšťalek. Jak navrhnout zpracovatelské zařízení, které je odolné, spolehlivé a dostatečně jednoduché, aby ho mohlo používat i neškolené obyvatelstvo? (Jo, a nesmíte používat elektřinu ani pohonné hmoty.)

Výzvou navrhnout zařízení s nízkými technologiemi se zabývala v roce 1981 chudá indická vesnice v Uttarpradéši, která měla problém s bramborami. V neutuchajícím indickém horku vydržely sklizené brambory jen měsíc, než se zkazily. Zemědělci byli nuceni produkci rychle prodat za nízké ceny.

Když se George Ewing, Bob Nave a Emery Swanson (ze společností General Mills a Pillsbury) dozvěděli o tomto problému se zkažením, shromáždili skupinu dobrovolníků s odbornými znalostmi v oblasti inženýrství a zpracování potravin a ve sklepě kostela založili pracovní skupinu. Z této skupiny se později stala nezisková organizace Compatible Technology International (CTI) se sídlem v Minneapolis-St Paul.

Tým vyvinul přístřešky Cool Storage Sheds, které využívaly odpařování vody ke snížení teploty vzduchu v přístřešku. To umožnilo farmářům skladovat brambory po několik dalších měsíců a těšit se z delší prodejní sezóny s lepšími cenami.

Inženýři z CTI pak pomohli farmářům přidat úrodě hodnotu. Navrhli ručně ovládané loupačky a kráječe brambor pro výrobu sušených bramborových lupínků s prodlouženou trvanlivostí. Zemědělci ztrojnásobili své příjmy prodejem chipsů a podnikatelé vydělali peníze výrobou a prodejem zařízení na zpracování brambor. The gift kept on giving.

Listening to Users Helps Optimize Machine Design
CTI pokračuje v rozšiřování své nabídky zařízení pro posklizňové zpracování brambor pro drobné zemědělce. Každý návrh je novou výzvou.

V roce 2013 například CTI vyvinula zařízení pro zpracování prosa v Senegalu. Jednotlivé jednotky mlátičky, strhávače, odvíječe a drtiče byly těžkopádné na používání. S podporou průmyslového designéra uspořádala společnost CTI cílové skupiny zemědělců, aby získala poznatky uživatelů, přičemž zvláštní pozornost věnovala ženám, které byly hlavními uživateli zařízení.

Odhrnovačka, mlátička a vracečka obilí se spojily v kompaktní jednotku, která byla levnější než tři jednotlivé stroje. Díky další zpětné vazbě od žen bylo díky dalšímu zdokonalení pro ně mnohem snazší zařízení obsluhovat, a to i s dětmi na zádech. Nové zařízení zachytilo 95 % zrna, aniž by ho rozlámalo, a pracovalo třikrát rychleji než ruční metody. To nejen ulehčilo práci, ale také uvolnilo ženám čas na jiné potřebné činnosti.

CTI navázala spolupráci se senegalskou firmou, která zařízení vyrábí na místě. Tato společnost pomohla dále vylepšit design a místní výroba snížila cenu a vytvořila pracovní místa. CTI nyní pracuje ve 150 vesnicích v Senegalu.

Čtvrtá součást, samostatný mlýnek, se ukázala být skvělým způsobem, jak skupinám žen zajistit příjem. Alexandra Spieldochová, výkonná ředitelka CTI, však upozornila na důležitý výživový a zdravotní aspekt. „Jedna organizace v Malawi zakoupila mlýnek na výrobu arašídového másla, který umožnil pacientům s HIV AIDS „udržet v sobě“ jejich léky,“ vyprávěla. Pacientům se vrátil život a prodejem přebytečného baleného arašídového másla na trhu vznikl trh. Tento příjem pak umožnil ženám posílat své děti do školy. CTI také zkoumá, jak pomoci zemědělcům zásobovat programy školního stravování výživnými plodinami, jako jsou podzemnice olejná (arašídy).

Zlepšení produkce podzemnice olejné v Malawi
Produkce podzemnice olejné je zdlouhavá a náročná ruční práce. Aby pomohla ženám v Malawi, prozkoumala společnost CTI místní trh a zjistila, že největší problémy představují tři činnosti: zvedání ořechů ze země, jejich odstraňování z rostlin a loupání. To vedlo k vývoji tří nových nástrojů, jednoho pro každou z těchto činností (obrázek 2). Tato zařízení výrazně usnadnila proces sklizně.

Přístup společnosti CTI k vývoji zaměřenému na člověka přináší cenné informace v mnoha ohledech. Stejně jako při vytahování ořechů ze země se během výzkumu a testování objevil další materiál: ženy namáčely ořechy, aby si usnadnily odstraňování skořápek. Tato aflatoxinová noční můra se výrazně snížila díky školení, aby ořechy sklízely dříve a využívaly suché loupání.

CTI se snaží do roku 2025 přinést prospěch milionu zemědělců. To vyžaduje víceodvětvové partnerství, financování, infrastrukturu, důvěru místních obyvatel a budování kapacit. „Nejtěžší částí,“ tvrdí Spieldoch, „je distribuce“. Stejně jako tašky PICS se i CTI musí rozšířit, aby se dostala k milionům drobných zemědělců v odlehlých oblastech a měla co největší dopad. „Musíme vymyslet kreativní způsoby, jak se k nim dostat. To zahrnuje konkurenceschopnou cenu, místní zastoupení a kvalita našich nástrojů je opravdu důležitá,“ vysvětlila.“

Biofortifikace pěstuje mikroživiny
I když je potravin dostatek, může být podvýživa problém. Základní strava může přispívat nedostatečným množstvím některých živin v důsledku omezené rozmanitosti potravin a dalších faktorů. Biofortifikace může řešit rozsáhlé nedostatky vitaminů a minerálních látek u konkrétních populací.

Koncept biofortifikace vznikl v 90. letech 20. století, kdy ekonom Howarth („Howdy“) Bouis začal při práci v Mezinárodním institutu pro výzkum potravinové politiky (IFPRI) uvažovat mimo rámec osiva. Proč místo používání fortifikace potravin k řešení „skrytého hladu“ v rozvojovém světě nepěstovat plodiny s přírodně zabudovanými vitamíny a minerály?

Šlechtitelé rostlin tomuto nápadu zpočátku příliš nevěřili. Výzkum by vyžadoval značné finanční prostředky, výnosy by mohly být nižší a zemědělci by o zvýšenou výživu pravděpodobně nestáli. Bouis se nenechal odradit a vedl slibnější rozhovor s Rossem Welchem, fyziologem rostlin z Cornellovy laboratoře pro rostliny, půdu a výživu. Dozvěděl se, že pokud by se do sazenic podařilo vpravit minerální látky, výnosy by se díky obohacení půdy o minerální látky skutečně zvýšily a výsevek by se mohl snížit. Zemědělci by měli tyto zemědělské zisky přijmout a spotřebitelé by měli prospěch z lepší výživy.

Trvalo roky, než se podařilo získat finanční prostředky, ale v roce 2003 vznikl program HarvestPlus, jehož cílem je studovat a zavádět biofortifikaci, což je termín, který v roce 2001 zavedl Steve Beebe, výzkumný pracovník Mezinárodního centra pro tropické zemědělství (CIAT). HarvestPlus je společným podnikem této organizace a Mezinárodního institutu pro výzkum potravinové politiky (IFPRI). IFPRI je výzkumným centrem Poradní skupiny pro mezinárodní zemědělský výzkum (CGIAR).

Biofortifikace nedávno získala další uznání, když Bouis spolu se třemi vědci z Mezinárodního centra pro brambory (CIP, rovněž výzkumné centrum CGIAR) získal Světovou potravinovou cenu za rok 2016 za průkopnickou práci v boji proti nedostatku mikroživin v rozvojovém světě. Nyní si program HarvestPlus klade za cíl do roku 2030 oslovit miliardu lidí biofortifikovanými plodinami.

Výživa z dobrých chovů
Nejkritičtějšími nutričními nedostatky v rozvojových zemích jsou železo, zinek a vitamin A. Program HarvestPlus se proto zaměřuje na zvýšení obsahu těchto živin v manioku, sladkých bramborách, kukuřici, prosu, fazolích, pšenici a rýži. Jak to dělají?

Společnost HarvestPlus využívá ke zvýšení množství mikroživin v plodinách spíše konvenční šlechtitelské postupy než transgenní modifikace (GM). Díky GM lze požadované vlastnosti získat mnohem rychleji v laboratoři, protože není nutné čekat několik cyklů pěstování, z nichž každý může trvat 6-9 měsíců. Rovněž lze vyšlechtit vlastnosti, které se v plodině přirozeně nevyskytují, jako je tomu v případě zlaté rýže.

U geneticky modifikovaných plodin však existují značné regulační překážky a překážky pro přijetí spotřebiteli, zejména pokud se pracuje v mnoha zemích. To může realizaci zpomalit nebo zabrzdit. Podle Vidushi Sinha, senior specialisty na komunikaci ve společnosti HarvestPlus, může naopak konvenční šlechtění trvat až 10 let, než se získá správné osivo. Požadované vlastnosti (jako je obsah živin a vysoké výnosy) se musí v cílových rostlinách vyskytovat přirozeně, aby je bylo možné optimalizovat selektivním šlechtěním. Meike Anderssonová, specialistka na vývoj plodin ve společnosti HarvestPlus, uvedla příklad: „V Asii mají odrůdy rýže a pšenice pro běžné šlechtění příliš nízký obsah železa, proto jsou tyto produkty šlechtěny na vyšší obsah zinku.“ Navzdory delší době šlechtění je konvenční cesta stále kratší cestou na pole: vyvinutá semena jsou jednoduše uvolněna na trh.

Aby se odborníci na výživu dostali k ideálnímu osivu, musí nejprve stanovit cílové hladiny mikroživin pro konkrétní populace analýzou biologické dostupnosti přijatých živin, ztrát při skladování a zpracování, zdravotních požadavků, stavu výživy pro jednotlivé země a věkové skupiny a potenciální úrovně spotřeby. Tyto údaje poskytují vědcům zabývajícím se pěstováním plodin cílové hodnoty.

Nové linie osiva s vysokým obsahem mikroživin se poté testují v pokusných stanicích a na polích zemědělců. Rostliny jsou hodnoceny z hlediska výnosu, odolnosti vůči škůdcům a chorobám, odolnosti vůči klimatu a půdě a místním agronomickým postupům, jako je hnojení a zavlažování. Nejvýkonnější osivo se pak množí.

Poslední míle: Stejně jako u pytlů PICS a zařízení CTI je distribuce obrovskou výzvou. Společnost HarvestPlus spolupracuje s vládami a četnými organizacemi, aby umožnila přístup k zemědělcům. V každé zemi musí být vytvořen udržitelný trh.

Vlády mají k dispozici „koš“ možností osiva, který zohledňuje různé podmínky pěstování v jednotlivých zemích a regionální preference spotřebitelů. Andersson uvedl příklad, kdy „Rwanda dostala 10 druhů fazolí“, aby se minimalizovalo riziko pěstování jedné odrůdy a aby se vyhovělo místním chutím. Sousední země s podobnými klimatickými podmínkami jsou pak oslovovány stejnými produkty, což společnosti HarvestPlus umožňuje snadno využívat nový vývoj. Dobré zprávy se rychle šíří do zemí, kde společnost HarvestPlus nemá zastoupení, ale ráda vyhoví poptávce.

If We Grow It, Will They Come?
Semeno musí nejprve přijmout zemědělci a ti potřebují důvod, proč věřit. Pokud zvyšuje výnosy, prospívá půdě, je cenově výhodné a odolné vůči škůdcům, chorobám a klimatu, je to silný stimul. Pak musí existovat trh pro tyto plodiny: spotřebitelé musí chtít zdravé zahradnictví. Společnost HarvestPlus provádí rozsáhlou osvětu pro spotřebitele i zemědělce pomocí demonstrací na zkušebních plochách, škol, klinik, reklam, akcí a zábavy, aby informovala o výhodách a stimulovala pokusy.

Ačkoli plodiny obohacené zinkem a železem nemají podstatný vliv na senzorické vlastnosti, společnost HarvestPlus si nebyla jistá přijetím oranžově zbarvených brambor, manioku a kukuřice. Andersson vysvětlil, že „v mnoha částech subsaharské Afriky, kde se obvykle konzumovala bílá kukuřice, měla žlutá kukuřice dodávaná prostřednictvím americké potravinové pomoci během hladomoru negativní asociace“. V Zambii se však tento sentiment na oranžovou odrůdu nepřenesl. Ve skutečnosti byla mnohem oblíbenější. Podle Ekina Birola, vedoucího výzkumu dopadů ve společnosti HarvestPlus, „97 % lidí chtělo v následující sezóně pěstovat oranžovou kukuřici, v průměru čtyřikrát více osiva“. Spotřebitelům se líbila jasná barva, i když nerozuměli výživovým hodnotám. Andersson dodal: „Matky uváděly, že oranžové brambory a kukuřice jsou dobrou potravinou pro odstavování dětí, protože děti dávají přednost sladké chuti.“

V Nigérii se do receptur z bílého manioku obvykle přidává červený palmový olej, takže žlutá barva nebyla problémem a často si vyžádala cenovou prémii. Někdy je přijetí nových potravin snazší udělat, než říci.

Na pomoc vesnici je potřeba vesnice
V některých ohledech je vývoj výrobků pro rozvojové země stejný jako kdekoli jinde. K jeho uskutečnění je zapotřebí multidisciplinární tým. Výrobky musí být navrhovány společně s uživateli a rozhodující je porozumění místním zvyklostem a trhům. V rozvojových zemích může být křivka učení strmá a implementace obtížná.

Ale i maličkosti a nejjednodušší řešení mohou mít kaskádový přínos, který zasahuje do oblastí, jako jsou živobytí a zdraví. Shrnul to Spieldoch z ČOI: „Je to příklad vícevrstvého přístupu; technologie je katalyzátorem těchto různých dopadů.“ Umožnit lidem na celém světě správně se stravovat a vydělávat slušné peníze je víc než jen obživa; je to globální pohyblivá hostina.