Wanneer het aankomt op het voeden van de wereld, moeten we een betere manier vinden. We verbouwen genoeg voedsel voor iedereen op de planeet, maar toch gaat één op de acht mensen elke avond met honger naar bed (Wereldvoedselprogramma 2016). Het is duidelijk dat het voedsel niet komt waar het nodig is, en zelfs als het beschikbaar is, is ondervoeding vaak een chronisch probleem. Hoewel er onenigheid bestaat over de vraag of we in staat zullen zijn om de 10 miljard mensen die tegen 2050 worden verwacht te voeden (Plumer 2013, Gimenez 2012), kan er vandaag veel worden gedaan.

Oplossingen voor voedselonzekerheid in de ontwikkelingslanden moeten eenvoudig zijn om haalbaar te zijn, maar eenvoudig betekent niet gemakkelijk. Niettemin zijn er over de hele wereld ingenieuze manieren ontwikkeld en toegepast om het probleem aan te pakken. Drie innovatieve benaderingen zijn onder meer zorgvuldig ontworpen opslagzakken die oogstverliezen door aantasting beperken, eenvoudige verwerkingsapparatuur die de oogst en de productie-efficiëntie verbetert, en traditionele kruising van voedselgewassen om de natuurlijke nutriëntendichtheid te verhogen. Elke ontwikkeling kwam met een bonus: onverwachte extra voordelen.

Betere opslag vermindert voedselverlies
De hoeveelheid voedsel die na de oogst verloren gaat, is moeilijk te verteren. Wereldwijde verliezen na de oogst worden geschat op 30-40% (Postharvest Education Foundation 2016) en kunnen in sommige ontwikkelingslanden meer dan 50% bedragen (World Food Preservation Center 2016). De redenen voor voedselverlies kunnen zijn: gebrek aan goede opslagfaciliteiten, slechte landbouw- en oogstpraktijken, marktvolatiliteit, inadequate distributie, en aantasting. Verbeterde opslag is een effectieve manier om voedselonzekerheid aan te pakken. De uitdaging is om oplossingen te ontwikkelen die voldoen aan de lokale beperkingen, met name de kosten.

Soms is het antwoord gewoon de juiste opslagzak. Een elegant beschermingssysteem werd bijvoorbeeld ontwikkeld door een onderzoeksteam onder leiding van Larry Murdock, distinguished professor Entomologie aan de Purdue University. “In 1987 werd ons gevraagd de opslag van cowpea te verbeteren in Kameroen,” herinnert hij zich, waar cowpea snuitkevers zich tegoed deden aan de oogst. Het resultaat was eenvoudig, zeer effectief en betaalbaar.

“Ons team moest eerst uitzoeken hoe de insecten zich voortplantten in de verzegelde zakken,” legde Murdock uit. Waar haalden ze het water vandaan dat ze nodig hadden om te overleven? De onderzoekers realiseerden zich dat de insecten hun eigen H2O maakten door beschikbaar zetmeel te metaboliseren, waarbij zuurstof het proces voedde.

De oplossing was het afsluiten van de zuurstofbron. De groep van Murdock kwam uiteindelijk met de hermetische Purdue Improved Crop Storage (PICS)-zak. Hij gebruikte een buitenzak van geweven polypropyleen voor sterkte en enige zuurstofbescherming, maar voegde twee binnenzakken van 80 micron polyethyleen met hoge dichtheid toe als zuurstofbarrière. Het gebruik van twee zakken bood een extra verzekering, maar gleed ook gemakkelijk over elkaar heen, wat spanning en scheuren verminderde. De drievoudige bedreiging werkte uitstekend.

De kritische succesfactor was te zorgen voor een hermetische afdichting. Boeren werd geleerd om een 12-15-inch lip aan de bovenkant van elke voering en de buitenste zak, draai strak, vouw in de helft, en zet vast met bindgaren. Dit was gemakkelijk aan te leren; meer dan 3 miljoen boeren in 46.000 dorpen in Afrika en Azië zijn opgeleid om PICS-zakken te gebruiken.

Show and tell is altijd de beste manier om sceptische, aan middelen beperkte kleine boeren nieuwe technologieën aan de man te brengen. Dus werkte het team van Murdock samen met gebruikers om de nieuwerwetse zak te testen en de doeltreffendheid ervan te documenteren. Er werden openingsceremonies gehouden in de dorpen, waar de boeren die de zakken probeerden voor het eerst na zes maanden opslag de zakken losmaakten om te laten zien dat er geen ongedierte in kwam. Deze evenementen waren een groot succes in de kleine gemeenschappen. Eén groot feest in Burkina Faso trok 10.000 mensen en is een tweejaarlijks evenement geworden.

In Niger hoefden ze geen zes maanden te wachten om te weten of de zakken werkten. Boerenfamilies slaan vaak gewassen op in hun huizen als bescherming tegen diefstal en ongedierte. Eén boer was er al vroeg van overtuigd dat de zakken effectief waren omdat die in zijn slaapkamer zowel koel als stil waren. Wat betekende dat?

Multipling insecten genereren warmte, en de opslagzakken waren vaak warm om aan te raken. Deze zakken niet. De snuitkevers maken ook een hoog klikkend geluid als ze zich voeden, maar deze zakken waren stil. Goed afgesloten beschermen de zakken de gewassen bijna onbeperkt. Het hoogtepunt van de 2015 Burkina Faso viering was het openen van een zak uit 2007; de acht jaar oude cowpea’s waren net zo ongerept (en eetbaar) als de dag dat ze werden verzegeld.

Feedback van de boer hielp de Purdue bemanning ook om de zakgrootte te optimaliseren. Het was oorspronkelijk ontworpen om 50 kg product te bevatten om de verwerking te vergemakkelijken. Maar boeren vroegen om kosteneffectieve grotere zakken en zeiden dat ze zouden uitzoeken hoe ze te vervoeren. Het team ontwikkelde zakken van 100 kg, en die vertegenwoordigen nu de overgrote meerderheid van de verkoop.

Benefits Outweigh Costs
Hoe zit het met de prijs- kunnen boeren zich de zakken veroorloven? Met ongeveer $2,50-$3,00 per stuk waren de kosten ongeveer drie keer hoger dan die van traditionele enkel geweven zakken. Vervolgstudies wezen uit dat kleine boeren per seizoen 27 dollar per zak van 100 kg cowpea’s extra verdienden, en de gewassen konden worden opgeslagen en verkocht wanneer de prijzen stegen. Boeren stonden te springen om te investeren.

Er waren nog andere belangrijke voordelen. De ondoeltreffende afzonderlijke zakken vereisten herhaalde toepassingen van pesticiden, een giftige extra uitgave die mensen ziek maakte en doodde. Pesticiden worden in ontwikkelingslanden soms verkeerd gebruikt door een gebrek aan inzicht in het juiste gebruik en de juiste behandeling, maar PICS-zakken elimineren de noodzaak van sproeien.

De drie componenten zijn ook gemakkelijk te scheiden om te worden geïnspecteerd op scheuren, en hele zakken of afzonderlijke lagen kunnen 3-5 keer worden hergebruikt. Dat zet de kosten op pari met enige zakken in tijd. Bovendien worden gescheurde zakken vaak opnieuw gebruikt voor andere toepassingen.

Hefboomwerking op succes
Het PICS-project heeft bewezen een belangrijke prestatie te zijn in het terugdringen van verlies na de oogst en bevindt zich momenteel in zijn derde financieringsronde. De eerste fase werd uitgevoerd in 10 Afrikaanse landen. In de tweede fase, PICS 2, werden de zakken met succes getest voor 12 andere gewassen (noten, granen, bonen en zaden) en een verscheidenheid van geassocieerde insecten. In de huidige PICS 3-fase wordt gestreefd naar een bredere commercialisering in heel Afrika. De schaalvergroting om zoveel mogelijk begunstigden te bereiken is misschien wel het meest uitdagende probleem in de internationale ontwikkeling.

De Purdue Research Foundation heeft 17 particuliere fabrikanten en distributeurs een licentie gegeven om de zakken op de markt te brengen, en de PICS-activiteiten zijn uitgevoerd in meer dan 25 landen in Afrika en Azië. Tot dusver zijn ongeveer 7,5 miljoen zakken verkocht (figuur 1). Dat vertegenwoordigt 710.000 ton voedsel teruggewonnen van hongerige insecten om hongerige mensen te voeden.

Toepassing van het KISS-principe op apparatuur
Gewassen gaan vaak verloren omdat ze niet efficiënt kunnen worden geoogst of verwerkt voordat ze bederven. De beste oplossingen voor ontwikkelingslanden zijn creatief en hebben weinig toeters en bellen. Hoe ontwerp je verwerkingsapparatuur die duurzaam, betrouwbaar en eenvoudig genoeg is om te worden gebruikt door ongeschoolde bevolkingsgroepen? (Oh, en je mag geen elektriciteit of brandstof gebruiken.)

De uitdaging van low-tech apparatuur ontwerpen werd aangegaan in 1981, toen een arm Indiaas dorp in Uttar Pradesh een aardappelprobleem had. In de onverbiddelijke Indische hitte, zouden de geoogste aardappelen slechts een maand duren alvorens zij bedierven. Boeren werden gedwongen om de oogst snel te verkopen tegen lage prijzen.

Toen George Ewing, Bob Nave, en Emery Swanson (van General Mills en Pillsbury) over dit bederfprobleem hoorden, verzamelden zij een groep vrijwilligers met expertise in techniek en voedselverwerking en richtten een werkgroep op in een kerkkelder. Die groep zou later uitgroeien tot de non-profit organisatie Compatible Technology International (CTI), gevestigd in Minneapolis-St. Paul.

Het team ontwikkelde Cool Storage Sheds die gebruik maakten van verdampend water om de luchttemperatuur in de schuur te verlagen. Daardoor konden de boeren aardappelen enkele maanden langer opslaan en genieten van een langer verkoopseizoen met betere prijzen.

CTI-ingenieurs hielpen de boeren vervolgens waarde aan het gewas toe te voegen. Ze ontwierpen handmatig bediende aardappelschillers en snijmachines om gedroogde aardappelchipsnacks te maken met een langere houdbaarheid. De boeren verdrievoudigden hun inkomen door de chips te verkopen en de ondernemers verdienden geld met het maken en verkopen van de aardappelverwerkingsapparatuur. Het geschenk bleef geven.

Luisteren naar gebruikers helpt machineontwerp te optimaliseren
CTI blijft zijn menu van verwerkingsapparatuur voor kleine boeren na de oogst uitbreiden. Elk ontwerp is een nieuwe uitdaging.

In 2013 ontwikkelde CTI bijvoorbeeld apparatuur voor de verwerking van parelgierst in Senegal. De afzonderlijke dorsers, strippers, winnaars en maalmachines waren onhandig in gebruik. Met de steun van een industrieel ontwerper hield CTI focusgroepen met boeren om inzichten te krijgen in de gebruikers, met speciale aandacht voor de vrouwen die de primaire gebruikers van de apparatuur waren.

De graanstripper, -dorser en -winner werden samengevoegd tot één compacte eenheid die goedkoper was dan de drie afzonderlijke machines. Met extra feedback van de vrouwen werd het voor hen veel gemakkelijker om het apparaat te bedienen, zelfs met baby’s op hun rug. Het nieuwe apparaat ving 95% van het graan op zonder het te breken en werkte drie keer sneller dan handmatige methoden. Dat verlichtte niet alleen de arbeid; het maakte ook tijd vrij voor andere noodzakelijke activiteiten.

CTI is een samenwerking aangegaan met een Senegalees bedrijf om het apparaat lokaal te produceren. Dat bedrijf heeft geholpen het ontwerp verder te verbeteren, en de plaatselijke produktie heeft de prijs verlaagd en werkgelegenheid geschapen. CTI werkt nu in 150 dorpen in Senegal.

Het vierde onderdeel, de stand-alone grinder, bleek een geweldige manier voor vrouwengroepen om inkomsten te genereren. Maar Alexandra Spieldoch, uitvoerend directeur van het CTI, wees op een belangrijk voedings- en gezondheidsaspect. “Een organisatie in Malawi kocht een vermaler om pindakaas te maken waarmee HIV AIDS patiënten hun medicijnen konden ‘binnenhouden’,” vertelde ze. De patiënten kregen hun leven terug, en er werd een markt gecreëerd door het overschot aan verpakte pindakaas op de markt te verkopen. Met dat inkomen konden de vrouwen hun kinderen naar school sturen. Het CTI onderzoekt ook hoe boeren kunnen worden geholpen om schoolvoedingsprogramma’s te voorzien van voedzame gewassen zoals aardnoten (pinda’s).

Verbetering van de productie van aardnoten in Malawi
De productie van aardnoten is eentonig, moeilijk handwerk. Om de vrouwen in Malawi te helpen, dook het CTI in de lokale markt en ontdekte dat drie activiteiten de grootste problemen opleverden: de noten van de grond tillen, ze van de planten strippen en ze pellen. Dat leidde tot de ontwikkeling van drie nieuwe hulpmiddelen, één voor elk van die taken (figuur 2). De hulpmiddelen vergemakkelijkten het oogstproces aanzienlijk.

CTI’s op de mens gerichte ontwikkelingsaanpak levert op vele manieren waardevolle informatie op. Zoals het uit de grond trekken van noten, kwam tijdens het onderzoek en het testen nog iets anders aan het licht: vrouwen maakten de noten nat om het verwijderen van de dop te vergemakkelijken. Die aflatoxine-nachtmerrie is aanzienlijk verminderd door training om de noten eerder te oogsten en droge doppen te gebruiken.

CTI streeft ernaar om in 2025 een miljoen boeren te laten profiteren. Dat vereist multisectorale partnerschappen, financiering, infrastructuur, lokaal vertrouwen en capaciteitsopbouw. “Het moeilijkste deel,” zegt Spieldoch, “is de distributie.” Net als de PICS-zakken, moet CTI opschalen om de miljoenen kleine boeren in afgelegen gebieden te bereiken om de grootste impact te hebben. “We moeten creatieve manieren bedenken om hen te bereiken. Dat omvat een concurrerend prijspunt, lokale vertegenwoordiging, en de kwaliteit van onze hulpmiddelen is echt belangrijk,” legde ze uit.

Biofortificatie kweekt micronutriënten
Zelfs als er genoeg voedsel is, kan ondervoeding een probleem zijn. Het basisvoedsel kan onvoldoende hoeveelheden van bepaalde voedingsstoffen bevatten als gevolg van beperkte voedselvariëteit en andere factoren. Biofortificatie kan grootschalige tekorten aan vitaminen en mineralen bij specifieke bevolkingsgroepen aanpakken.

Het concept van biofortificatie ontstond in de jaren negentig, toen econoom Howarth (“Howdy”) Bouis buiten de zaad envelop begon te denken toen hij werkte bij het International Food Policy Research Institute (IFPRI). In plaats van voedselverrijking te gebruiken om de “verborgen honger” in de ontwikkelingslanden aan te pakken, waarom zouden we geen gewassen telen met vitaminen en mineralen die door de natuur zijn ingebouwd?

Plantveredelaars geloofden aanvankelijk niet in het idee. Het onderzoek zou veel geld kosten, de opbrengst zou lager kunnen uitvallen, en de boeren zouden zich waarschijnlijk niets aantrekken van de verbeterde voeding. Bouis liet zich niet afschrikken en had een veelbelovender gesprek met Ross Welch, een plantenfysioloog aan het Cornell Plant, Soil, and Nutrition Laboratory. Hij kwam te weten dat als mineralen in de zaailingen konden worden gekweekt, de opbrengst daadwerkelijk zou verbeteren door de verrijking van de bodem met mineralen, en de zaaipercentages zouden kunnen worden verlaagd. Boeren zouden deze landbouwkundige voordelen moeten omarmen, en consumenten zouden profiteren van betere voeding.

Het kostte jaren om fondsen te werven, maar in 2003 werd het HarvestPlus programma opgericht om biofortificatie te bestuderen en te implementeren, een term die in 2001 werd bedacht door Steve Beebe, een onderzoeker van het International Center for Tropical Agriculture (CIAT). HarvestPlus is een samenwerkingsverband tussen die organisatie en het International Food Policy Research Institute (IFPRI). IFPRI is een onderzoekscentrum van de Consultative Group on International Agricultural Research (CGIAR).

Biofortificatie kreeg onlangs extra erkenning toen Bouis, samen met drie wetenschappers van het International Potato Center (CIP, ook een CGIAR-onderzoekscentrum), de 2016 World Food Prize won voor hun baanbrekende werk in de strijd tegen micronutriëntentekort in de ontwikkelingslanden. Nu heeft HarvestPlus als doel om tegen 2030 een miljard mensen te bereiken met biofortified gewassen.

Well-Bred Nutrition
De meest kritieke voedingstekorten in ontwikkelingslanden zijn ijzer, zink en vitamine A. HarvestPlus richt zich dus op het verhogen van die voedingsstoffen in cassave, zoete aardappelen, maïs, parelgierst, bonen, tarwe en rijst. Hoe doen ze dat?

HarvestPlus maakt gebruik van conventionele veredelingsmethoden in plaats van transgene modificatie (GM) om de hoeveelheid micronutriënten in gewassen te verhogen. GM kan de gewenste eigenschappen veel sneller produceren in het lab, omdat het niet nodig is om meerdere gewascycli af te wachten die elk 6-9 maanden kunnen duren. Ook kunnen eigenschappen worden ingebouwd als ze van nature niet in het gewas voorkomen, zoals het geval is met gouden rijst.

Maar er zijn aanzienlijke hindernissen op het gebied van regelgeving en consumentenacceptatie voor GM van gewassen, vooral wanneer in veel landen wordt gewerkt. Dat kan de uitvoering flink vertragen, of zelfs op de rem trappen. Conventionele veredeling daarentegen kan wel tien jaar duren om het juiste zaad te krijgen, aldus Vidushi Sinha, senior communicatiespecialist bij HarvestPlus. De gewenste eigenschappen (zoals nutriëntengehaltes en hoge opbrengsten) moeten van nature in de doelplanten voorkomen, zodat ze door selectieve veredeling kunnen worden geoptimaliseerd. Meike Andersson, specialist gewasontwikkeling bij HarvestPlus, geeft een voorbeeld: “In Azië hebben de rijst- en tarwevariëteiten een te laag ijzergehalte voor conventionele veredeling, dus worden die producten veredeld op een hoger zinkgehalte.” Ondanks de langere veredelingstijd is de conventionele weg nog steeds de kortere weg naar de akkers: ontwikkelde zaden worden gewoon op de markt gebracht.

Om tot het ideale zaad te komen, moeten voedingsdeskundigen eerst streefniveaus van micronutriënten voor specifieke bevolkingsgroepen vaststellen door de biologische beschikbaarheid van opgenomen voedingsstoffen, opslag- en verwerkingsverliezen, gezondheidsvereisten, voedingsstatus voor elk land en elke leeftijdsgroep, en potentiële consumptieniveaus te analyseren. De gegevens verschaffen gewaswetenschappers een doel.

De nieuwe zaadlijnen met micronutriënten worden vervolgens getest in proefstations en op akkers van boeren. De planten worden geëvalueerd op opbrengst, resistentie tegen plagen en ziekten, klimaat- en bodemtolerantie, en plaatselijke agronomische beheerspraktijken zoals bemesting en irrigatie. De best presterende zaden worden vervolgens vermenigvuldigd.

The Last Mile: Distributie
Net als bij de PICS-zakken en de CTI-apparatuur is de distributie de reusachtige uitdaging. HarvestPlus werkt samen met overheden en tal van organisaties om toegang tot de boeren mogelijk te maken. In elk land moet een duurzame markt worden ontwikkeld.

Overheden krijgen een “mandje” met zaadopties om rekening te houden met de verschillende teeltomstandigheden in elk land en de regionale consumentenvoorkeuren. Andersson noemde het voorbeeld van “Rwanda kreeg 10 soorten bonen” om de risico’s van gewassen van één soort te minimaliseren en tegemoet te komen aan de lokale smaak. Buurlanden met vergelijkbare klimatologische omstandigheden worden vervolgens benaderd met dezelfde producten, zodat HarvestPlus gemakkelijk kan inspelen op nieuwe ontwikkelingen. Goed nieuws verspreidt zich snel naar landen waar HarvestPlus niet aanwezig is, maar wel graag aan de vraag voldoet.

Als wij het telen, komen ze dan?
Het zaad moet eerst door boeren worden geaccepteerd, en zij moeten een reden hebben om het te geloven. Als het de opbrengst verhoogt, de bodem ten goede komt, kosteneffectief is en bestand is tegen plagen, ziekten en het klimaat, is dat een krachtige stimulans. Vervolgens moet er een markt voor de gewassen zijn: consumenten moeten de gezonde tuinbouw willen. HarvestPlus geeft uitgebreide voorlichting aan zowel consumenten als boeren via proefvelddemonstraties, scholen, clinics, advertenties, evenementen en entertainment om de voordelen over te brengen en het uitproberen te stimuleren.

Weliswaar hebben zink- en ijzerverrijkte gewassen geen wezenlijke invloed op de sensorische kwaliteiten, maar HarvestPlus was onzeker over de acceptatie van oranjekleurige aardappelen, cassave en maïs. Andersson: “In veel delen van Afrika ten zuiden van de Sahara, waar normaal gesproken witte maïs wordt gegeten, heeft gele maïs, geleverd via Amerikaanse voedselhulp tijdens hongersnood, een negatieve associatie. In Zambia sloeg dat sentiment echter niet over op de oranje variëteit. Sterker nog, het had de voorkeur. Volgens Ekin Birol, hoofd impactonderzoek bij HarvestPlus, “wilde 97% van de Zambianen het volgende seizoen oranje maïs verbouwen, gemiddeld vier keer meer zaad.” Consumenten hielden van de felle kleur, zelfs als ze de voedingswaarde niet begrepen. Andersson voegde daaraan toe: “Moeders meldden dat de oranje aardappelen en maïs een goed speenvoedsel vormden, omdat kinderen de voorkeur gaven aan de zoete smaak.”

In Nigeria wordt gewoonlijk rode palmolie toegevoegd aan witte cassave-recepten, zodat de gele kleur geen probleem was en vaak een prijspremie opleverde. Soms is de acceptatie van nieuw voedsel gemakkelijker gedaan dan gezegd.

Itakes a Village to Help a Village
In sommige opzichten is productontwikkeling voor ontwikkelingslanden ongeveer hetzelfde als elders. Er is een multidisciplinair team nodig om het voor elkaar te krijgen. Producten moeten samen met gebruikers worden ontworpen en inzicht in plaatselijke gewoonten en markten is van cruciaal belang. In ontwikkelingslanden kan de leercurve steil zijn, en de implementatie moeilijk.

Toch kunnen de kleinste dingen en de eenvoudigste oplossingen een kettingreactie van voordelen opleveren, die doorwerken in gebieden als levensonderhoud en gezondheid. Spieldoch van het CTI vatte het als volgt samen: “Het is een voorbeeld van de meerlagige aanpak; de technologie is een katalysator voor deze verschillende effecten.” Mensen over de hele wereld in staat stellen goed te eten en een fatsoenlijk inkomen te verdienen is meer dan levensonderhoud; het is een wereldwijd beweeglijk festijn.