Path analysis and near-infrared spectroscopy in canola crop / Análise de trilha e espectroscopia no infravermelho próximo na cultura da canola

ABSTRACT: This study measured the effect of the association between agronomic traits related to the yield of canola grains grown at different sowing dates through path analysis. Another objective was to obtain a method to predict the oil content in the grains, fitting a multivariate model through near-infrared (NIR) spectroscopy analysis. The experiment was conducted in the field using a randomized block design in plots subdivided by time, with four plots (sowing dates), six subplots (canola hybrids), and four replicates. In each hybrid, phenological observations were performed, and the grain yield was determined. The data were subjected to analysis of variance in the R environment using the F test at 5% probability. The oil content in the grains was determined by the traditional chemical method, and based on the NIR spectral signature of the grain samples, partial least squares regression (PLS-R) was established to estimate the oil content in the canola grains. The sowing dates influenced the production components and oil content of the grains of all hybrids. The trait number of grains in five plants (0.6857) and their height (0.4943) had greater estimates of positive correlations with grain yield, as well as higher values of positive direct effects on yield (0.2494 and 0.1595, respectively). The NIR technique combined with PLS-R was able to predict the oil content in the grains, resulting in good predictive models (R2 of 0.86 and root mean square error (RMSE) of 1.56 in external validation).

RESUMO: Objetivou-se mensurar o efeito da associação entre caracteres agronômicos relacionados à produtividade de grãos de canola cultivada em diferentes épocas de semeadura, através da análise de trilha. Assim como também objetivou-se obter um método para predizer o teor de óleo nos grãos, ajustando um modelo multivariado através da análise por espectroscopia na região do infravermelho próximo. O experimento foi conduzido em campo, utilizando-se o delineamento de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas no tempo, sendo quatro parcelas (épocas de semeadura) e seis subparcelas (híbridos de canola), com quatro repetições. Em cada híbrido foram realizadas observações fenológicas e determinada a produtividade de grãos. Os dados foram submetidos à análise de variância em ambiente R pelo teste F, a cinco de probabilidade. O teor de óleo nos grãos foi determinado pelo método químico tradicional, e com base na assinatura espectral no infravermelho próximo de amostras dos grãos foi estabelecida regressão dos mínimos quadrados parciais (PLS-R) para estimar o teor de óleo nos grãos de canola. As épocas de semeadura influenciaram os componentes de produção e o teor de óleo dos grãos de todos híbridos. Os caracteres número de grãos em cinco plantas (0,6857) e altura (0,4943) apresentaram maiores estimativas de correlação positiva com a produtividade de grãos, assim como os maiores valores de efeito direto positivo sobre a produtividade, 0,2494 e 0,1595 respectivamente. Entretanto, o ciclo total (-0,7848), juntamente com dias em florescimento (-0,4520) apresentou correlação significativa negativa com a produtividade. A técnica NIR associada à PLS-R foi capaz de predizer o teor de óleo nos grãos, resultando em bons modelos preditivos (R2 de 0,86 e RMSE de 1,56 na validação externa) que podem ser usados com sucesso na análise da qualidade das amostras após colheita e nos programas de melhoramento genético.

Path analysis and near-infrared spectroscopy in canola crop / Análise de trilha e espectroscopia no infravermelho próximo na cultura da canola

This study measured the effect of the association between agronomic traits related to the yield of canola grains grown at different sowing dates through path analysis. Another objective was to obtain a method to predict the oil content in the grains, fitting a multivariate model through near-infrared (NIR) spectroscopy analysis. The experiment was conducted in the field using a randomized block design in plots subdivided by time, with four plots (sowing dates), six subplots (canola hybrids), and four replicates. In each hybrid, phenological observations were performed, and the grain yield was determined. The data were subjected to analysis of variance in the R environment using the F test at 5% probability. The oil content in the grains was determined by the traditional chemical method, and based on the NIR spectral signature of the grain samples, partial least squares regression (PLS-R) was established to estimate the oil content in the canola grains. The sowing dates influenced the production components and oil content of the grains of all hybrids. The trait number of grains in five plants (0.6857) and their height (0.4943) had greater estimates of positive correlations with grain yield, as well as higher values of positive direct effects on yield (0.2494 and 0.1595, respectively). The NIR technique combined with PLS-R was able to predict the oil content in the grains, resulting in good predictive models (R2 of 0.86 and root mean square error (RMSE) of 1.56 in external validation).

Objetivou-se mensurar o efeito da associação entre caracteres agronômicos relacionados à produtividade de grãos de canola cultivada em diferentes épocas de semeadura, através da análise de trilha. Assim como também objetivou-se obter um método para predizer o teor de óleo nos grãos, ajustando um modelo multivariado através da análise por espectroscopia na região do infravermelho próximo. O experimento foi conduzido em campo, utilizando-se o delineamento de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas no tempo, sendo quatro parcelas (épocas de semeadura) e seis subparcelas (híbridos de canola), com quatro repetições. Em cada híbrido foram realizadas observações fenológicas e determinada a produtividade de grãos. Os dados foram submetidos à análise de variância em ambiente R pelo teste F, a cinco de probabilidade. O teor de óleo nos grãos foi determinado pelo método químico tradicional, e com base na assinatura espectral no infravermelho próximo de amostras dos grãos foi estabelecida regressão dos mínimos quadrados parciais (PLS-R) para estimar o teor de óleo nos grãos de canola. As épocas de semeadura influenciaram os componentes de produção e o teor de óleo dos grãos de todos híbridos. Os caracteres número de grãos em cinco plantas (0,6857) e altura (0,4943) apresentaram maiores estimativas de correlação positiva com a produtividade de grãos, assim como os maiores valores de efeito direto positivo sobre a produtividade, 0,2494 e 0,1595 respectivamente. Entretanto, o ciclo total (-0,7848), juntamente com dias em florescimento (-0,4520) apresentou correlação significativa negativa com a produtividade. A técnica NIR associada à PLS-R foi capaz de predizer o teor de óleo nos grãos, resultando em bons modelos preditivos (R2 de 0,86 e RMSE de 1,56 na validação externa) que podem ser usados com sucesso na análise da qualidade das amostras após colheita e nos programas de melhoramento genético.

Desempenho produtivo de cultivares de soja cultivadas em diferentes densidades de plantas / Productive performance of soybean cultivars grown in different plant densities

Plants density in soybean cultivation is an important management practice to achieve high grain yield. In this way, the objective was to evaluate the agronomic traits and grain yield in soybean in different plant densities, in two locations in the south of Minas Gerais. The experimental design was in randomized blocks, arranged in a split plot design, with three replications. Plots were composed of four population densities (300, 400, 500 and 600 thousand plants per hectare) and the subplots were composed of six cultivars (BMX Força RR, CD 250 RR, FMT 08 - 60.346/1, NA 5909 RR, TMG 7161 RR and V - TOP RR) grown in Lavras and Inconfidentes, both in Minas Gerais. At the time of harvest was determined the plant height, lodging, insertion of the first pod, harvest index, number of pods per plant, number of grains, number of grains per pod and yield. Regardless of the soybean cultivar, the plant density of up to 600,000 per ha does not affect grain yield, plant height, lodging, harvest index, and number of grains per pod. The cultivars V-TOP RR and BMX FORÇA RR showed high grain yield and good agronomic traits in Lavras and Inconfidentes.

A densidade de plantas no cultivo de soja é uma prática de manejo relevante para o alcance de alta produtividade de grãos. Dessa forma, objetivou-se avaliar os caracteres agronômicos e produtividade dos grãos na soja em diferentes densidades de plantas. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, dispostos em esquema de parcelas subdivididas, com três repetições. As parcelas foram compostas por quatro densidades populacionais (300, 400, 500 e 600 mil plantas por hectare) e, as subparcelas foram compostas por seis cultivares (BMX Força RR, CD 250 RR, FMT 08 - 60.346/1, NA 5909 RR, TMG 7161 RR e V - TOP RR) cultivados em Lavras e Incofidentes, ambos em Minas Gerais. Na ocasião da colheita determinou-se a altura de plantas, o acamamento, a inserção do primeiro legume, o índice de colheita, o número de vagens por planta, o número de grãos, o número de grãos por vagem e a produtividade. Independentemente da cultivar de soja, a densidade de plantas de até 600.000 por ha, não afeta o rendimento de grãos, altura da planta, acamamento, índice de colheita e número de grãos por vagem. As cultivares V-TOP RR e BMX FORÇA RR apresentaram alto rendimento de grãos e boas características agronômicas em Lavras e Inconfidentes.

Desempenho produtivo de cultivares de soja cultivadas em diferentes densidades de plantas / Productive performance of soybean cultivars grown in different plant densities

Plants density in soybean cultivation is an important management practice to achieve high grain yield. In this way, the objective was to evaluate the agronomic traits and grain yield in soybean in different plant densities, in two locations in the south of Minas Gerais. The experimental design was in randomized blocks, arranged in a split plot design, with three replications. Plots were composed of four population densities (300, 400, 500 and 600 thousand plants per hectare) and the subplots were composed of six cultivars (BMX Força RR, CD 250 RR, FMT 08 - 60.346/1, NA 5909 RR, TMG 7161 RR and V - TOP RR) grown in Lavras and Inconfidentes, both in Minas Gerais. At the time of harvest was determined the plant height, lodging, insertion of the first pod, harvest index, number of pods per plant, number of grains, number of grains per pod and yield. Regardless of the soybean cultivar, the plant density of up to 600,000 per ha does not affect grain yield, plant height, lodging, harvest index, and number of grains per pod. The cultivars V-TOP RR and BMX FORÇA RR showed high grain yield and good agronomic traits in Lavras and Inconfidentes.(AU)

A densidade de plantas no cultivo de soja é uma prática de manejo relevante para o alcance de alta produtividade de grãos. Dessa forma, objetivou-se avaliar os caracteres agronômicos e produtividade dos grãos na soja em diferentes densidades de plantas. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, dispostos em esquema de parcelas subdivididas, com três repetições. As parcelas foram compostas por quatro densidades populacionais (300, 400, 500 e 600 mil plantas por hectare) e, as subparcelas foram compostas por seis cultivares (BMX Força RR, CD 250 RR, FMT 08 - 60.346/1, NA 5909 RR, TMG 7161 RR e V - TOP RR) cultivados em Lavras e Incofidentes, ambos em Minas Gerais. Na ocasião da colheita determinou-se a altura de plantas, o acamamento, a inserção do primeiro legume, o índice de colheita, o número de vagens por planta, o número de grãos, o número de grãos por vagem e a produtividade. Independentemente da cultivar de soja, a densidade de plantas de até 600.000 por ha, não afeta o rendimento de grãos, altura da planta, acamamento, índice de colheita e número de grãos por vagem. As cultivares V-TOP RR e BMX FORÇA RR apresentaram alto rendimento de grãos e boas características agronômicas em Lavras e Inconfidentes.(AU)