Título: ESTUDO DA VARIABILIDADE ESPACIAL DO ESTADO NUTRICIONAL DO CAFEEIRO FACILITADO PELO USO DA ESPECTROMETRIA DE FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X PORTÁTIL
Título alternativo: ASSESSMENT OF SPATIAL VARIABILITY OF NUTRITIONAL STATUS OF A COFFEE PLANTATION FACILITATED BY PORTABLE X-RAY FLUORESCENCE SPECTROMETRY
Autoria de: Iago de Souza Siqueira
Orientação de: Bruno Teixeira Ribeiro
Coorientação de: Marcela Vieira da Costa
Presidente da banca: Bruno Teixeira Ribeiro
Primeiro membro da banca: Geila Santos Carvalho
Segundo membro da banca: Rafaella Tatiane Silva de Sá
Palavras-chaves: análise foliar, folha intacta, sensor aproximal, distribuição nutricional, pXRF
Data da defesa: 10/03/2023
Semestre letivo da defesa: 2022-2
Data da versão final: 14/03/2023
Data da publicação: 14/03/2023
Referência: Siqueira, I. d. S. ESTUDO DA VARIABILIDADE ESPACIAL DO ESTADO NUTRICIONAL DO CAFEEIRO FACILITADO PELO USO DA ESPECTROMETRIA DE FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X PORTÁTIL. 2023. 28 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.
Resumo: A análise foliar é uma ferramenta de extrema importância para auxiliar o manejo nutricional das culturas. Tradicionalmente essas análises são realizadas por meio de digestão ácida utilizando amostras secas, moídas e peneiradas. As etapas envolvidas nesse processo são demoradas e onerosas, além de utilizarem diversos reagentes químicos para a obtenção do extrato utilizado para a quantificação dos macro- e micronutrientes. O desenvolvimento de novas ferramentas que utilizem outras técnicas para análise química pode contribuir para obtenção mais rápida desses resultados e garantir maior agilidade na avaliação nutricional das áreas de cultivo. A técnica de espectrometria de fluorescência de raios X portátil (pXRF) é uma alternativa bastante promissora e pode ser empregada para análise foliar de amostras foliares secas e moídas e, também, apresenta potencial de ser utilizada diretamente em folhas intactas e frescas. Nesse sentido, esse trabalho utilizou um pXRF para acessar a composição elementar de folhas intactas de café e verificar a distribuição espacial dos nutrientes em uma lavoura. Para isso, uma fazenda de café localizada no município de Bom Sucesso, MG foi selecionada. Foram definidos 17 pontos de coleta georreferenciados e distribuídos aleatoriamente na área. Cada ponto foi representado por uma planta de café. Foram coletados quatro pares de folhas diagnóstico de cada planta, totalizando 136 amostras (folhas). As amostras foram lidas na condição intacta e úmida diretamente em campo e posteriormente secas em estufa (60ºC) e analisadas novamente, dessa vez, sem o efeito da água. Após o término das leituras via pXRF na condição intacta, todas as folhas foram moídas e peneiradas formando uma amostra composta. O material seco e moído foi submetido a análise convencional via digestão ácida e novamente via pXRF. O tempo de leitura adotado via pXRF foi de 90s utilizando o modo de calibração GeoExploration. Os nutrientes detectados obtidos diretamente nas folhas intacta foram P, K, Ca, Mg, S, Cl, Cu, Mn e Zn. Os resultados obtidos foram submetidos a análise estatística descritiva. As médias de cada nutriente em cada ponto foram submetidas a técnica geoestatística de interpolação, obtendose mapas de distribuição para cada nutriente. As abordagens utilizadas nesse trabalho permitiram a detecção da maioria dos nutrientes em ambas as condições de leitura na folha, apenas Ca não pode ser detectado na folha intacta e úmida. Os resultados obtidos via pXRF em folhas intactas e frescas foram mais subestimados em relação aos obtidos em folhas secas, principalmente para os macronutrientes. Os resultados obtidos via pXRF para Mg, Cl e Mn em folha úmida e para P, K, Ca, S, Cl e Mn em folha seca se aproximam dos resultados obtidos por análise convencional e via pXRF obtidos em amostra secas e moídas. Apesar das diferenças de grandeza, os mapas para os nutrientes Cu, Mn e Zn apresentaram a mesma distribuição em ambas as condições de leitura da folha, indicando que qualquer condição pode ser adotada para avaliar a distribuição desses micronutrientes via pXRF. Os mapas de distribuição obtidos para P, K e Cl em folhas úmidas e de Ca em folhas secas apresentaram padrões de distribuição similares entre si. O mesmo foi observado entre os mapas de distribuição de Mg e S em folhas secas. Diversas interações podem ocorrer entre esses elementos no sistema solo-planta e os resultados obtidos via pXRF diretamente em folhas úmidas e secas atrelado ao uso de técnicas de geoestatística foram representativos para acessar essa variabilidade e distribuição espacial. O uso da técnica de espectrometria de fluorescência de raios X portátil (pXRF) demonstrou ser uma alternativa promissora para permitir análise foliar em folhas intactas.
Abstract: Foliar analysis is an extremely important tool to help soil nutritional management. Traditionally, these analyzes are carried out using acid digestion using dried, ground and sieved leaf samples. The steps involved in this process are time-consuming and costly, in addition to using several chemical reagents to obtain the extract used for the quantification of macro and micronutrients. The development of new tools that use other chemical analysis techniques can help to obtain these results more quickly and ensure greater agility in the nutritional assessment of cultivated areas. The portable X-ray fluorescence spectrometry (pXRF) technique is a very promising alternative and can be used for foliar analysis of dried and ground leaf samples and also has the potential to be used directly on intact leaves. In this sense, this work sought to use pXRF equipment to access the elemental composition of intact coffee leaves and verify the spatial distribution of essential nutrients. For this, a coffee farm located in the municipality of Bom SucessoMG was selected. 17 georeferenced collection points were defined and randomly distributed in the area, each point was represented by a coffee tree. Four pairs of diagnostic leaves were collected from each tree, totaling 136 samples (leaves). The samples were read in the intact and humid condition directly in the field and subsequently dried in an oven (60ºC) and analyzed again, this time without the presence of water in the material. After completion of pXRF readings in the intact condition, all leaves were ground and sieved and used to represent a composite leaf sample. The dried and ground material was subjected to conventional analysis via acid digestion and again via pXRF. The reading time adopted via pXRF was 90s and the GeoExploration calibration mode was used. The essential nutrients detected obtained directly from intact leaves were P, K, Ca, Mg, S, Cl, Cu, Mn and Zn. The results obtained were submitted to descriptive statistics analysis. The averages of each nutrient at each point were submitted to the geostatistical interpolation technique and thus distribution maps for each nutrient were generated for the area. The approaches used in this work allowed the detection of most of the nutrients in both reading conditions in the leaf, only Ca could not be detected in the intact and wet leaf. The results obtained via pXRF in intact and wet leaves were more underestimated than those obtained in dry leaves, mainly for macronutrients. The results obtained via pXRF for Mg, Cl and Mn in wet leaf and for P, K, Ca, S, Cl and Mn in dry leaf are close to the results obtained by conventional analysis and via pXRF in dry and ground sample. Despite the differences in size, the maps for Cu, Mn and Zn nutrients showed the same distribution in both leaf reading conditions, indicating that any condition can be adopted to evaluate the distribution of these micronutrients via pXRF. The distribution maps obtained for P, K and Cl in wet leaves and Ca in dry leaves showed similar distribution patterns. The same was observed between the distribution maps of Mg and S in dry leaves. Several interactions can occur between these elements in the soil-plant system and the results obtained via pXRF directly in wet and dry leaves linked to the use of geostatistical techniques were representative. to access this variability and spatial distribution. The use of portable X-ray fluorescence spectrometry (pXRF) technique proved to be a promising alternative to allow leaf analysis on intact leaves.
URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
quimica_bacharelado/20222201910016
URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.
Curso: G021 - QUÍMICA (BACHARELADO)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Iago de Souza Siqueira e Universidade Federal de Lavras
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