tese
Análise bayesiana de modelos não lineares no estudo da cinética de herbicidas
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Estatística e Experimentação Agropecuária
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Sociais
Tecnológico
Econômicos
Tecnológico
Econômicos
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ODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
ODS 12: Consumo e produção responsáveis
ODS 12: Consumo e produção responsáveis
Dados abertos
Não
Resumo
O setor agropecuário demanda atenção devido à sua suscetibilidade a diversos fatores de interferência; dentre eles, destacam-se as plantas daninhas. Essas plantas competem com as culturas por água, nutrientes, luz e espaço, além de atuarem como hospedeiras de patógenos. Um dos métodos utilizados para seu controle é a aplicação de herbicidas, cuja relação entre dose e resposta pode ser descrita por meio de modelos não lineares. Nesta tese, foram desenvolvidos três artigos com o objetivo de analisar a relação dose–resposta dos herbicidas trifloxysulfuronsodium e S-metolachlor aplicados a plantas daninhas do gênero Amaranthus, avaliar a suscetibilidade dessas plantas a cada herbicida e identificar o modelo mais adequado para representar os dados. Para isso, realizou-se a estimação dos parâmetros de modelos não lineares sob a perspectiva da inferência bayesiana, adotando-se distribuições a priori de máxima entropia. Para a obtenção das distribuições a posteriori, empregou-se o método de Monte Carlo via Cadeias de Markov (MCMC), utilizando-se os algoritmos de amostragem de Gibbs e Metropolis–Hastings. A seleção do modelo que melhor representou os dados foi realizada com base no Critério de Informação da Deviância (DIC) e nos critérios de Densidade Preditiva Condicional (CPO) e Log-Verossimilhança Pseudo-Marginal (LPML). No primeiro artigo, foram ajustados os modelos não lineares de Groot, Weibull e logístico. No segundo artigo, considerou-se que a suposição de normalidade nem sempre reflete o comportamento real dos dados, que muitas vezes não apresentam simetria. Assim, ajustou-se o modelo logístico de Streibing sob quatro especificações para a função de verossimilhança — normal, Weibull, gama e exponencial. No terceiro artigo, o modelo logístico de Streibing foi novamente aplicado, comparando-se as funções de verossimilhança sob as distribuições normal e Student-t. Os resultados desta tese indicam que a abordagem bayesiana, combinada com distribuições a priori de máxima entropia e diferentes especificações para a distribuição dos dados, constitui uma alternativa metodológica consistente para a análise de dados de dose–resposta de herbicidas, ampliando as possibilidades de aplicação dessa abordagem na área. A comparação entre os modelos evidenciou diferenças na suscetibilidade de espécies do gênero Amaranthus. Além disso, a consideração de distribuições alternativas à normal mostrou-se útil na modelagem dos dados. Palavras-chave: dose-resposta; inferência bayesiana; máxima entropia; MCMC; verossimilhança.
Abstract
The agricultural sector requires attention due to its susceptibility to various interfering factors, among which weeds stand out. These plants compete with crops for water, nutrients, light, and space, in addition to serving as hosts for pathogens. One of the methods used for their control is the application of herbicides, whose dose–response relationship can be described using nonlinear models. In this thesis, three articles were developed with the objective of analyzing the dose–response relationship of the herbicides trifloxysulfuron-sodium and S-metolachlor applied to weeds of the genus Amaranthus, evaluating the susceptibility of these plants to each herbicide, and identifying the most appropriate model to represent the data. To this end, the parameters of nonlinear models were estimated from a Bayesian inference perspective, adopting maximum entropy prior distributions. To obtain the posterior distributions, the Markov Chain Monte Carlo (MCMC) method was employed, using the Gibbs sampling and Metropolis– Hastings algorithms. Model selection was performed based on the Deviance Information Criterion (DIC), as well as the Conditional Predictive Ordinate (CPO) and the Log Pseudo- Marginal Likelihood (LPML) criteria. In the first article, the nonlinear models of Groot, Weibull, and logistic were fitted. In the second article, it was considered that the assumption of normality does not always reflect the actual behavior of the data, which often lack symmetry. Thus, the Streibig logistic model was fitted under four specifications for the likelihood function — normal, Weibull, gamma, and exponential. In the third article, the Streibig logistic model was applied again, comparing the likelihood functions under the normal and Student’s t distributions. The results of this thesis indicate that the Bayesian approach, combined with maximum entropy prior distributions and different specifications for the data distribution, constitutes a consistent methodological alternative for the analysis of herbicide dose–response data, expanding the possibilities for applying this approach in the field. The comparison among the models revealed differences in the susceptibility of species of the genus Amaranthus. Furthermore, the consideration of distributions alternative to the normal proved useful for data modeling. Keywords: dose–response; Bayesian inference; maximum entropy; MCMC; likelihood.
Descrição
Produção relacionada (artigo, propriedade intelectual, capítulo de livro, relatório ou outros): Título: Bayesian modeling of herbicide dose-response curves with maximum entropy priors. link: https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20250042
Área de concentração
Estatística e Experimentação Agropecuária
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
Palavras-chave
ISBN
DOI
Citação
AZARIAS, Edilene Cristina Pedroso. Análise bayesiana de modelos não lineares no estudo da cinética de herbicidas. 2026. 158 p. Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Lavras, 2026.
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