Published May 19, 2021 | Version v1
Publication Open

The nutritional quality of cereals varies geospatially in Ethiopia and Malawi

Creators

  • 1. Addis Ababa University
  • 2. Lilongwe University of Agriculture and Natural Resources
  • 3. British Geological Survey
  • 4. University of Nottingham
  • 5. International Maize and Wheat Improvement Center
  • 6. Rothamsted Research
  • 7. London School of Hygiene & Tropical Medicine
  • 8. World Agroforestry Centre

Description

Abstract Micronutrient deficiencies (MNDs) remain widespread among people in sub-Saharan Africa 1–5 , where access to sufficient food from plant and animal sources that is rich in micronutrients (vitamins and minerals) is limited due to socioeconomic and geographical reasons 4–6 . Here we report the micronutrient composition (calcium, iron, selenium and zinc) of staple cereal grains for most of the cereal production areas in Ethiopia and Malawi. We show that there is geospatial variation in the composition of micronutrients that is nutritionally important at subnational scales. Soil and environmental covariates of grain micronutrient concentrations included soil pH, soil organic matter, temperature, rainfall and topography, which were specific to micronutrient and crop type. For rural households consuming locally sourced food—including many smallholder farming communities—the location of residence can be the largest influencing factor in determining the dietary intake of micronutrients from cereals. Positive relationships between the concentration of selenium in grain and biomarkers of selenium dietary status occur in both countries. Surveillance of MNDs on the basis of biomarkers of status and dietary intakes from national- and regional-scale food-composition data 1–7 could be improved using subnational data on the composition of grain micronutrients. Beyond dietary diversification, interventions to alleviate MNDs, such as food fortification 8,9 and biofortification to increase the micronutrient concentrations in crops 10,11 , should account for geographical effects that can be larger in magnitude than intervention outcomes.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

لا يزال نقص المغذيات الدقيقة (MNDs) منتشرًا على نطاق واسع بين الناس في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى 1–5 ، حيث يكون الوصول إلى الغذاء الكافي من المصادر النباتية والحيوانية الغنية بالمغذيات الدقيقة (الفيتامينات والمعادن) محدودًا لأسباب اجتماعية واقتصادية وجغرافية 4–6 . نبلغ هنا عن تركيبة المغذيات الدقيقة (الكالسيوم والحديد والسيلينيوم والزنك) للحبوب الغذائية الأساسية لمعظم مناطق إنتاج الحبوب في إثيوبيا وملاوي. نظهر أن هناك تباينًا جغرافيًا مكانيًا في تكوين المغذيات الدقيقة المهمة من الناحية التغذوية على المستويات دون الوطنية. وشملت المتغيرات المشتركة للتربة والبيئة لتركيزات المغذيات الدقيقة للحبوب درجة الحموضة في التربة، والمواد العضوية في التربة، ودرجة الحرارة، وهطول الأمطار، والتضاريس، والتي كانت خاصة بالمغذيات الدقيقة ونوع المحاصيل. بالنسبة للأسر الريفية التي تستهلك أغذية من مصادر محلية - بما في ذلك العديد من مجتمعات المزارعين أصحاب الحيازات الصغيرة - يمكن أن يكون موقع الإقامة أكبر عامل مؤثر في تحديد المدخول الغذائي من المغذيات الدقيقة من الحبوب. تحدث علاقات إيجابية بين تركيز السيلينيوم في الحبوب والمؤشرات الحيوية للحالة الغذائية للسيلينيوم في كلا البلدين. يمكن تحسين مراقبة الأمراض غير المعدية على أساس المؤشرات الحيوية للحالة والمدخول الغذائي من بيانات تكوين الأغذية على المستويين الوطني والإقليمي 1–7 باستخدام البيانات دون الوطنية حول تكوين المغذيات الدقيقة للحبوب. بالإضافة إلى التنويع الغذائي، يجب أن تأخذ التدخلات للتخفيف من الأمراض غير المعدية، مثل تدعيم الأغذية 8،9 والتدعيم البيولوجي لزيادة تركيزات المغذيات الدقيقة في المحاصيل 10،11 ، في الاعتبار التأثيرات الجغرافية التي يمكن أن تكون أكبر في الحجم من نتائج التدخل.

Translated Description (French)

Résumé Les carences en micronutriments (MND) restent répandues parmi les populations d'Afrique subsaharienne 1–5 , où l'accès à une nourriture suffisante provenant de sources végétales et animales et riche en micronutriments (vitamines et minéraux) est limité pour des raisons socio-économiques et géographiques 4–6 . Nous rapportons ici la composition en micronutriments (calcium, fer, sélénium et zinc) des céréales de base pour la plupart des zones de production céréalière en Éthiopie et au Malawi. Nous montrons qu'il existe une variation géospatiale dans la composition des micronutriments qui est importante sur le plan nutritionnel à l'échelle infranationale. Les covariables du sol et de l'environnement des concentrations de micronutriments céréaliers comprenaient le pH du sol, la matière organique du sol, la température, les précipitations et la topographie, qui étaient spécifiques aux micronutriments et au type de culture. Pour les ménages ruraux consommant des aliments d'origine locale, y compris de nombreuses communautés de petits exploitants agricoles, le lieu de résidence peut être le principal facteur influençant la détermination de l'apport alimentaire en micronutriments provenant des céréales. Des relations positives entre la concentration de sélénium dans les céréales et les biomarqueurs de l'état alimentaire du sélénium se produisent dans les deux pays. La surveillance des MDN sur la base des biomarqueurs du statut et des apports alimentaires à partir des données de composition des aliments à l'échelle nationale et régionale 1–7 pourrait être améliorée à l'aide de données infranationales sur la composition des micronutriments céréaliers. Au-delà de la diversification alimentaire, les interventions visant à atténuer les MND, telles que l'enrichissement des aliments 8,9 et la biofortification pour augmenter les concentrations de micronutriments dans les cultures 10,11 , devraient tenir compte des effets géographiques qui peuvent être plus importants que les résultats de l'intervention.

Translated Description (Spanish)

Resumen Las deficiencias de micronutrientes (MND) siguen siendo generalizadas entre las personas en el África subsahariana 1–5 , donde el acceso a alimentos suficientes de fuentes vegetales y animales ricos en micronutrientes (vitaminas y minerales) es limitado debido a razones socioeconómicas y geográficas 4–6 . Aquí informamos la composición de micronutrientes (calcio, hierro, selenio y zinc) de los granos de cereales básicos para la mayoría de las áreas de producción de cereales en Etiopía y Malawi. Mostramos que existe una variación geoespacial en la composición de los micronutrientes que es nutricionalmente importante a escala subnacional. Las covariables del suelo y ambientales de las concentraciones de micronutrientes del grano incluyeron el pH del suelo, la materia orgánica del suelo, la temperatura, las precipitaciones y la topografía, que eran específicas para el micronutriente y el tipo de cultivo. Para los hogares rurales que consumen alimentos de origen local, incluidas muchas comunidades de pequeños agricultores, la ubicación de la residencia puede ser el mayor factor de influencia para determinar la ingesta dietética de micronutrientes de los cereales. Las relaciones positivas entre la concentración de selenio en el grano y los biomarcadores del estado dietético del selenio se producen en ambos países. La vigilancia de los MND sobre la base de biomarcadores de estado e ingestas dietéticas a partir de los datos de composición de alimentos a escala nacional y regional 1–7 podría mejorarse utilizando datos subnacionales sobre la composición de los micronutrientes de grano. Más allá de la diversificación dietética, las intervenciones para aliviar los MND, como la fortificación de alimentos 8,9 y la biofortificación para aumentar las concentraciones de micronutrientes en los cultivos 10,11 , deben tener en cuenta los efectos geográficos que pueden ser de mayor magnitud que los resultados de la intervención.

Files

s41586-021-03559-3.pdf.pdf

Files (30.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:825a836d6b630777341216dcaa9e448b
30.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تختلف الجودة الغذائية للحبوب حسب الجغرافيا المكانية في إثيوبيا وملاوي
Translated title (French)
La qualité nutritionnelle des céréales varie géospatialement en Éthiopie et au Malawi
Translated title (Spanish)
La calidad nutricional de los cereales varía geoespacialmente en Etiopía y Malawi

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3160699921
DOI
10.1038/s41586-021-03559-3

Is supplement to
https://openalex.org/W4387261932 (Other)
https://openalex.org/W3206494282 (Other)
https://openalex.org/W3045759332 (Other)
https://openalex.org/W2962668307 (Other)
https://openalex.org/W2771924799 (Other)
https://openalex.org/W2255316477 (Other)
https://openalex.org/W2231931418 (Other)
https://openalex.org/W2067346419 (Other)
https://openalex.org/W2032745578 (Other)
https://openalex.org/W1543002471 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malawi

References

  • https://openalex.org/W137922527
  • https://openalex.org/W1905902179
  • https://openalex.org/W1946748796
  • https://openalex.org/W1963928605
  • https://openalex.org/W1986749561
  • https://openalex.org/W2007811186
  • https://openalex.org/W2021002667
  • https://openalex.org/W2024753568
  • https://openalex.org/W2030410256
  • https://openalex.org/W2044561565
  • https://openalex.org/W2048832064
  • https://openalex.org/W2074769261
  • https://openalex.org/W2089530468
  • https://openalex.org/W2104193490
  • https://openalex.org/W2109168756
  • https://openalex.org/W2117306895
  • https://openalex.org/W2122027802
  • https://openalex.org/W2122988492
  • https://openalex.org/W2130829682
  • https://openalex.org/W2140731247
  • https://openalex.org/W2158305865
  • https://openalex.org/W2162731200
  • https://openalex.org/W2201923681
  • https://openalex.org/W2253622127
  • https://openalex.org/W2586627114
  • https://openalex.org/W2591223599
  • https://openalex.org/W2594402362
  • https://openalex.org/W2606715781
  • https://openalex.org/W2620109964
  • https://openalex.org/W2782641957
  • https://openalex.org/W2793725330
  • https://openalex.org/W2794649823
  • https://openalex.org/W2809429566
  • https://openalex.org/W2810817916
  • https://openalex.org/W2885965413
  • https://openalex.org/W2886654852
  • https://openalex.org/W2889161293
  • https://openalex.org/W2893666967
  • https://openalex.org/W2900650870
  • https://openalex.org/W2903609050
  • https://openalex.org/W2940521977
  • https://openalex.org/W2941867980
  • https://openalex.org/W2950304121
  • https://openalex.org/W2967136665
  • https://openalex.org/W2988149183
  • https://openalex.org/W29952525
  • https://openalex.org/W3014239378
  • https://openalex.org/W3025175171
  • https://openalex.org/W3032866824
  • https://openalex.org/W3088348210
  • https://openalex.org/W3101046454
  • https://openalex.org/W3102487977
  • https://openalex.org/W3104895181
  • https://openalex.org/W4211062186
  • https://openalex.org/W4229562638
  • https://openalex.org/W4242984649
  • https://openalex.org/W4293244076
  • https://openalex.org/W802717832