The economic dimension of agricultural biotechnology: Global experiences and policy recommendations

Abstract

This study reviews 147 empirical studies published between 2000 and 2024 using the PRISMA 2020 systematic review method in order to evaluate the economic impacts of agricultural biotechnology. The research analyzes the effects of genetically modified (GM) crops on yield, input use, production costs, farmer income, and profitability. The review particularly focuses on crops such as soybean, maize, cotton, and canola, as well as on crops possessing insect resistance (IR) and herbicide tolerance (HT) traits.Within the scope of insect resistance, a substantial proportion of the studies examined genetically modified crops developed using Bacillus thuringiensis (Bt) genes.The findings indicate that agricultural biotechnology generally has positive effects on farm economics. Most studies show that GM crops increase yields, reduce pesticide use, lower production costs, and improve farmers’ incomes. Economic benefits are found to be especially more significant in developing countries. The general tendency in the reviewed literature is that the most pronounced economic benefits occur in Bt cotton, while herbicide-tolerant crops offer cost advantages through labor savings and improved weed control. The study also demonstrates that economic impacts vary according to crop type, agro-ecological conditions, and regulatory frameworks. It emphasizes the importance of resistance management, crop rotation, and integrated pest management strategies for long-term sustainability. From a policy perspective, the study highlights the critical role of science-based regulations, access mechanisms for small-scale producers, and publicly funded R&D investments. In conclusion, the study suggests that agricultural biotechnology, when supported by appropriate policies, can make significant contributions to productivity, rural development, and food security.

Keywords

• Agricultural biotechnology
• genetically modified organisms (GMOs)
• farmer income
• agricultural economics
• sustainable agriculture

Tarımsal biyoteknolojinin ekonomik boyutu: Küresel deneyimler ve politika önerileri

Abstract

Bu çalışma, tarımsal biyoteknolojinin ekonomik etkilerini değerlendirmek amacıyla 2000–2024 yılları arasında yayımlanan 147 ampirik araştırmayı PRISMA 2020 sistematik derleme yöntemiyle incelemektedir. Araştırmada genetiği değiştirilmiş (GDO) ürünlerin verim, girdi kullanımı, üretim maliyetleri, çiftçi geliri ve kârlılık üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. İnceleme özellikle soya, mısır, pamuk ve kanola gibi ürünler ile böcek dirençli (IR) ve herbisit toleransı (HT) özelliklerine sahip ürünlere odaklanmaktadır. Böcek direnci kapsamında incelenen çalışmaların önemli bir bölümünde Bacillus thuringiensis (Bt) genlerle geliştirilen ürünler incelemeye alınmıştır. Bulgular, tarımsal biyoteknolojinin genel olarak çiftçi ekonomisi üzerinde olumlu etkiler yarattığını göstermektedir. Çalışmaların çoğu, GDO’lu ürünlerin verimi artırdığını, pestisit kullanımını azalttığını, üretim maliyetlerini düşürdüğünü ve çiftçi gelirlerini yükselttiğini ortaya koymaktadır. Ekonomik faydaların özellikle gelişmekte olan ülkelerde daha belirgin olduğu belirlenmiştir. Literatürün genel eğilimi, ürün bazında en belirgin ekonomik faydanın Bt pamukta ortaya çıktığı yönündeyken, herbisit toleranslı ürünlerde işgücü tasarrufu ve yabancı ot kontrolüne bağlı maliyet avantajları öne çıkmaktadır. Çalışma ayrıca ekonomik etkilerin ürün türü, agro-ekolojik koşullar ve düzenleyici yapılar doğrultusunda farklılaştığını göstermektedir. Uzun dönemli sürdürülebilirlik için direnç yönetimi, ürün rotasyonu ve entegre zararlı yönetimi stratejilerinin önemi vurgulanmaktadır. Politika açısından bilim temelli düzenlemeler, küçük üreticilere erişim mekanizmaları ve kamu destekli Ar-Ge yatırımlarının kritik olduğu belirtilmektedir. Sonuç olarak tarımsal biyoteknolojinin, uygun politikalarla desteklendiğinde üretkenlik, kırsal kalkınma ve gıda güvenliğine önemli katkılar sağlayabileceği ifade edilmektedir.

Keywords

• Tarımsal biyoteknoloji
• genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO)
• çiftçi geliri
• tarım ekonomisi
• sürdürülebilir tarım

References

1. Areal, F. J., Riesgo, L., & Rodríguez-Cerezo, E. (2013). Economic and agronomic impact of commercialized GM crops: A meta-analysis. The Journal of Agricultural Science, 151(1), 7–33. https://doi.org/10.1017/S0021859612000111
2. Arısoy, H., & Avcı, Y. (2020). Türkiye’nin biyoekonomi politikalarının tarımsal açıdan değerlendirilmesi. Journal of the Institute of Science and Technology, 10(4), 2999-3009. https://doi.org/10.21597/jist.724522
3. Barrows, G., Sexton, S., & Zilberman, D. (2014). Agricultural biotechnology: The promise and prospects of genetically modified crops. Journal of Economic Perspectives, 28(1), 99–120. https://doi.org/10.1257/jep.28.1.99
4. Brookes, G. (2019). Twenty-one years of using insect resistant (GM) maize in Spain and Portugal: farm-level economic and environmental contributions. GM Crops & Food, 10(2), 90–101. https://doi.org/10.1080/21645698.2019.1614393
5. Brookes, G. (2022). Farm income and production impacts from the use of genetically modified (GM) crop technology 1996–2020. GM Crops & Food, 13(1), 171–195. https://doi.org/10.1080/21645698.2022.2105626
6. Brookes, G., & Barfoot, P. (2020). Environmental impacts of genetically modified (GM) crop use 1996–2018: Impacts on pesticide use and carbon emissions. GM Crops & Food, 11(4), 215–241. https://doi.org/10.1080/21645698.2020.1773198
7. Finger, R., El Benni, N., Kaphengst, T., Evans, C., Herbert, S., Lehmann, B., Morse, S., & Stupak, N. (2011). A meta-analysis on farm-level costs and benefits of GM crops. Sustainability, 3(5), 743–762. https://doi.org/10.3390/su3050743
8. Hansen, C. W., & Wingender, A. M. (2023). National and global impacts of genetically modified crops. American Economic Review: Insights, 5(2), 224–240. https://doi.org/10.1257/aeri.20220144

9. Higgins, J. P. T., Thomas, J., Chandler, J., Cumpston, M., Li, T., Page, M. J., & Welch, V. A. (Eds.). (2019). Cochrane handbook for systematic reviews of interventions (2nd ed.). Wiley. https://doi.org/10.1002/9781119536604
10. Kathage, J., & Qaim, M. (2012). Economic impacts and impact dynamics of Bt (Bacillus thuringiensis) cotton in India. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(29), 11652–11656. https://doi.org/10.1073/pnas.1203647109
11. Klümper, W., & Qaim, M. (2014). A meta-analysis of the impacts of genetically modified crops. PLOS ONE, 9(11), e111629. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0111629
12. Olhan, E. (2010). Modern biyoteknolojinin tarımda kullanımının politik ve ekonomik yönden değerlendirilmesi. İçinde D. Aslan & M. Şengelen (Ed.), Farklı boyutlarıyla genetiği değiştirilmiş organizmalar (ss. 9–14). Ankara Tabip Odası.
13. Page, M. J., McKenzie, J. E., Bossuyt, P. M., Boutron, I., Hoffmann, T. C., Mulrow, C. D., Shamseer, L., Tetzlaff, J. M., Akl, E. A., Brennan, S. E., Chou, R., Glanville, J., Grimshaw, J. M., Hróbjartsson, A., Lalu, M. M., Li, T., Loder, E. W., Mayo-Wilson, E., McDonald, S., ... Moher, D. (2021). The PRISMA 2020 statement: An updated guideline for reporting systematic reviews. BMJ, 372, Article n71. https://doi.org/10.1136/bmj.n71
14. Pray, C. E., Huang, J., Hu, R., & Rozelle, S. (2002). Five years of Bt cotton in China—The benefits continue. The Plant Journal, 31(4), 423–430. https://doi.org/10.1046/j.1365-313X.2002.01401.x
15. Qaim, M. (2009). The economics of genetically modified crops. Annual Review of Resource Economics, 1(1), 665–694. https://doi.org/10.1146/annurev.resource.050708.144203
16. Qaim, M. (2020). Socioeconomic impacts of genetically modified crops can be pro-poor. In W. Arber, J. von Braun, & M. Sánchez Sorondo (Eds.), Science and sustainability: Impacts of scientific knowledge and technology on human society and its environment (pp. 373–378). Libreria Editrice Vaticana. https://doi.org/10.65398/CPYT8394
17. Qiao, F. (2015). Fifteen years of Bt cotton in China: The economic impact and its dynamics. World Development, 70, 177–185. https://doi.org/10.1016/j.worlddev.2015.01.011
18. Shankar, B., & Thirtle, C. (2005). Pesticide productivity and transgenic cotton technology: The South African smallholder case. Journal of Agricultural Economics, 56(1), 97–116. https://doi.org/10.1111/j.1477-9552.2005.tb00124.x
19. Smyth, S. J., Gusta, M., Belcher, K., Phillips, P. W. B., & Castle, D. (2011). Changes in herbicide use after adoption of HR canola in Western Canada. Weed Technology, 25(3), 492–500. https://doi.org/10.1614/WT-D-10-00164.1
20. Subramanian, A. (2023). Sustainable Agriculture and GM Crops: The case of BT Cotton Impact in Ballari District of India. Frontiers in Plant Science, 14, 1102395. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1102395
21. United Nations. (2019). World population prospects 2019. Department of Economic and Social Affairs. https://population.un.org/wpp/Publications/Files/WPP2019_Highlights.pdf
22. Ünal, A. (2020). Endüstriyel biyoteknoloji uygulamaları ve biyoekonomi. İçinde K. Hürkan (Ed.), Tarımsal ve endüstriyel biyoteknoloji uygulamaları: Biyoekonomi (ss. 121–140). İKSAD Yayınevi.