หนึ่งในการตัดสินใจที่ยากที่สุดที่รัฐบาลต้องทำคือจะสนับสนุนใครด้วยเงินทุนสาธารณะที่มีอยู่อย่างจำกัด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ประเทศที่ใหญ่ที่สุดในแอฟริกาตอนใต้ของทะเลทรายซาฮาราได้ใช้จ่ายระหว่าง14% ถึง 26%ของค่าใช้จ่ายสาธารณะต่อปีทั้งหมดในด้านการเกษตร สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นถึงความจริงที่ว่ารัฐบาลให้ความสำคัญกับการเข้าถึงปุ๋ยสำหรับเกษตรกรรายย่อยในชนบท วัตถุประสงค์ของโปรแกรมคือเพื่อสนับสนุนเกษตรกรรายย่อยเพื่อให้พวกเขาสามารถจัดหาความต้องการอาหารที่เพิ่มขึ้นของทวีปได้
อย่างไรก็ตาม งบประมาณของรัฐบาลมีจำกัดและราคาปุ๋ยก็เพิ่มสูงขึ้น
ในบทความที่ตีพิมพ์ เมื่อเร็วๆ นี้ ฉันได้เริ่มตอบคำถามนี้กับเพื่อนร่วมงานสองคนของฉัน Ellen McCullough จาก University of Georgia และ Julianne Quinn จาก University of Virginia
เราได้ออกแบบเครื่องมือที่สามารถสนับสนุนการตัดสินใจเกี่ยวกับการใช้ปุ๋ยในอนุภูมิภาคทะเลทรายซาฮารา เราทำสิ่งนี้โดยเน้นที่อัตราผลตอบแทนภายในของเกษตรกรจากการใช้ปุ๋ย แนวคิดเกี่ยวกับผลตอบแทนของเกษตรกรนั้นซับซ้อนเนื่องจากการปลูกพืชนั้นมีความไม่แน่นอนโดยเนื้อแท้ เกษตรกรต้องปลูกเมล็ดพันธุ์และใช้ปุ๋ยก่อนที่จะรู้ว่าสภาพอากาศจะดีเพียงใดหรือจะได้ราคาเท่าไรสำหรับการเก็บเกี่ยว
โมเดลของเรารองรับความซับซ้อนเหล่านี้โดยการใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องกับข้อมูลการทดลองปลูกข้าวโพด สภาพอากาศ และดิน
ความหวังของเราคือเครื่องมือสนับสนุนที่เราออกแบบไว้ช่วยให้รัฐบาลตอบคำถามยากๆ เช่น ใครควรกำหนดเป้าหมาย และอย่างไร เมื่อทรัพยากรงบประมาณมีจำกัด
เราเชื่อว่านโยบายที่กำหนดเป้าหมายได้ดีขึ้นสามารถปรับปรุงความมั่นคงด้านอาหารทั่วทั้งทวีปได้
ในการสร้างแบบจำลองการตอบสนองของผลผลิตต่อปุ๋ย เราได้รวบรวมข้อมูลการทดลองข้าวโพดหลายชุดซึ่งครอบคลุม 17 ประเทศในช่วง 13 ปีและเขตเกษตรนิเวศ 8 เขต
เราจับคู่การสังเกตการทดลองทั้งหมด 21,000 ครั้งกับสภาพการเจริญเติบโตที่สอดคล้องกัน เช่น อุณหภูมิและปริมาณน้ำฝนในเดือนหลังการปลูก เรายังจับคู่พวกมันกับชุดข้อมูลเชิงพื้นที่เชิงต่อไป
เราสร้างแบบจำลองการตอบสนองต่อผลผลิตต่อลักษณะภูมิอากาศ
และไซต์เหล่านี้ เราใช้แบบจำลองนี้เพื่อจำลองผลตอบแทนจากการลงทุนในปุ๋ยในภูมิภาคที่ปลูกข้าวโพดในอนุภูมิภาคทะเลทรายซาฮาราของแอฟริกา
เราพบว่าโดยเฉลี่ยแล้ว การใช้ปุ๋ยทำให้ผลผลิตข้าวโพดเพิ่มขึ้น 1,800 กก./ไร่ แต่การตอบสนองนั้นแตกต่างกันมากในแต่ละปีและภายในและระหว่างสถานที่
ด้วยการตอบสนองผลตอบแทนเหล่านี้ เราได้จำลองความสามารถในการทำกำไรของเกษตรกรในระดับพื้นที่ทั่วทั้งภูมิภาคย่อยของทะเลทรายซาฮารา แบบจำลองจำลองตัวแปรสภาพอากาศที่มีอิทธิพลต่อการตอบสนองต่อผลผลิตข้าวโพดต่อปุ๋ย และปุ๋ยและราคาข้าวโพดที่มีอิทธิพลต่อการทำกำไร
สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถประเมินได้ว่าการลงทุนในปุ๋ยจะส่งผลต่อผลตอบแทนในปีจำลองในพื้นที่ปลูกข้าวโพดในอนุภูมิภาคทะเลทรายซาฮาราอย่างไร
เครื่องมือสนับสนุนการตัดสินใจเพื่อช่วยผู้กำหนดนโยบาย
บ่อยครั้ง การตัดสินใจระดับสูงเกี่ยวกับการอุดหนุนปุ๋ยจะทำโดยพิจารณาจากกำไรเฉลี่ย กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากการลงทุนให้ผลตอบแทนจำนวนหนึ่งในช่วงหลายปี ถือว่าเป็นการลงทุนที่ยอมรับได้
แต่เราเสนอว่าผู้มีอำนาจตัดสินใจมีมุมมองที่แตกต่างออกไป
เราได้พิจารณาแล้วว่าภูมิภาคใดที่ “ทำกำไรได้อย่างแข็งแกร่ง” เรากำหนดให้สิ่งเหล่านี้เป็นพื้นที่ที่ได้รับผลตอบแทนอย่างน้อย 30% จากการลงทุนในอย่างน้อย 70% ของปี (ผู้มีอำนาจตัดสินใจสามารถแทรกเกณฑ์ต่างๆ ลงในแบบจำลองได้หากต้องการ)
พื้นที่เหล่านี้น่าจะเป็นพื้นที่ที่การส่งเสริมปุ๋ยแก่เกษตรกรรายย่อยเหมาะสมที่สุด
เราเปรียบเทียบภูมิภาคเหล่านี้กับภูมิภาคที่กำหนดให้ทำกำไรตามคำจำกัดความ “ไร้เดียงสา” เฉลี่ย 30% ตลอดทุกปี คำนิยามนี้มักใช้ในวรรณกรรมและมักเป็นพื้นฐานของคำแนะนำปุ๋ยแบบครอบคลุม แต่ไม่สนใจว่าเกษตรกรอาจเผชิญกับผลตอบแทนต่ำกว่าเกณฑ์บ่อยเพียงใด ดังนั้นจึงไม่เต็มใจที่จะรับความเสี่ยงจากการลงทุน
ในประมาณ 25% ของสถานที่ตั้งในแถบย่อยของทะเลทรายซาฮาราของแอฟริกา เกณฑ์ “ความสามารถในการทำกำไรที่แข็งแกร่ง” ของเราให้การประเมินความสามารถในการทำกำไรที่แตกต่างจากแนวทางธุรกิจตามปกติโดยเน้นที่ผลตอบแทนเฉลี่ย
แต่ราคาปุ๋ยที่สูงขึ้นล่ะ?
เราวิเคราะห์ความไวโดยการเปลี่ยนตัวแปรแต่ละตัวในรูปแบบผลตอบแทนและความสามารถในการทำกำไร ตัวอย่างเช่น เราปรับข้อมูลบางอย่าง เช่น ราคาปุ๋ย ค่า pH ของดิน และปริมาณน้ำฝน
จุดประสงค์ของแบบฝึกหัดเช่นนี้คือเพื่อทำความเข้าใจว่าปัจจัยใดส่งผลต่อความสามารถในการทำกำไรมากที่สุด หากการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำฝนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการทำกำไรที่ไซต์ใดไซต์หนึ่ง การลงทุนในระบบชลประทานอาจเป็นนโยบายที่ดีที่สุดสำหรับสถานที่นั้น
หากลักษณะของดินมีข้อจำกัดมากที่สุด การลงทุนในด้านความสมบูรณ์ของดินอาจเป็นวิธีการที่ได้ผลดีที่สุด
ในพื้นที่ที่อัตราส่วนราคาพืชผลต่อปุ๋ยเป็นปัจจัยควบคุมความสามารถในการทำกำไรมากที่สุด การอุดหนุนปุ๋ยอาจเป็นนโยบายที่มีประโยชน์มากที่สุด
