基于微分方程的茄子细菌性萎蔫病传播动力学建模与防控策略研究

研究人员通过构建微分方程模型，探究茄子(Solanum melongena)细菌性萎蔫病(Bacterial Wilt)的传播机制。该研究分析了宿主-病原体互作关系，计算了营养生长(vegetative)和生殖生长(generative)阶段的传播阈值(R0)，发现关键敏感参数α、μ1和μ2。当R0<1时疾病消退，R0>1时扩散。MATLAB模拟验证了模型可靠性，为作物病害防控提供理论依据。

　　

这项研究创新性地采用微分方程构建了茄子细菌性萎蔫病(Bacterial Wilt of Brinjal)的传播动力学模型。通过量化健康植株(S)与染病植株(I)的种群动态，揭示了病原菌(Ralstonia solanacearum)的传播规律。研究团队运用下一代矩阵法(next-generation matrix)计算出关键流行病学指标——基本再生数(R₀)，在营养生长阶段该阈值与感染率(α)和死亡率(μ₁)显著相关，而生殖生长阶段则受α、μ₂、π和ρ₁共同调控。

模型分析发现两个生物学稳态：无病平衡点(infection-free equilibrium)和地方病平衡点(endemic equilibrium)。当R₀<1时系统自发趋向无病状态，R₀>1时病原菌持续传播。通过MATLAB进行的数值模拟生动展示了不同初始条件下病害发展轨迹，其中敏感性分析(sensitivity analysis)特别指出调控μ₁和μ₂死亡率参数对阻断传播链具有关键作用。这些发现为制定精准农业防控策略提供了量化理论支撑。