Снижение заболеваемости черной гнилью стручков у растений какао: анализ оптимального управления и экономической эффективности
Mitigating Black Pod Disease in Cocoa Plants: An Optimal Control and Cost‐Effectiveness Analysis
Bernard Asamoah Afful
Аннотация (перевод)
АННОТАЦИЯ Черная гниль стручков (BPD), вызываемая видами Phytophthora, продолжает представлять серьезную угрозу для производства какао, особенно в тропических регионах, где выращивание какао является основным видом экономической деятельности. В данном исследовании разрабатывается детерминированная компартментная модель для понимания динамики передачи BPD и оценки влияния различных стратегий контроля. Модель включает ключевые компартменты, представляющие восприимчивые, инфицированные, удаленные и обработанные стручки какао, и учитывает агротехнические приемы, химическую обработку и фитопрочистку (rouging) как зависящие от времени переменные управления. Мы анализируем базовое репродуктивное число и свободное от болезни равновесие, а также применяем принцип максимума Понтрягина для вывода необходимых условий оптимального управления. Проведено численное моделирование для оценки эффективности различных комбинаций стратегий контроля. Наши результаты показывают, что сочетание агротехнических приемов и фитопрочистки обеспечивает наиболее экономически эффективное снижение бремени болезни. Исследование дает ценную информацию о сроках и интенсивности вмешательств, необходимых для эффективного контроля BPD.
Оригинальная аннотация
ABSTRACT Black pod disease (BPD), caused by Phytophthora species, continues to pose a significant threat to cocoa production, particularly in tropical regions where cocoa farming is a major economic activity. This study develops a deterministic compartmental model to understand the transmission dynamics of BPD and evaluate the impact of multiple control strategies. The model incorporates key compartments representing susceptible, infected, removed, and treated cocoa pods, and accounts for cultural practices, chemical treatment, and rouging as time‐dependent control variables. We analyze the basic reproduction number and disease‐free equilibrium, and apply Pontryagin's Maximum Principle to derive necessary conditions for optimal control. Numerical simulations are conducted to evaluate the effectiveness of various combinations of control strategies. Our results show that combining cultural practices and rouging yields the most cost‐effective reduction in disease burden. The study offers valuable insights into the timing and intensity of interventions necessary to manage BPD effectively.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/8c446054-97d8-493f-98b1-0a4e5c9b3b28
DOI: 10.1111/nrm.70035