Avaliação de técnicas alternativas às análises tradicionais de laboratório para predição de atributos em solos agrícolas: abordagens utilizando espectroscopia VisNIR, XRF e LIBS

• Processo: 17/21969-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia
• Pesquisador responsável: José Paulo Molin
• Beneficiário: Tiago Rodrigues Tavares
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/05345-2 - Multi-sensores, fusão de dados, modelos computacionais preditivos para a avaliação de atributos de fertilidade do solo, BE.EP.DR
• Assunto(s): Fertilidade do solo Agricultura de precisão Sensoriamento remoto Espectroscopia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fertilidade do Solo | fusão de dados | Sensoriamento Proximal | Sensoriamento Proximal do Solo

Resumo

O mapeamento da variabilidade espacial de atributos do solo por meio de amostragens georreferenciadas e análises de laboratório é limitado pelo custo e tempo demandados. Para incrementar a densidade de pontos de amostragem de solo, sem necessidade de gastos adicionais com análises químicas de laboratório, esforços têm sido dedicados para utilização de diferentes técnicas de sensoriamento. O sensoriamento proximal através da espectroscopia de reflectância VisNIR tem potencial para inferências de atributos químicos e físicos de solos tropicais, contudo análises quantitativas de macronutrientes disponíveis tem apresentado resultados inconsistentes. Para cobrir esta lacuna de informações busca-se novas ferramentas de sensoriamento, dentre elas, sensores de análises elementares, tais como o LIBS e o XRF; os quais se tornaram portáteis com o avanço tecnológico. Estes equipamentos permitem inferir sobre teores totais de nutrientes e ainda foram pouco explorados dentro do âmbito da Agricultura de Precisão e do sensoriamento proximal de solos. Assim, o projeto objetiva avaliar o potencial individual e sinergético dos sensores XRF, LIBS e VisNIR para predição de atributos de fertilidade em solos tropicais. Serão conduzidas três etapas distintas, realizadas sequencialmente. Na primeira, os sensores serão aplicados sobre amostras pré-processadas seguindo protocolos de referência, de modo a avaliar o potencial de cada sensor para a predição dos atributos de interesse, assim como avaliar as relações entre nutrientes totais e disponíveis. Na segunda etapa, será explorado o uso sinergético dos sensores, avaliando o desempenho da combinação de dados para incremento da acurácia das predições. E finalmente, na terceira etapa, será avaliada a eficiência de sensores quando utilizados em amostras de solo simulando as condições de granulometria e umidade encontradas de campo, de modo inferir sobre o preparo mínimo de amostras para aplicações in situ destes sensores. Espera-se ao final das avaliações indicar o potencial e as limitações da utilização destas ferramentas para predição de atributos de fertilidade do solo. (AU)

Publicações científicas

(8)

(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)

TAVARES, TIAGO RODRIGUES; MOLIN, JOSE PAULO; NUNES, LIDIANE CRISTINA; WEI, MARCELO CHAN FU; KRUG, FRANCISCO JOSE; DE CARVALHO, HUDSON WALLACE PEREIRA; MOUAZEN, ABDUL MOUNEM. Multi-Sensor Approach for Tropical Soil Fertility Analysis: Comparison of Individual and Combined Performance of VNIR, XRF, and LIBS Spectroscopies. AGRONOMY-BASEL, v. 11, n. 6, JUN 2021. (17/21969-0, 04/15965-2)

TAVARES, TIAGO RODRIGUES; NUNES, LIDIANE CRISTINA; ALVES, ELTON EDUARDO NOVAIS; DE ALMEIDA, EDUARDO; MALDANER, LEONARDO FELIPE; KRUG, FRANCISCO JOSE; DE CARVALHO, HUDSON WALLACE PEREIRA; MOLIN, JOSE PAULO. Simplifying Sample Preparation for Soil Fertility Analysis by X-ray Fluorescence Spectrometry. SENSORS, v. 19, n. 23, DEC 2019. (18/08877-2, 17/21969-0)

TAVARES, TIAGO RODRIGUES; MOLIN, JOSE PAULO; NUNES, LIDIANE CRISTINA; NOVAIS ALVES, ELTON EDUARDO; MELQUIADES, FABIO L.; PEREIRA DE CARVALHO, HUDSON WALLACE; MOUAZEN, ABDUL MOUNEM. Effect of X-Ray Tube Configuration on Measurement of Key Soil Fertility Attributes with XRF. REMOTE SENSING, v. 12, n. 6, MAR 2 2020. (18/08877-2, 17/21969-0)

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, FEB 2022. (04/15965-2, 17/21969-0, 20/16670-9)

MOLIN, JOSE PAULO; TAVARES, TIAGO RODRIGUES. SENSOR SYSTEMS FOR MAPPING SOIL FERTILITY ATTRIBUTES: CHALLENGES, ADVANCES, AND PERSPECTIVES IN BRAZILIAN TROPICAL SOILS. Engenharia Agrícola, v. 39, n. SI, p. 126-147, SEP 2019. (17/21969-0)

JOSÉ PAULO MOLIN; TIAGO RODRIGUES TAVARES. SENSOR SYSTEMS FOR MAPPING SOIL FERTILITY ATTRIBUTES: CHALLENGES, ADVANCES, AND PERSPECTIVES IN BRAZILIAN TROPICAL SOILS. Engenharia Agrícola, v. 39, p. 126-147, 2019-09-09. (17/21969-0)

TAVARES, TIAGO RODRIGUES; MOUAZEN, ABDUL MOUNEM; NOVAIS ALVES, ELTON EDUARDO; DOS SANTOS, FELIPE RODRIGUES; MELQUIADES, FABIO LUIZ; PEREIRA DE CARVALHO, HUDSON WALLACE; MOLIN, JOSE PAULO. Assessing Soil Key Fertility Attributes Using a Portable X-ray Fluorescence: A Simple Method to Overcome Matrix Effect. AGRONOMY-BASEL, v. 10, n. 6, JUN 2020. (18/08877-2, 17/21969-0)

TAVARES, TIAGO RODRIGUES; MOLIN, JOSE PAULO; JAVADI, S. HAMED; CARVALHO, HUDSON WALLACE PEREIRA DE; MOUAZEN, ABDUL MOUNEM. Combined Use of Vis-NIR and XRF Sensors for Tropical Soil Fertility Analysis: Assessing Different Data Fusion Approaches. SENSORS, v. 21, n. 1, JAN 2021. (17/21969-0)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

TAVARES, Tiago Rodrigues. Espectroscopias VNIR, XRF e LIBS para o sensoriamento do solo na agricultura de precisão. 2021. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC) Piracicaba.