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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Título : Determinação de teores de NPK no solo por espectroscopia com diferentes formas de preparo da amostra
Otros títulos : Determination of NPK contents throgh spectroscopy techniques and soil sample preparation procedures
Autor : Coutinho, Marcos Antônio Neris, 1992-
Advisor: Amaral, Lucas Rios do, 1985-
Resumen : Resumo: A densidade amostral é um parâmetro que governa a capacidade de identificar a variabilidade espacial de propriedades de interesse no solo, essencial para a adoção de práticas de agricultura de precisão, como aplicação de fertilizantes em doses variadas. Sobre isso, novas ferramentas e metodologias para análise de solo com menor consumo de tempo e recursos têm sido idealizadas. O uso de sensores do solo e de métodos espectrométricos têm sido estudados e mostrado resultados promissores em diversos trabalhos, embora apresentando certa limitação na caracterização da fertilidade química dos solos. Desta forma, no presente trabalho foi avaliada a influência de 6 formas de preparo de amostras e 3 métodos espectrométricos para construção de modelos de predição para teores de nitrogênio (N) total e fósforo (P) e potássio (K) disponíveis no solo. Para isso, coletou-se solo em um único local, em uma mata nativa na região de Campinas-SP, o qual foi dividindo em 100 amostras, tratadas com 4 doses de N e 5 de P e K, em um esquema fatorial. Depois do período de reação de 35 dias, as amostras foram secas (45°C ou 105°C) e peneiradas (2, 0,71 ou 0,25 mm), totalizando 6 formas de preparo. Para a obtenção dos espectros foram utilizados três equipamentos: Vis-NIR (350-2500nm); MIR (400-4000cm-1) e LIBS (201,72-981,57nm). Foram criados modelos de regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLS) para os teores de N total, P e K para avaliar a influência do preparo das amostras e dos métodos espectrométricos utilizados. Em geral, o uso de peneira com malha de 0,25 mm e temperatura de secagem de 105°C propiciaram melhores resultados preditivos, na faixa visível e do infravermelho próximo (Vis-NIR) e do infravermelho médio (MIR) da radiação para P e K. Para o N os resultados tiveram muita flutuação e o melhor desempenho preditivo foi obtido com amostras secas a 105°C e peneiradas em malha de 2 mm. Os modelos Vis-NIR tiveram melhores resultados que os MIR. Não foram obtidos resultados viáveis com a espectroscopia LIBS devido à falta de correlação entre os espectros e os teores disponíveis de K no solo, enquanto para P e N não foram encontradas linhas de resposta viáveis, devido a limitações do detector utilizado no aparelho. De acordo com os resultados obtidos neste trabalho, a melhor temperatura de secagem e tamanho da malha de peneira para o tratamento das amostras são 105°C e 0,25 mm para construção de modelos de predição para P e K disponíveis no solo. Isso mostra que o padrão amplamente utilizado, com secagem a 45°C e uso de peneira com malha de 2 mm não é o que apresenta melhores resultados

Abstract: Sampling density rules the ability to identify the spatial variability of soil properties, essential for the adoption of precision farming practices, such as variable-rate fertilizers application. Thus, new tools and methodologies for soil analysis with less consumption of time and resources have been idealized. The use of soil sensors and spectrometric methods has been studied and shown promising results in several studies, although presenting a certain limitation in the characterization of soil chemical fertility. In this work, the influence of 6 sample preparation methods and 3 spectrometric methods were evaluated for the construction of prediction models for total nitrogen and phosphorus (P) and potassium (K) contents available in the soil. For this, soil was collected in a single site in a native vegetation area in Campinas, SP, which was divided into 100 samples, treated with 4 doses of N and 5 of P and K, in a factorial scheme. After the reaction period of 35 days, the samples were dried (45°C or 105°C) and sieved (2, 0,71 or 0,25 mm), totaling 6 preparation methods. To obtain the spectra were used three equipment: Vis-NIR (350-2500 nm); MIR (400-4000 cm-1) and LIBS (201.72-981.57 nm). Partial Least Squares (PLS) regression models were developed for total N, P and K contents to evaluate the influence of sample preparation and the spectrometric methods used. In general, the use of a sieve with a 0.25 mm mesh and a drying temperature of 105°C provided better predictive results in the visible and near infrared (Vis-NIR) and in the medium infrared (MIR) region of the spectra for P and K. For N the results had much fluctuation and the best predictive performance was obtained with samples dried at 105°C and sieved in 2 mm mesh. Vis-NIR models performed better than MIR¿s. No viable results were obtained with LIBS spectroscopy due to the lack of correlation between the spectra and the available levels of K in the soil, while for P and N no suitable response lines were found due to limitations of the detector used in the device. According to the results obtained in this work, the best soil sample preparation are drying temperature of 105°C and sieve mesh of 0,25 mm for the construction of prediction models for P and K available in the soil. This shows that the standard protocol widely used with drying at 45°C and use of 2 mm mesh sieve is not the one that gives better results
Palabras clave : LIBS
Fertilidade
Solos
Infravermelho próximo
ATR-FTIR espectroscopia
Language: Português
Editorial : [s.n.]
Fecha de publicación : 2018
Aparece en las colecciones: FEAGRI - Tese e Dissertação

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