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dc.contributor.authorSilva, Kleydson Stênio Gaioso da
dc.date.accessioned2023-05-25T13:24:02Z
dc.date.available2023-05-25T13:24:02Z
dc.date.issued2023-05-19
dc.identifier.citationSILVA, 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.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18072
dc.description.abstractWith 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.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectLIBSpor
dc.subjectFolhaspor
dc.subjectEspectroscopiapor
dc.subjectAgriculturapor
dc.subjectSoftwareeng
dc.subjectLeaveseng
dc.subjectSpectroscopyeng
dc.subjectAgricultureeng
dc.titleDesenvolvimento 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.alternativeDevelopment of software and models for analysis of nutrients in plant material using laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS)eng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Milori, Débora Marcondes Bastos Pereira
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7400112076142555por
dc.description.resumoCom 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.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGBiotecpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ESPECTROSCOPIApor
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOTECNIA::FISIOLOGIA DE PLANTAS CULTIVADASpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::ENGENHARIA DE SOFTWAREpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::LINGUAGENS DE PROGRAMACAOpor
dc.description.sponsorshipIdO presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/0035125752399229por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-1407-9712por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1253-7174por


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