EDXRF e Aprendizado de Máquina para Prever Atributos de Fertilidade do Solo

EDXRF e Aprendizado de Máquina para Prever Atributos de Fertilidade do Solo

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0375.2024.v45.51475

Palavras-chave:

atributos de fertilidade do solo, aprendizagem de máquina, PLS, EDXRF

Resumo

A avaliação da fertilidade do solo é fundamental para práticas agrícolas sustentáveis, muitas vezes contando com métodos laboratoriais convencionais. Esses métodos, embora precisos, são trabalhosos, demorados e requerem reagentes químicos. Sensores espectroscópicos, como fluorescência de raios X dispersiva em energia (EDXRF), oferecem uma alternativa rápida e não destrutiva, mas requerem calibração de modelos de aprendizado de máquina para previsão precisa de atributos de fertilidade. Nesse contexto, este estudo compara o desempenho de quatro algoritmos de aprendizado de máquina — regressão linear múltipla (MLR), regressão de mínimos quadrados parciais (PLS), regressão de máquina de vetores de suporte (SVM) e regressão de floresta aleatória (RF) — na previsão do pH do solo, carbono orgânico (SOC), soma de bases trocáveis ​​(BS) e capacidade de troca catiônica (CEC) usando dados de EDXRF de dois conjuntos de dados de solo. Os resultados indicam que os modelos PLS superaram outros (a hierarquia de precisão foi PLS > MLR > SVM > RF). No geral, enfatizamos os benefícios da integração de PLS com EDXRF, capaz de mitigar o uso de análise de solo tradicional.

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Biografia do Autor

José Vinícius Ribeiro, Universidade Estadual de Londrina

Laboratório de Física Nuclear Aplicada, UEL, Londrina, PR, Brasil.

Felipe Rodrigues dos Santos, Universidade Estadual de Londrina

Laboratório de Física Nuclear Aplicada, UEL, Londrina, PR, Brasil.

José Vitor de Oliveira Alves, Universidade Estadual de Londrina

Laboratório de Física Nuclear Aplicada, UEL, Londrina, PR, Brasil.

Mariana Spinardi Fossaluza, Universidade Estadual de Londrina

Laboratório de Física Nuclear Aplicada, UEL, Londrina, PR, Brasil.

Igor Marques Nogueira, Universidade Estadual de Londrina

Laboratório de Física Nuclear Aplicada, UEL, Londrina, PR, Brasil.

José Francirlei de Oliveira, Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná

Departamento de Solos, IDR-Paraná, Londrina, PR, Brasil.

Graziela M. C. Barbosa, Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná

Departamento de Solos, IDR-Paraná, Londrina, PR, Brasil.

Marcelo Marques Lopes Müller, Universidade Estadual do Centro-Oeste

Laboratório de Ciência do Solo e Nutrição de Plantas, UNICENTRO, Guarapuava, PR, Brasil

Renata Alesandra Borecki, Universidade Estadual do Centro-Oeste

Laboratório de Ciência do Solo e Nutrição de Plantas, UNICENTRO, Guarapuava, PR, Brasil

Cristiano Andre Pott, Universidade Estadual do Centro-Oeste

Laboratório de Ciência do Solo e Nutrição de Plantas, UNICENTRO, Guarapuava, PR, Brasil

Fábio Luiz Melquiades, Universidade Estadual de Londrina

Laboratório de Física Nuclear Aplicada, UEL, Londrina, PR, Brasil.

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Publicado

2024-11-28

Como Citar

Ribeiro, J. V., dos Santos, F. R., Alves, J. V. de O., Fossaluza, M. S., Nogueira, I. M., de Oliveira, J. F., … Melquiades, F. L. (2024). EDXRF e Aprendizado de Máquina para Prever Atributos de Fertilidade do Solo. Semina: Ciências Exatas E Tecnológicas, 45, e51475. https://doi.org/10.5433/1679-0375.2024.v45.51475

Edição

Seção

Física

Dados de financiamento

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