dissertação

Diagnóstico do potencial fisiológico de sementes de canola por descritores e aprendizado de máquina

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ODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
ODS 13: Ação contra a mudança global do clima
ODS 10: Redução das desigualdades
ODS 7: Energia limpa e acessível

Dados abertos

Não

Resumo

A qualidade fisiológica das sementes é essencial para o estabelecimento inicial das culturas, especialmente em espécies em expansão, como a canola (Brassica napus L.). A espécie é estratégica para a transição energética global, como matéria prima para produção de biocombustíveis, além do uso industrial e alimentício. Os testes tradicionais para avaliar a qualidade das sementes, embora consolidados, apresentam limitações relacionadas ao caráter destrutivo, subjetividade e ao tempo necessário para obtenção dos resultados. Nesse contexto, a análise de imagens multiespectrais mostra-se como uma alternativa, por viabilizar avaliações rápidas e não destrutivas. Diante desse contexto, o objetivo do trabalho foi investigar a eficiência da análise de imagens multiespectrais, associada à algoritmos de aprendizado de máquina, na avaliação da qualidade fisiológica de sementes de canola. Foram analisados seis lotes de sementes de duas cultivares (Nuola e Diamond), caracterizados por testes fisiológicos tradicionais. A captura das imagens multiespectrais foi obtida através do equipamento VideometerLab 4, em 19 comprimentos de onda de reflectância e autofluorescência. Os principais descritores espectrais selecionados por meio do índice de decréscimo de Gini. Modelos de classificação supervisionada foram ajustados utilizando Floresta Aleatória, Redes Neurais e PLS-DA. Os resultados demonstraram que descritores espectrais, em especial, a reflectância em 780 nm e a autofluorescência na combinação 470/500 nm, foram eficientes na discriminação dos níveis de vigor, apresentando correlação inversamente proporcional com os testes fisiológicos. Portanto, análise de imagens multiespectrais associada a algoritmos de aprendizado de máquina mostrou-se eficiente para o diagnóstico do potencial fisiológico de sementes de canola, com elevado potencial de aplicação em sistemas automatizados de controle de qualidade. Palavras-chave: Brassica napus L. var. oleífera Moench; vigor; autofluorescência; aprendizado de máquina.

Abstract

The physiological quality of seeds is essential for the initial establishment of crops, especially in expanding species such as canola (Brassica napus L.). The species is strategic for the global energy transition, as a raw material for biofuel production, in addition to industrial and food uses. Traditional tests to evaluate seed quality, although well established, have limitations related to their destructive nature, subjectivity, and the time required to obtain results. In this context, multispectral image analysis is an alternative, as it enables rapid and non-destructive evaluations. Therefore, the objective of this study was to investigate the efficiency of multispectral image analysis, associated with machine learning algorithms, in assessing the physiological quality of canola seeds. Six batches of seeds from two cultivars (Nuola and Diamond) were analyzed, characterized by traditional physiological tests. Multispectral images were captured using VideometerLab 4 equipment at 19 wavelengths of reflectance and autofluorescence. The main spectral descriptors were selected using the Gini decrease index. Supervised classification models were adjusted using Random Forest, Neural Networks, and PLS-DA. The results showed that spectral descriptors, especially reflectance at 780 nm and autofluorescence in the 470/500 nm combination, were efficient in discriminating vigor levels, showing an inversely proportional correlation with physiological tests. Therefore, multispectral image analysis associated with machine learning algorithms proved to be efficient for diagnosing the physiological potential of canola seeds, with high potential for application in automated quality control systems. Keywords: Brassica napus L. var. oleifera Moench; vigor; autofluorescence; machine learning.

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Produção e Tecnologia de Sementes

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SILVA, Daniel Lima. Diagnóstico do potencial fisiológico de sementes de canola por descritores e aprendizado de máquina. 2026. 42 p. Dissertação (Mestrado em Fitotecnia) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.

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