Embrapa: laser reduz custos de análise de sementes de soja

A Embrapa Instrumentação e a Universidade Federal do Mato Grosso do Sul desenvolveram um método para avaliar o vigor de sementes de soja em minutos.

LIBS avalia sementes na escala dos átomos para distinguir vigor dos lotes. (foto – Embrapa Instrumentação)

A técnica utiliza espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) e algoritmos de aprendizado de máquina (machine learning) para elevar a precisão e reduzir significativamente os custos destas analises.

O método é capaz de avaliar as sementes na escala dos átomos para criar protocolos, a fim de distinguir lotes. Deste modo, sojicultores podem usar apenas as sementes de alto vigor e multiplicar a produtividade.

As técnicas tradicionais são trabalhosas, mais demoradas e chegam a custar acima de R$ 100 por lote. Os pesquisadores calculam que, com a nova técnica, o preço poderá ser bem inferior, dependendo do custo da empresa que fará a análise.

Com o novo método, que já tem pedido de patente encaminhado ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), o sojicultor poderá realizar uma seleção das sementes e elevar, ano após ano, a qualidade e quantidade da safra colhida.

Sementes

Em geral, os altos rendimentos das lavouras dependem, entre outros fatores, da qualidade de sementes vigorosas, que estão diretamente relacionadas à produtividade.

Técnicas tradicionais são trabalhosas, mais demoradas e chegam a custar acima de R$ 100 por lote. (foto – Embrapa)

Por isso, a necessidade de aplicação de testes de vigor eficazes para distinguir o real potencial de um lote de sementes.

Mas alguns métodos, como taxa de emergência, envelhecimento acelerado e o de tetrazólio, levam alguns dias para obtenção dos resultados, o que atrasa a avaliação final do lote.

O desenvolvimento de novas tecnologias representa um salto tecnológico para o competitivo mercado de sementes destinado a uma cultura estratégica do Brasil, líder mundial na produção de soja.

Até então, não havia registro na literatura de estudos sobre o desempenho da técnica desenvolvida com o objetivo de distinção entre baixo vigor e alto vigor de sementes de soja.

Testes a campo

Com uma área cultivada de 800 hectares, a propriedade em Santa Cecília do Pavão, cidade do norte do Paraná, produz sementes para a Integrada Cooperativa Agroindustrial, presente em 49 municípios e com um faturamento de R$ 3,2 bilhões registrado em 2019.

“A técnica parece ser uma boa ferramenta. Estou vendo um ganho de tempo muito grande, porque para um produtor saber hoje o vigor da semente leva, no mínimo, cinco ou seis dias. Tem de colher, levar para o laboratório e fazer os testes”, diz o produtor de sementes da fazenda Ouro Branco, Hauston Godoy Munhoz.

Pesquisa

A conclusão dos pesquisadores é que os resultados obtidos comprovam o alto potencial da LIBS como uma nova metodologia a ser utilizada em testes de vigor de sementes, e uma alternativa competitiva frente às metodologias tradicionais.

Os cientistas constataram que os testes de validação cruzada indicam que sementes de soja de alto vigor podem ser diferenciadas com sucesso de sementes de baixo vigor com 97,8% de precisão usando um algoritmo de aprendizado de máquina.

De acordo com o grupo, isso possibilita em um futuro próximo a construção de um equipamento de baixo custo dedicado a esse fim. Este é o próximo passo: encontrar empresas interessadas em desenvolver um aparelho dedicado para disponibilizar o serviço ao produtor rural.

Liderado pelo pesquisador do Instituto de Física da Universidade Federal do Mato Grosso (UFMS) Cícero Cena, o desenvolvimento da nova metodologia contou com a expertise da pesquisadora da Embrapa Débora Milori e do seu orientado de doutorado Alfredo Xavier.

A pesquisadora explica que os lotes de sementes de soja, de diferentes qualidades fisiológicas, foram avaliados com base no teor de nutrientes medido pela técnica LIBS, assistida por análise multivariada e algoritmos de aprendizado de máquina.

No Laboratório de Óptica e Fotônica da Embrapa Instrumentação, Alfredo acompanhou o preparo e as medições de 92 amostras, sendo 46 coletadas em lotes comercializados como sementes de baixo vigor e 46 como sementes de alto vigor. As sementes de soja dos dois lotes, de diferentes qualidades fisiológicas, foram moídas e passadas por uma peneira de malha.

“A técnica mostrou um potencial promissor para classificar lotes de sementes de soja de acordo com sua qualidade fisiológica”, comemora Milori, ressaltando que a LIBS permite a avaliação em tempo real em laboratório.

Sem resíduos

Com mais de 15 anos de trabalhos no uso de ótica e fotônica, a pesquisadora da Embrapa Débora Milori conta que a LIBS foi empregada por ser uma técnica de ação rápida, baixo custo e para amostras sem preparo, de 0,5 grama, por exemplo.

Milori explica que o sistema LIBS dispara um laser de alta energia, gerando um plasma que emite luz oriunda dos átomos e íons presentes na amostra. “A emissão de luz de cada elemento é como uma impressão digital que possibilita identificar o átomo que está no plasma. Dessa forma, é possível quantificar carbono, nutrientes e contaminantes do solo”, esclarece a cientista. (com informações da assessoria de imprensa)

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