dc.contributor.author | Silva, Kleydson Stênio Gaioso da | |
dc.date.accessioned | 2023-05-25T13:24:02Z | |
dc.date.available | 2023-05-25T13:24:02Z | |
dc.date.issued | 2023-05-19 | |
dc.identifier.citation | SILVA, Kleydson Stênio Gaioso da. Desenvolvimento de software e modelos para análise de nutrientes em material vegetal utilizando espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS). 2023. Tese (Doutorado em Biotecnologia) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18072. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18072 | |
dc.description.abstract | With the increasing population and demand for food, increasing crop productivity without expanding agricultural land is a crucial challenge. Soil chemical analysis and foliar diagnosis are important tools to ensure healthy plant development, assisting in the decision-making process for the appropriate and sustainable application of inputs, especially fertilizers, amendments, and pesticides. In this context, the LIBS technique stands out for allowing quick and multi-elemental analysis with minimal or no sample preparation. LIBS also has a wide range of configurations, with the most common being single-pulse (SP-LIBS) and double-pulse (DP-LIBS) configurations. However, analyzing data generated by LIBS is complex, requiring automation. This work presents the development of a software called LIBSsa, which automates the analysis of LIBS data to develop quantification models of macro and micronutrients in sugarcane, coffee, and soybean leaves. The software was created in Python, a widely used language in both scientific and corporate environments, mainly for being open-source and offering a wide range of scientific tools. In addition, protocols for foliar analysis with LIBS were proposed, using two sets of samples: Set 1, measured in a DP-LIBS system, and Set 2, measured in an SP-LIBS system. Promising results were obtained, where for Set 1 samples, quantification models were obtained for Ca, Mg, Mn, and P, with calibration and validation correlations above 83%, while for Set 2 samples, quantification models were obtained for Al, Cu, Fe, K, and Zn, with calibration and validation correlations above 70%. All results were obtained using LIBSsa, which proved to be intuitive and computationally efficient, in addition to having open-source code, offering a promising path for quick and accurate nutrient analysis in plants using LIBS. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | LIBS | por |
dc.subject | Folhas | por |
dc.subject | Espectroscopia | por |
dc.subject | Agricultura | por |
dc.subject | Software | eng |
dc.subject | Leaves | eng |
dc.subject | Spectroscopy | eng |
dc.subject | Agriculture | eng |
dc.title | Desenvolvimento de software e modelos para análise de nutrientes em material vegetal utilizando espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) | por |
dc.title.alternative | Development of software and models for analysis of nutrients in plant material using laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Milori, Débora Marcondes Bastos Pereira | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7400112076142555 | por |
dc.description.resumo | Com o aumento da população e da demanda por alimentos, aumentar a produtividade das lavouras sem expandir a fronteira agrícola é um desafio crucial. A análise química do solo e o diagnóstico foliar são ferramentas importantes para garantir o desenvolvimento saudável das plantas, auxiliando na tomada de decisão para aplicação adequada e sustentável de insumos; principalmente fertilizantes, corretivos e defensivos agrícolas. Nesse contexto, a técnica LIBS se destaca por permitir análises rápidas e multi-elementares com mínimo ou nenhum preparo de amostra. O LIBS também possui ampla gama de configurações, sendo as mais comuns as conformações com pulso único (SP-LIBS) e duplo pulso (DP-LIBS). Porém, a análise de dados gerados pelo LIBS é complexa, exigindo automação. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um software chamado LIBSsa, que automatiza a análise de dados do LIBS para desenvolver modelos de quantificação de macro e micronutrientes em folhas de cana-de-açúcar, café e soja. O software foi criado em Python, uma linguagem amplamente difundida tanto em meio científico quanto corporativo, principalmente por ser um software livre, contando ainda com uma ampla gama de ferramentas científicas. Além disso, foram propostos protocolos para análise foliar com LIBS, utilizando, para isso, dois conjuntos de amostras: o Conjunto 1, aferido em um sistema DP-LIBS, e o Conjunto 2, aferido em um sistema SP-LIBS. Os resultados obtidos foram promissores, onde para as amostras do Conjunto 1, foram obtidos modelos de quantificação para Ca, Mg, Mn e P, com correlações de calibração e validação acima de 83%, enquanto que para as amostras do Conjunto 2, foram obtidos modelos de quantificação para Al, Cu, Fe, K e Zn, com correlações de calibração e validação acima de 70%. Todos os resultados foram obtidos utilizando o LIBSsa, que se demonstrou intuitivo e com boa performance computacional, além de possuir código aberto, oferecendo um caminho promissor para análises rápidas e precisas de nutrientes em plantas utilizando LIBS. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGBiotec | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ESPECTROSCOPIA | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOTECNIA::FISIOLOGIA DE PLANTAS CULTIVADAS | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::ENGENHARIA DE SOFTWARE | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::LINGUAGENS DE PROGRAMACAO | por |
dc.description.sponsorshipId | O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | https://lattes.cnpq.br/0035125752399229 | por |
dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0002-1407-9712 | por |
dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-1253-7174 | por |