Forecasting national production improvement with the aid of a simulation model after the introduction of a seed potato production system in central Africa

Summary

Since 1980, new national potato programmes have been operating in the central African countries of Burundi, Rwanda and Zaire. Seed of improved cultivars is multiplied and distributed to farmers by their respective Rural Development Projects. From the results of numerous onfarm trials in Rwanda, we can estimate the performance of the improved seed. Using these estimates and those for the quantity of seed distributed and estimates for the rate of the spread of the seed, we can simulate the impact of a programme's seed production on national production. Extrapolation from present results are based on a model using estimates of rates of degeneration and of distribution of the seed. The model forecasts the national yield improvement that may be expected when a national potato programme has been established in a country in central Africa and how programme strategy, and seed degeneration and multiplication rates influence increases in national potato production.

Zusammenfassung

Seit 1980 laufen nationale kartoffelprogramme in der Nil-Grenzzone von Burundi, Rwanda und Zaire, wo, Uganda eingeschlossen, ungefähr 120 000 ha Kartoffeln pro Jahr angebaut werden. Abb. 1 zeigt die Organisation von Forschung und Technologietransfer beim ‘Rwandeseprogramm’ (PNAP). Schlüsselelemente in diesen Programmen sind Forschung auf Betrieben, eine gute Pflanzgutproduktion und ein gutes Verteilungssystem (Abb. 2) mit verbessertem Pflanzgut von Sorten, die gegen Krautfäule (Phytophthora infestans) und bakterielle Welke (Pseudomonas solanacearum) resistent sind.

Mit der Kenntnis, wieviel Pflanzgut ein nationales Programm produzieren kann (Abb. 3) und dem Ertragsanstieg, der bei den Betrieben von derartigem Pflanzgut erwartet wird (Tab. 1), können wir die Wirkung eines nationalen Programmes auf die Kartoffelerträge voraussagen. Es ist möglich, diese Wirkung durch Berücksichtigung einer Anzahl von Variablen und ihrer Interaktionen zu simulieren (Abb. 4). Die Rate des Abbaus (DR) und die Vermehrungsrate (MR) sind für Rwanda in der Simulation als Werte sowohl höher als auch niedriger als erwartet gesetzt. Die Simulation zeigt anhand ansteigender Anbauflächen mit verbessertem Pflanzgut, eines ansteigenden nationalen Produktionsniveaus pro Vegetationsperiode (Abb. 5) und eines akkumulierten Anstiegs für alle Vegetationszeiten, dass das Programm funktioniert (Abb. 6).

Als Kosten in Form von Tonnen an Kartoffeln zur Durchführung und Aufstellung eines nationalen Programmes ausgedrückt und nach Einsetzen der Kosten in eine Graphik (Abb. 5 und 6) erscheint es klar, dass diese Programme eine bemerkenswerte Auswirkung auf die nationale Kartoffelproduktion haben, und dass sie eine einträgliche Investierung für das Land bedeuten. Dies gilt sogar, wenn der Anstieg in sechs Vegetationsperioden auf Null herabfällt, und wenn die Multiplikationsrate bei verbessertem Pflanzgut als solches um 50% pro Vegetationszeit auf den Betrieben sinkt. Dennoch sind die Ertragsanstiege üblicherweise höher als 50%, der Abbau ist langsamer, und die Vermehrung als Saatgut ist in Zentralafrika für eine längere Zeitdauer möglich.

Die Vermehrungsrate hat den deutlichsten Einfluss auf den nationalen Produktionsanstieg. Die Vermehrungsrate wird durch viele Variablen beeinflusst (Abb. 4), vor allem durch die Entscheidung der Farmer, die Kartoffeln eher als Speiseware zur Erntezeit zu verkaufen als bis zur Keimung zu warten und dann als Pflanzgut zu verkaufen. Diese Massnahme beeinflusst den endgültigen nationalen Produktionsanstieg in negativer Weise. Die Situation würde durch Training und Beratungsarbeit sowie durch die Gründung von Saatgut-Produktionsgenossenschaften der Farmer verbessert werden.

Résumé

Depuis 1980, les programmes nationaux sur la pomme de terre ont été effectués au Burundi, au Rwanda et au Zaïre, dans la région de la Crête Zaïre-Nil, incluant l'Ouganda, où environ 120 000 ha sont cultivés en pomme de terre chaque année. La fig. 1 montre l'organisation des recherches et le transfert des technologies du programme rwandais (PNAP). Les éléments clés dans ces programmes sont la recherche en champs d'agriculteurs et le bon système de production et de distribution des semences (fig. 2) par une amélioration de celui-ci grâce à des variétés résistantes au mildiou (Phytophthora infestans) et au flétrissement bactérien (Pseudomonas solanacearum).

Par la connaissance de la quantité de plants que le programme national peut produire (fig. 3) et de l'augmentation de rendement excomptée à la ferme avec ces plants (tabl. 1), on peut prévoir l'impact du programme national sur les rendements en pomme de terre. Il est possible de simuler cet impact en considérant un certain nombre de variables et leur interaction (fig. 4). Le taux de dégénérescence (DR) et le taux de multiplication (MR) sont placés aux valeurs plus hautes et plus basses que celles attendus au Rwanda, pour la simulation. Cette dernière montre une augmentation des surfaces avec le plant amélioré, un accroissement du niveau national de la production par saison (fig. 5) et une augmentation cumulée pour toutes les saisons pendant lesquelles le programme est réalisé (fig. 6).

Quand on exprime les coûts d'exécution et de maintien d'un tel programme en tonnes de pommes de terre et quand on inscrit ces coûts sur les mêmes graphiques (fig. 5 et 6), on constate que les programmes ont un impact appréciable sur la production nationale de pomme de terre et qu'ils sont un investissement profitable pour la région. Ceci est vrai même quand cette augmentation est nulle durant six saisons et quand le taux de multiplication des semences améliorées diminue de 50% par saison, à la ferme. Toutefois, habituellement l'augmentation de rendement est supérieure à 50%, le niveau de dégénérescence faible et la multiplication des semences continue durant une longue période en Afrique centrale.

Le taux de multiplication a la plus notable influence sur l'accroissement de la production nationale. Celle-ci est influencée par de nombreuses variables (fig. 4), notamment par la décision du fermier de vendre pour la consommation au moment de la récolte au lieu d'attendre la germination pour commercialiser en plants. Cette décision influe la production nationale finale négativement. Cette situation pourrait être corrigée par la formation des producteurs, la vulgarisation et la création de coopératives de producteurs de plants.

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References

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Haverkort, A.J. Forecasting national production improvement with the aid of a simulation model after the introduction of a seed potato production system in central Africa. Potato Res 29, 119–130 (1986). https://doi.org/10.1007/BF02361986

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  • small-scale agriculture
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