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Uso da espectroscopia NIR na previsão de parâmetros químicos e biológicos das forragens do Arquipélago dos Açores
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| 9.39 MB | Adobe PDF |
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Abstract(s)
A produção animal e o principal motor económico dos Açores. Dado o papel que a nutrição tem no desempenho dos animais e considerando o contexto de área agrícola limitada do arquipélago, torna-se necessário otimizar a qualidade, quantidade, e disponibilidade das forragens empregues, para que seja possível dar resposta aos desafios competitivos crescentes de um mercado globalizado. Este trabalho teve como objetivo aferir o potencial de técnicas de quimiometria para a quantificação de vários parâmetros de qualidade física, química e biológica de forragens no contexto agroclimático especifico dos Açores, nomeadamente silagens de milho, silagens de erva, e pastagens, tanto frescas como secas. Foi utilizada como ferramenta analítica a espectroscopia de infravermelho próximo (NIR) para a obtenção dos espectros de 400 amostras de cada tipo de forragem, oriundas de varias ilhas. Estes espectros refletem as transições vibracionais que ocorrem na gama dos 780-2500nm, para lá da banda de radiação visível, e possibilitam o estabelecimento de modelos matemáticos capazes de correlacionar estas leituras com vários parâmetros de interesse, podendo estes modelos depois ser usados para prever os respetivos valores para novas amostras. Concluiu-se que era viável a construção de modelos capazes de prever com precisão parâmetros químicos importantes na avaliação de forragens, quer estas fossem frescas ou secas. Foram obtidos resultados particularmente bons para a Proteína Bruta (PB), Fibra em Detergente Neutro (NDF), Fibra em Detergente Acido (ADF), e Cinza Bruta (CB), tendo-se conseguido também boas previsões para a Matéria Seca (MS). No caso dos parâmetros biológicos estudados, relativos à produção de gás, não foi possível obter bons resultados. Ao ser uma técnica que pode ser aplicada de forma rápida, não destrutiva, e no local, por oposição às técnicas tradicionais, que obrigam a análises morosas e de elevado custo em laboratório, tem o potencial de permitir uma monitorização mais próxima e atempada da qualidade das forragens, facilitando a sua gestão e a otimização das dietas com baixo custo.
ABSTRACT: Animal production is the main economic engine of the Azores. Given the impact, nutrition has on animal performance, and considering the limited agricultural area of the Azores, optimizing the quality, quantity, and availability of forages becomes critical for the industry to respond to the increasing challenges posed by a globalized market. This work had the goal of assessing the potential of quimiometric techniques to quantify several physical, chemical, and biological parameters of forages in the specific agroclimatic conditions of the Azores, namely corn silage, grass silage, and pasture. Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) was used to collect spectra from 400 samples from each forage type, originating from several islands. These spectra reflect the vibrational transitions that occur in molecules stimulated by radiation in the 780-2500nm range, beyond the visible band, and make it possible to create mathematical models that establish relations between these readings and the values of the properties of interest. Once established, these models can be used to predict the corresponding values for new samples. Models capable of accurately predicting important chemical parameters in forage evaluation were found, regardless of whether the forages were fresh or dried. Particularly good results were obtained for Crude Protein (CP), Neutral-Detergent Fibre (NDF), Acid-Detergent Fibre (ADF), and Ash, with quality results also being observed for Dry Matter (DM). Conversely, it was not possible to obtain good results for the biological parameters, related to gas production, that were included in this study. Being a technique that can be applied quickly, non-destructively, and on site, in contrast with traditional techniques, which require time consuming and costly laboratory analysis, it has the potential of enabling a closer, timelier, and more economical monitorization of forage quality, improving forage management and the design of optimized diets.
ABSTRACT: Animal production is the main economic engine of the Azores. Given the impact, nutrition has on animal performance, and considering the limited agricultural area of the Azores, optimizing the quality, quantity, and availability of forages becomes critical for the industry to respond to the increasing challenges posed by a globalized market. This work had the goal of assessing the potential of quimiometric techniques to quantify several physical, chemical, and biological parameters of forages in the specific agroclimatic conditions of the Azores, namely corn silage, grass silage, and pasture. Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) was used to collect spectra from 400 samples from each forage type, originating from several islands. These spectra reflect the vibrational transitions that occur in molecules stimulated by radiation in the 780-2500nm range, beyond the visible band, and make it possible to create mathematical models that establish relations between these readings and the values of the properties of interest. Once established, these models can be used to predict the corresponding values for new samples. Models capable of accurately predicting important chemical parameters in forage evaluation were found, regardless of whether the forages were fresh or dried. Particularly good results were obtained for Crude Protein (CP), Neutral-Detergent Fibre (NDF), Acid-Detergent Fibre (ADF), and Ash, with quality results also being observed for Dry Matter (DM). Conversely, it was not possible to obtain good results for the biological parameters, related to gas production, that were included in this study. Being a technique that can be applied quickly, non-destructively, and on site, in contrast with traditional techniques, which require time consuming and costly laboratory analysis, it has the potential of enabling a closer, timelier, and more economical monitorization of forage quality, improving forage management and the design of optimized diets.
Description
Tese de Doutoramento, Ciências Agrárias (Nutrição Animal), 10 de outubro de 2022, Universidade dos Açores.
Keywords
Agricultura Espectroscopia NIR Forragens Quimiometria Silagem Chemometrics Multivariate Analysis NIR Spectroscopy
Citation
Dias, Cristiana Sofia Alves Mesquita Rodrigues Maduro (2022). "Uso da espectroscopia NIR na previsão de parâmetros químicos e biológicos das forragens do Arquipélago dos Açores", 223 p.. Doutoramento em Ciências Agrárias (Nutrição Animal). Angra do Heroísmo: Universidade dos Açores. [Consult. Dia Mês Ano]. Disponível em www:<http://hdl.handle.net/10400.3/6631>