Análisis quimiométrico para la predicción de compuestos bioquímicos en hojas utilizando hiperespectroscopía UV-VIS-NIR-SWIR
Autores: Falcioni, Renan; Gonçalves, João Vitor Ferreira; de Oliveira, Karym Mayara; de Oliveira, Caio Almeida; Reis, Amanda Silveira; Crusiol, Luis Guilherme Teixeira; Furlanetto, Renato Herrig; Antunes, Werner Camargos; Cezar, Everson; de Oliveira, Roney Berti; Chicati, Marcelo Luiz; Demattê, José Alexandre M.; Nanni, Marcos Rafael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis quimiométrico para la predicción de compuestos bioquímicos en hojas utilizando hiperespectroscopía UV-VIS-NIR-SWIR
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Reflectancia hiperespectroscópica
Cambios bioquímicos
Bioquímica vegetal
índices de vegetación hiperespectrales
Análisis multivariante
Dinámicas espectrales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
La hiperespectroscopía de reflectancia es reconocida por su potencial para elucidar cambios bioquímicos, mejorando así la comprensión de la bioquímica vegetal. Este estudio utilizó el rango espectral UV-VIS-NIR-SWIR para identificar los diferentes constituyentes bioquímicos en plantas de hibisco y geranio. Los índices de vegetación hiperespectrales (HVIs), el análisis de componentes principales (PCA) y las matrices de correlación proporcionaron información detallada sobre las diferencias espectrales. A través de la aplicación de algoritmos avanzados, como PLS, VIP, PLS-VIP, GA, RF y CARS, se discernieron las longitudes de onda más responsivas. Los modelos PLSR lograron consistentemente valores R superiores a 0.75, presentando predicciones notables de 0.86 para DPPH y 0.89 para lignina. Las bandas del borde rojo y SWIR mostraron fuertes asociaciones con pigmentos vegetales clave y moléculas estructurales, ampliando así las perspectivas sobre la dinámica espectral de las hojas. Estos hallazgos destacan la eficacia de la espectroscopía combinada con análisis multivariado en la evaluación de la gestión de compuestos bioquímicos. Se introdujo una técnica para medir los pigmentos fotosintéticos y compuestos estructurales a través de hiperespectroscopía en UV-VIS-NIR-SWIR, respaldada por un rápido PLSR multivariado. En conjunto, nuestros resultados subrayan el creciente potencial de la hiperespectroscopía en la agricultura de precisión. Esto indica un prometedor cambio de paradigma en la fenotipificación vegetal y la evaluación bioquímica.
Descripción
La hiperespectroscopía de reflectancia es reconocida por su potencial para elucidar cambios bioquímicos, mejorando así la comprensión de la bioquímica vegetal. Este estudio utilizó el rango espectral UV-VIS-NIR-SWIR para identificar los diferentes constituyentes bioquímicos en plantas de hibisco y geranio. Los índices de vegetación hiperespectrales (HVIs), el análisis de componentes principales (PCA) y las matrices de correlación proporcionaron información detallada sobre las diferencias espectrales. A través de la aplicación de algoritmos avanzados, como PLS, VIP, PLS-VIP, GA, RF y CARS, se discernieron las longitudes de onda más responsivas. Los modelos PLSR lograron consistentemente valores R superiores a 0.75, presentando predicciones notables de 0.86 para DPPH y 0.89 para lignina. Las bandas del borde rojo y SWIR mostraron fuertes asociaciones con pigmentos vegetales clave y moléculas estructurales, ampliando así las perspectivas sobre la dinámica espectral de las hojas. Estos hallazgos destacan la eficacia de la espectroscopía combinada con análisis multivariado en la evaluación de la gestión de compuestos bioquímicos. Se introdujo una técnica para medir los pigmentos fotosintéticos y compuestos estructurales a través de hiperespectroscopía en UV-VIS-NIR-SWIR, respaldada por un rápido PLSR multivariado. En conjunto, nuestros resultados subrayan el creciente potencial de la hiperespectroscopía en la agricultura de precisión. Esto indica un prometedor cambio de paradigma en la fenotipificación vegetal y la evaluación bioquímica.