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The Dynamics of Pest Resistance Management: The Case of Refuge Fields for Bt Crops

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Canadian Journal of Agricultural Economics/Revue canadienne d agroeconomie

Published online on

Abstract

We examine the optimal time‐variant refuge policy to manage pest resistance to Bacillus thuringiensis (Bt) crops in a finite, discrete‐time horizon model. We identify analytically the intertemporal effects of refuge fields on the pest population and its susceptibility. The shape of the optimal refuge policy and whether or not pest susceptibility should be exhausted completely at the end of the time horizon depend crucially on the values of a cost premium of Bt seeds and the fitness cost of resistance (over mortality of resistant pests) and are addressed via numerical simulations. We demonstrate the importance of modeling the dynamics of the biological system accurately, of defining a diploid (and not haploid) biological model, and of using a discrete‐time (rather than continuous‐time) framework. Nous analysons la politique optimale d'un refuge variable dans le temps afin de gérer la résistance d'insectes nuisibles face aux semences Bt dans le cadre d'un modèle à horizon fini et en temps discret. Nous identifions de manière analytique les effets intertemporels des zones de refuge sur la population d'insectes et leur susceptibilité aux semences Bt. La forme de la politique optimale de zone de refuge ainsi que l'extraction complète de la susceptibilité des insectes nuisibles en horizon fini – si elle a lieu – dépendent de manière cruciale des valeurs du surcoût des semences Bt et du coût de “fitness” (mortalité des insectes résistants), ce qui est analysé via des simulations numériques. Nous montrons l'importance de modéliser la dynamique du système biologique de manière exacte, de définir un modèle biologique diplo ide (et non haplo ide) et d'utiliser un cadre d'analyse en temps discret (au lieu de continu).