Imagens digitais para determinação da concentração de fósforo em amostras de solo por meio do aplicativo Photometrix
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Data
2023-07-10
Autores
Orientador
Godoy, Leandro José Grava 
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Engenharia Agronômica - CERE
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O fósforo desempenha um papel essencial no crescimento e produção vegetal,
influenciando diversos processos biológicos e é importante sua determinação no solo
para fornecimento adequado do nutriente para as culturas agrícolas visando melhor
manejo e evitando o excesso do nutriente no solo. Como alternativa do método
tradicional com espectrofotômetro, as imagens digitais analisadas por meio de
aplicativos têm sido amplamente utilizadas. Este estudo teve como objetivo, avaliar o
uso de imagens digitais capturadas por smartphones (Motorola G7 Power e iPhone XR)
para determinar a concentração de fósforo no solo por meio do aplicativo PhotoMetrix®,
que permite o processamento e a análise colorimétrica em imagens digitais. O método
colorimétrico de espectrofotometria é o método descrito como padrão e foi utilizado
para comparação com as leituras feitas pelo aplicativo. Para garantir a precisão, uma
caixa específica foi projetada para minimizar a interferência da luz externa, permitindo
que apenas uma fita de diodos emissores de luz branca iluminasse exclusivamente a
amostra. Foram utilizados seis tratamentos, definidos a partir da condição luminosa em
que as imagens foram capturadas: luz natural, luz controlada com diferentes
intensidades luminosas (10%, 40%, 70%, 100%) e o tratamento controle
(espectrofotômetro). Observou-se que o conjunto smartphone e PhotoMetrix®,
apresentou limitações na leitura das imagens quando a concentração de fósforo no solo
ultrapassou 100 mg dm-3. A concentração máxima registrada foi de 82,21 mg dm-3 para
o Motorola e 49,15 mg dm-3 para o iPhone. Após a exclusão dos das amostras acima de
100 mg dm-3, não foi observado diferença significativa entre os tratamentos utilizados.
Quanto ao contraste de médias, foram encontradas diferenças significativas (P<0,05) em
relação ao controle (espectrofotômetro). Os resultados indicaram que as médias das
leituras com amostras acima de 100 mg dm-3 para o Motorola e o iPhone, foram
significativamente inferiores às do controle (P<0,05). No caso dos dados sem amostras
com concentração acima de 100 mg dm-3, os tratamentos para ambos os aparelhos, não
apresentaram variância significativa em relação ao espectrofotômetro (P<0,05). Ao
analisar os dados das leituras realizadas nos diferentes níveis de intensidade de luz,
constatou-se que o smartphone Motorola apresentou correlações e coeficientes de
determinação (R2) mais altos na intensidade de 10% e 40% de luz. Por outro lado, para
o iPhone, a intensidade de 10% de luz demonstrou a maior correlação e R2. É
importante ressaltar que a intensidade de 100% de luz resultou nos piores valores de
correlação e R2 tanto para o Motorola quanto para o iPhone. Concluiu-se que é possível
determinar a concentração de P nas amostras de solo com concentração até 80mg dm-3
,utilizando imagens digitais processadas no aplicativo Photometrix®.
Resumo (português)
Phosphorus plays an essential role in plant growth and production, influencing several
biological processes and its determination in the soil is important for adequate supply of
the nutrient to crops, aiming at better management and avoiding the excess of the
nutrient in the soil. As an alternative to the traditional method with a spectrophotometer,
digital images analyzed using applications have been widely used. This study aimed to
evaluate the use of digital images captured by smartphones (Motorola G7 Power and
iPhone XR) to determine the phosphorus concentration in the soil through the
PhotoMetrix® application, which allows the processing and colorimetric analysis of
digital images. The colorimetric method of spectrophotometry is the method described
as standard and was used for comparison with the readings taken by the application. To
ensure accuracy, a specific box was designed to minimize interference from external
light, allowing only a strip of a white light-emitting diode to exclusively illuminate the
sample. Six treatments were used, defined by the light condition in which the images
were captured: natural light, controlled light with different light intensities (10%, 40%,
70%, 100%), and the control treatment (spectrophotometer). It was observed that the
smartphone and PhotoMetrix® set presented limitations in reading the images when the
phosphorus concentration in the soil exceeded 100 mg dm-3. The maximum recorded concentration was 82.21 mg dm-3 for the Motorola and 49.15 mg dm-3 for the iPhone.
After excluding those from samples above 100 mg dm-3, no significant difference was
observed between the treatments used. As for the mean contrast, significant differences
(P<0.05) were found in relation to the control (spectrophotometer). The results indicated
that the average readings with samples above 100 mg dm-3 for the Motorola and the iPhone were significantly lower than those for the control (P<0.05). In the case of data
without samples with concentrations above 100 mg dm-3, the treatments for both
devices did not show significant variance in relation to the spectrophotometer (P<0.05).
When analyzing data from readings performed at different levels of light intensity, it
was found that the Motorola smartphone showed higher correlations and coefficients of
determination (R2) at 10% and 40% light intensity. On the other hand, for the iPhone,
the 10% light intensity showed the highest correlation and R2. It is important to note that
the 100% light intensity resulted in the worst correlation and R2 values for both the
Motorola and the iPhone. It was concluded that it is possible to determine the P
concentration in soil samples with concentrations up to 80mg dm-3, using digital
images processed in the Photometrix® application.
Descrição
Palavras-chave
Fósforo , Solo , Photometrix , Smartphone , Espectrofotometria , Phosphorus , Soil , Spectrophotometry
Idioma
Português