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Modelagem de dados espectrais para análise da fertilidade de solos tropicais: associação das técnicas vis-NIR e XRF para a modernização dos métodos tradicionais de análise

Processo: 20/16670-9
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2021
Vigência (Término): 01 de agosto de 2024
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
Pesquisador responsável:José Lavres Junior
Beneficiário:Tiago Rodrigues Tavares
Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):22/09678-9 - Otimização da modelagem preditiva de parâmetros da fertilidade de solos tropicais brasileiros utilizando bibliotecas espectrais de sensores XRF e vis-NIR, BE.EP.PD
Assunto(s):Sensores inteligentes   Agricultura de precisão   Química verde   Fertilidade do solo   Solo tropical   Espectroscopia de luz próxima ao infravermelho   Espectrometria de fluorescência
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Agricultura de precisão | Laboratório híbrido | Química Verde | Sensores inteligentes | Sensoriamento Proximal do Solo | Sensoriamento Proximal do Solo

Resumo

A modernização do diagnóstico da fertilidade do solo via integração de sensores é um tema atual e proeminente nas pesquisas internacionais no contexto da Ciência do Solo e Agricultura de Precisão. A utilização de técnicas espectroscópicas não-destrutivas nesse diagnóstico possibilita a redução do uso de reagentes químicos e diminui o número de operações envolvidos no procedimento analítico tornando-a mais rápida. Isso impacta positivamente o ambiente e tem potencial para otimizar a gestão de fertilizantes. Essa proposta de pesquisa visa desenvolver um método que permita a utilização da espectrometria de fluorescência de raios-X (XRF), bem como sua integração com a espectroscopia de reflectância difusa do visível e infravermelho próximo (vis-NIR), como ferramenta de análise para o diagnóstico da fertilidade do solo. Para isso, três etapas com objetivos bem definidos serão conduzidas. Na primeira, será avaliada a estabilidade temporal de modelos XRF para predição de atributos de fertilidade, bem como a influência da alteração do manejo de adubação da área em questão sobre essa estabilidade temporal. Na segunda, será avaliada, a partir de estatística multivariada, a capacidade de espectros vis-NIR e XRF agruparem amostras com desempenho semelhante para predição de atributos de fertilidade via sensor XRF. Por fim, a terceira etapa visa avaliar o potencial e a aplicabilidade de técnicas de fusão de dados para explorar a sinergia entre sensores vis-NIR e XRF para melhorar a acurácia da predição dos atributos de fertilidade do solo. Destacamos também que a avaliação da segunda e terceira etapa deste projeto será conduzida utilizando um grupo massivo de dados, o que dará abrangência e confiança aos resultados. Espera-se com a execução deste projeto evoluir o nível de maturidade tecnológica da aplicação de sensores XRF e vis-NIR como um método analítico da fertilidade do solo, subsidiando a integração desses sensores em laboratório de análises agrícolas ou em sistema embarcado para análise in situ. (AU)

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Publicações científicas (10)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
WEI, MARCELO CHAN FU; CANAL FILHO, RICARDO; TAVARES, TIAGO RODRIGUES; MOLIN, JOSE PAULO; VIEIRA, AFRANIO MARCIO CORREA. Dimensionality Reduction Statistical Models for Soil Attribute Prediction Based on Raw Spectral Data. AI, v. 3, n. 4, p. 11-pg., . (20/16670-9)
TAVARES, TIAGO RODRIGUES; DE ALMEIDA, EDUARDO; JUNIOR, CARLOS ROBERTO PINHEIRO; GUERRERO, ANGELA; FIORIO, PETERSON RICARDO; DE CARVALHO, HUDSON WALLACE PEREIRA. Analysis of Total Soil Nutrient Content with X-ray Fluorescence Spectroscopy (XRF): Assessing Different Predictive Modeling Strategies and Auxiliary Variables. AGRIENGINEERING, v. 5, n. 2, p. 18-pg., . (20/16670-9)
PINHEIRO JUNIOR, CARLOS R.; SALVADOR, CONAN A.; TAVARES, TIAGO R.; ABREU, MARCEL C.; FAGUNDES, HUGO S.; ALMEIDA, WILK S.; SILVA NETO, EDUARDO C.; ANJOS, LUCIA H. C.; PEREIRA, MARCOS G.. ithic soils in the semi-arid region of Brazil: edaphic characterization and susceptibility to erosio. JOURNAL OF ARID LAND, v. 14, n. 1, p. 56-69, . (20/16670-9)
DE CAMARGO, RACHEL FERRAZ; TAVARES, TIAGO RODRIGUES; DA SILVA, NICOLAS GUSTAVO DA CRUZ; DE ALMEIDA, EDUARDO; DE CARVALHO, HUDSON WALLACE PEREIRA. Soybean sorting based on protein content using X-ray fluorescence spectrometry. Food Chemistry, v. 412, p. 7-pg., . (20/16670-9)
TAVARES, TIAGO R.; MOUAZEN, ABDUL M.; NUNES, LIDIANE C.; DOS SANTOS, FELIPE R.; MELQUIADES, FABIO L.; DA SILVA, THAINARA R.; KRUG, FRANCISCO J.; MOLIN, JOSE P.. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) for tropical soil fertility analysis. SOIL & TILLAGE RESEARCH, v. 216, . (04/15965-2, 17/21969-0, 20/16670-9)
MARTELLO, MAURICIO; MOLIN, JOSE PAULO; BAZAME, HELIZANI COUTO; TAVARES, TIAGO RODRIGUES; MALDANER, LEONARDO FELIPE. Use of Active Sensors in Coffee Cultivation for Monitoring Crop Yield. AGRONOMY-BASEL, v. 12, n. 9, p. 16-pg., . (20/16670-9)
CHERUBIN, MAURICIO ROBERTO; DAMIAN, JUNIOR MELO; TAVARES, TIAGO RODRIGUES; TREVISAN, RODRIGO GONCALVES; COLACO, ANDRE FREITAS; EITELWEIN, MATEUS TONINI; MARTELLO, MAURICIO; INAMASU, RICARDO YASSUSHI; PIAS, OSMAR HENRIQUE DE CASTRO; MOLIN, JOSE PAULO. Precision Agriculture in Brazil: The Trajectory of 25 Years of Scientific Research. AGRICULTURE-BASEL, v. 12, n. 11, p. 29-pg., . (20/16670-9)
TAVARES, TIAGO RODRIGUES; MOLIN, JOSE PAULO; NUNES, LIDIANE CRISTINA; ALVES, ELTON EDUARDO NOVAIS; KRUG, FRANCISCO JOSE; DE CARVALHO, HUDSON WALLACE PEREIRA. Spectral data of tropical soils using dry-chemistry techniques (VNIR, XRF, and LIBS): A dataset for soil fertility prediction. DATA IN BRIEF, v. 41, p. 7-pg., . (20/16670-9)
PINHEIRO JUNIOR, CARLOS ROBERTO; TAVARES, TIAGO RODRIGUES; PEREIRA, MARCOS GERVASIO; FURQUIM, SHEILA APARECIDA CORREIA; TERRA, FABRICIO DA SILVA; DOS ANJOS, LUCIA HELENA CUNHA; DEMATTE, JOSE ALEXANDRE MELO; DE AZEVEDO, ANTONIO CARLOS; DE OLIVEIRA, FABIO SOARES. Pedogenesis on Jurassic formations in the Araripe Basin, northeastern Brazil: Weathering and parent material. CATENA, v. 223, p. 18-pg., . (14/22262-0, 20/16670-9)
TAVARES, TIAGO RODRIGUES; MOLIN, JOSE PAULO; ALVES, ELTON EDUARDO NOVAIS; MELQUIADES, EABIO LUIZ; DE CARVALHO, HUDSON WALLACE PEREIRA; MOUAZEN, ABDUL MOUNEM. Towards rapid analysis with XRF sensor for assessing soil fertility attributes: Effects of dwell time reduction. SOIL & TILLAGE RESEARCH, v. 232, p. 10-pg., . (20/16670-9)

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