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https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/25921| Tipo de Documento: | Tese |
| Título : | Filmes de partículas de óxido de cálcio e silício em campo e casa de vegetação, na avaliação de déficit hídrico e aprendizagem de máquinas na predição da produtividade de abóbora “mini jack” |
| Otros títulos : | Calcium oxide and silicon particle films under field and greenhouse conditions for assessing water deficit and machine learning-based prediction of ‘mini jack’ pumpkin yield |
| Autor : | Graça, Genilza Almeida da |
| Fecha de publicación : | 24-jul-2026 |
| Director(a): | Oliveira Júnior, Luiz Fernando Ganassali de |
| Resumen: | As mudanças climáticas têm intensificado a frequência e a severidade dos períodos de seca, ampliando os riscos à produção agrícola e a necessidade de estratégias capazes de aumentar a tolerância das culturas ao déficit hídrico. Nesse contexto, filmes de partículas à base de óxido de cálcio (CaO) e o silício (Si) apresentam potencial para modular respostas fisiológicas e reduzir os efeitos do estresse, enquanto o aprendizado de máquina permite integrar informações biológicas e agronômicas para a predição do desempenho produtivo. Este estudo avaliou os efeitos do CaO e do Si na mitigação do déficit hídrico em plantas de abóbora ‘Mini Jack’ (Cucurbita moschata), considerando respostas fisiológicas, bioquímicas, de crescimento e produtivas, bem como o potencial de algoritmos de aprendizado de máquina na predição da produtividade, sendo estruturado em três artigos. No primeiro artigo, foram avaliadas diferentes concentrações de CaO (0; 2,5; 5 e 7,5%) sob irrigação plena e déficit hídrico (66% e 100%). A aplicação de CaO modulou o funcionamento fotoquímico e o desempenho produtivo, com destaque para a concentração de 5%, que favoreceu o transporte de elétrons, preservou a eficiência fotoquímica e proporcionou melhor desempenho produtivo, enquanto a concentração de 7,5% apresentou efeitos menos favoráveis, demonstrando a importância do ajuste da concentração do filme. No segundo artigo, foram avaliadas as aplicações isoladas e combinadas de Si e CaO sob diferentes regimes hídricos. O déficit hídrico comprometeu o crescimento e alterou os pigmentos fotossintéticos, a fluorescência transiente da clorofila a e as respostas osmóticas e antioxidantes. O CaO isolado favoreceu a manutenção da área foliar sob déficit hídrico, enquanto a combinação Si + CaO aumentou os índices de clorofila, preservou o funcionamento fotoquímico e reduziu o acúmulo de prolina e a atividade de CAT e APX, indicando menor pressão oxidativa e uma estratégia predominantemente preventiva de proteção do aparato fotossintético. No terceiro artigo, os algoritmos Regressão Linear, Random Forest e SMOreg foram avaliados na predição da produtividade a partir de conjuntos progressivamente integrados de pigmentos, parâmetros OJIP, características biométricas e variáveis de manejo. Os pigmentos isolados apresentaram baixa capacidade preditiva, enquanto a incorporação dos parâmetros OJIP aumentou o desempenho dos modelos, com destaque para o Random Forest. A integração de informações fotoquímicas, pigmentares e biométricas proporcionou o melhor desempenho preditivo, com superioridade do SMOreg, demonstrando que a complementaridade biológica entre os preditores foi determinante para a representação da produtividade. Em conjunto, os resultados demonstram que o CaO e sua associação com Si constituem estratégias promissoras para modular as respostas de plantas de abóbora ‘Mini Jack’ ao déficit hídrico, enquanto a integração entre ecofisiologia vegetal e aprendizado de máquina amplia a capacidade de relacionar manejo, funcionamento fotossintético, crescimento e produtividade. |
| Resumen : | Climate change has intensified the frequency and severity of drought periods, increasing risks to agricultural production and the need for strategies capable of enhancing crop tolerance to water deficit. In this context, calcium oxide (CaO)-based particle films and silicon (Si) have the potential to modulate physiological responses and alleviate the effects of stress, while machine learning enables the integration of biological and agronomic information for predicting crop productivity. This study evaluated the effects of CaO and Si on mitigating water deficit in ‘Mini Jack’ pumpkin (Cucurbita moschata) plants, considering physiological, biochemical, growth, and productivity responses, as well as the potential of machine learning algorithms for productivity prediction. The study was structured into three articles. In the first article, different CaO concentrations (0, 2.5, 5, and 7.5%) were evaluated under two irrigation regimes (66 and 100% of crop water requirements). CaO application modulated photochemical functioning and productivity performance, with the 5% concentration promoting electron transport, preserving photochemical efficiency, and improving yield. In contrast, the 7.5% concentration resulted in less favorable responses, highlighting the importance of optimizing particle film concentration. In the second article, the individual and combined applications of Si and CaO were evaluated under different water regimes. Water deficit impaired plant growth and altered photosynthetic pigments, the chlorophyll a fluorescence transient, and osmotic and antioxidant responses. CaO alone contributed to maintaining leaf area under water deficit, whereas the Si + CaO combination increased chlorophyll indices, preserved photochemical functioning, and reduced proline accumulation As well as CAT and APX activities, indicating lower oxidative stress and a predominantly preventive strategy for protecting the photosynthetic apparatus. In the third article, Linear Regression, Random Forest, and SMOreg algorithms were evaluated for productivity prediction using progressively integrated datasets comprising pigments, OJIP parameters, biometric traits, and management variables. Pigments alone showed low predictive capacity, whereas the incorporation of OJIP parameters improved model performance, with Random Forest showing the best results. The integration of photochemical, pigment-related, and biometric information provided the highest predictive performance, with SMOreg outperforming the other algorithms, demonstrating that biological complementarity among predictors was critical for accurately representing productivity. Overall, the results demonstrate that CaO and its combination with Si are promising strategies for modulating the responses of ‘Mini Jack’ pumpkin plants to water deficit, while the integration of plant ecophysiology and machine learning enhances the ability to relate crop management, photosynthetic functioning, growth, and productivity. |
| Palabras clave : | Agrobiodiversidade Abóbora Clorofila Fluorescência Silício Aprendizagem do computador Cucurbita moschata Deficiência hídrica Fluorescência da clorofila a Óxido de cálcio Aprendizado de máquina Water deficit Chlorophyll a fluorescence Silicon Calcium oxide Machine learning |
| Área CNPQ: | CIENCIAS AGRARIAS |
| Patrocinio: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES |
| Idioma : | por |
| Institución: | Universidade Federal de Sergipe (UFS) |
| Programa de Posgrado: | Pós-Graduação em Agricultura e Biodiversidade |
| Citación : | GRAÇA, Genilza Almeida da. Filmes de partículas de óxido de cálcio e silício em campo e casa de vegetação, na avaliação de déficit hídrico e aprendizagem de máquinas na predição da produtividade de abóbora “mini jack”. 2026. 76 f. Tese (Doutorado em Agricultura e Biodiversidade) — Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2026. |
| URI : | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/25921 |
| Aparece en las colecciones: | Doutorado em Agricultura e Biodiversidade |
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