Prediction of soil organic matter and clay contents by near-infrared spectroscopy - NIRS / Predição dos teores de matéria orgânica e argila do solo por espectroscopia no infravermelho próximo - NIRS

Among the soil constituents, special attention is given to soil organic matter (SOM) and clay contents, since, among other aspects, they are key factors to nutrient retention and soil aggregates formation, which directly affect the crop production potential. The methods commonly used for the quantification of these constituents have some disadvantages, such as the use of chemical reactants and waste generation. An alternative to these methods is the near-infrared spectroscopy (NIRS) technique. The aim of this research is to evaluate models for SOM and clay quantification in soil samples using spectral data by NIRS. A set (n = 400) of soil samples previously analyzed by traditional methods were used to generate a NIRS calibration curve. The clay content was determined by the hydrometer method while SOM content was determined by sulfochromic solution. For calibration, we used the original spectra (absorbance) and spectral pretreatment (Savitzky-Golay smoothing derivative) in the following models: multiple linear regression (MLR), partial last squares regression (PLSR), support vector machine (SVM) and Gaussian process regression (GPR). The curve validation was performed with the SVM model (best performance in the calibration based on R² and RMSE) in two ways: with 40 random samples from the calibration set and another set with 200 new unknown samples. The soil clay content affects the predictive ability of the calibration curve to estimate SOM content by NIRS. Validation curves showed poorer performance (lower R² and higher RMSE) when generated from unknown samples, where the model tends to overestimate the lower levels and to underestimate the higher levels of clay and SOM. Despite the potential of NIRS technique to predict these attributes, further calibration studies are still needed to use this technique in soil analysis laboratories.(AU)

Dentre os constituintes do solo, especial atenção é voltada aos teores de argila e de matéria orgânica do solo (MOS), pois, entre outros aspectos, são determinantes para retenção de nutrientes e a formação de agregados no solo, os quais afetam diretamente o potencial produtivo das culturas. Os métodos mais comumente utilizados para quantificação destes constituintes apresentam algumas desvantagens, como o uso de reagentes químicos e a geração de resíduos. Uma alternativa a estes métodos é o uso da espectroscopia no infravermelho próximo (near infrared spectroscopy - NIRS). O objetivo deste trabalho é avaliar modelos de quantificação dos teores de argila e de MOS em amostras de solo utilizando dados espectrais por meio da técnica NIRS. Foram utilizadas 400 amostras de solos com amplitude nos teores de MOS e argila para geração de uma curva de calibração. A argila foi determinada pelo método do densímetro e a MOS por meio da solução sulfocrômica. Para calibração, utilizou-se os espectros originais (absorbância) e com pré-tratamento espectral (Savitzky-Golay derivative) das 400 amostras nos seguintes modelos: multiple linear regression (MLR), partial last squares regression (PLSR), support vector machine (SVM) e Gaussian process regression (GPR). A validação da curva foi realizada com o modelo que apresentou melhor desempenho na calibração (SVM) de duas maneiras: com 40 amostras aleatórias oriundas daquelas utilizadas na calibração e com outras 200 novas amostras desconhecidas. O teor de argila das amostras de solo afeta a capacidade preditiva da curva de calibração da estimativa do teor de MOS pelo NIRS. A validação das curvas apresentou pior desempenho (menor R² e maior RMSE) quando feita a partir de amostras desconhecidas, cujo modelo tende a superestimar os teores mais baixos e subestimar os teores mais elevados de argila e MOS...(AU)

Avaliação da hemodinâmica uterina em cadelas com piometra submetidas a diferentes protocolos de tratamento medicamentoso

Resumo: O complexo hiperplasia endometrial cística - Piometra é uma desordem endometrial das cadelas, sendo a mais comum e importante dentre as afecções uterinas. A ovariohisterectomia é a principal escolha terapêutica, porém, protocolos de tratamento farmacológico surgiram como substitutivos à cirurgia. No entanto, não há estudos que avaliem a hemodinâmica uterina durante o tratamento conservativo, além de características morfométricas uterinas, após distintos tratamentos medicamentosos para piometra. Portanto, o objetivo deste trabalho foi comparar a eficácia do tratamento, a resposta medular, hemodinâmica, vascularização e características morfológicas uterinas após distintos tratamentos medicamentosos para piometra em cadelas. Para tanto, 17 cadelas com diagnóstico de piometra foram alocadas em 3 grupos: controle (submetidas à ovariohisterectomia logo após o diagnóstico), aglepristone (submetidas a protocolo de tratamento com aglepristone na dose de 10 mg/Kg, SID, SC, nos dias 1, 2 e 8 após o diagnóstico) e grupo associação (submetidas a tratamento com aglepristone, além da administração de prostaglandina sintética na dose de 1 µg/kg, SID, IM por 7 dias). A avaliação clínica (FC, FR e temperatura corpórea) foi realizada nos dias 1 e 2 após o diagnóstico, sempre nos seguintes momentos: pré-tratamento, 15 e 60 minutos após aplicação do protocolo terapêutico. Para avaliar o curso dos protocolos de tratamento, foram realizadas análises laboratoriais nos dias 1, 4 e 8 após o início da terapia e avaliações diárias por ultrassonografia modo-B e Dopplervelocimetria das artérias uterinas direita e esquerda. No 9º dia após início do tratamento, as cadelas foram submetidas a ovariohisterectomia e o útero processado para estereologia (morfologia uterina) e imunoistoquímica para expressão do fator VEGF-A. Para a análise temporal, as variáveis clínicas, laboratoriais e ultrassonográficas foram avaliadas pelo teste T de Student e LSD. O efeito dos tratamentos sobre a avaliação do Doppler modo-B e colorido foram analisados pelo teste ANOVA. Para a avaliação de Doppler Espectral, imunoistoquímica e estereologia, os dados foram avaliados pelo teste ANOVA / LSD na comparação entre os tratamentos, e teste T de Student / Wilcoxon entre os graus de comprometimento da artéria uterina. Foi realizado a análise de correlação utilizando os testes de Pearson e Spearman (p 0,05). Na avaliação clínica, o grupo Associação alterou a frequência respiratória até 15 minutos pós-aplicação e houve diminuição da temperatura corpórea entre o 1º e 2º dias. Na avaliação laboratorial, foi observada diminuição dos valores de proteína plasmática no grupo Aglepristone entre o 1º e 4º dia de tratamento e da contagem de leucócitos ao longo do tempo em ambos tratamentos, além de menor contagem de hemácias e hematócrito no grupo Associação. Na avaliação temporal, houve diminuição do perímetro, área e escore de vascularização uterina. O grupo Associação apresentou menor velocidade diastólica final e maior relação sístole:diástole (SD), índice de pulsatilidade (PI) e resistividade (RI), independente do curso da terapia. Ao final do tratamento, os grupos Aglepristone e Associação apresentaram menor perímetro, área e escore de vascularização uterina, assim como menor velocidade diastólica final, além de maior PI, RI e SD, na artéria mais comprometida, em comparação ao Controle. O grupo Aglepristone apresentou menor fração de volume do infiltrado inflamatório e maior fração de volume do estroma uterino. Além disto, houve menores valores de volume e superfície de cistos endometriais e menor expressão do fator VEGF-A no grupo Associação. Em conclusão, a despeito da eficácia dos diferentes tratamentos medicamentosos, o protocolo com Aglepristone é mais eficaz para reversão das alterações clínico-laboratoriais da piometra. Por outro lado, a terapia associativa é mais eficaz em diminuir a vascularização uterina e modular o fluxo sanguíneo e hemodinâmica uterina. Ademais, a terapia medicamentosa em associação do aglepristone e prostaglandina promove alterações morfológicas uterinas, tais como diminuição da quantidade de cistos endometriais, além da diminuição da angiogênese local.

Abstract: Cystic endometrial hyperplasia - Pyometra complex is a canine endometrial disorder, considered the most common and important among uterine diseases. The treatment of choice is ovariohysterectomy, but medical treatments have become an alternative. However, no studies have been performed in order to evaluate uterine hemodynamic changes during medical treatment, as well as uterine morphometric findings after different medical treatments for pyometra bitches. Therefore, the aim of this study was to compare the effectiveness of two medical protocols by means of medullar response, hemodynamic evaluation, vascularization and uterine morphological changes in pyometra bitches. For such purpose, 17 bitches with pyometra were assigned to 3 groups: Control group (ovariohysterectomy after pyometra diagnosis), Aglepristone group (10 mg/kg aglepristone protocol, SID, SC, on days 1, 2 and 8 after pyometra diagnosis) and Associative group (aglepristone treatment coupled with the administration of 1 µg/kg synthetic prostaglandin, SID, IM for 7 days). Clinical evaluation (HR, RR and body temperature) was performed on days 1 and 2 after pyometra diagnosis, always at the following moments: pre-administration, 15 and 60 minutes after administration of the medical treatment. In order to evaluate the progress of conservative treatment, laboratorial exams were performed on days 1, 4, and 8 after the begging of treatment and daily B-mode ultrasonography, as well as Doppler velocimetry of the right and left uterine arteries. At the 9th day of treatment, bitches were ovariohysterectomized and uterus was processed for stereology (uterine morphology) and immunohistochemistry for VEGF-A. For temporal analysis, clinical, laboratory and ultrasonographic variables were evaluated by Student's T and LSD tests. The effect of treatments on B-mode and color Doppler exams was analyzed by ANOVA test. Spectral Doppler, immunohistochemistry and stereology results were evaluated by ANOVA / LSD to compare the treatments and the Student T / Wilcoxon tests to compare uterine arteries according to degree of hazard. Correlation analysis was performed using Pearson and Spearman tests (p 0.05). For clinical evaluation, the Associative group had altered respiratory rate between 0 and 15 minutes after drug administration and decreased body temperature between the 1st and 2nd days. For laboratory evaluation, a decrease in plasma protein was observed in Aglepristone group between the 1st and 4th days of treatment and leukocyte count over time for both therapeutic protocols, in addition to lower red blood cell count and hematocrit in Associative group. For temporal evaluation, there was a significant decrease in uterine perimeter, area and vascularization score. The Associative group had lower final diastolic velocity and higher systole: diastole ratio (SD), pulsatility index (PI) and resistance index (RI). At the end of treatment, Aglepristone and Associative groups had lower uterine perimeter, area and vascularization score, as well as lower final diastolic velocity and higher values of PI, RI and SD in the more affected artery compared to the Control group. The Aglepristone group presented lower fraction volume of inflammatory infiltrate and larger fraction volume of uterine stroma. In addition, the Associative group had lower volume and surface values of endometrial cysts and VEGF-A expression. In conclusion, different medical treatments, specially the Aglepristone protocol, are effective in reversing clinical and laboratory alterations of pyometra. Conversely, Associative therapy is more effective in decreasing uterine vascularization and modulating uterine blood flow and hemodynamics. Moreover, associative medical therapy with aglepristone and prostaglandin was able to promote morphological changes such as decreased number of endometrial cysts and local angiogenesis.

USO DA ESPECTROSCOPIA NIR PARA PREVISÃO DA COMPOSIÇÃO BROMATOLÓGICA DE VAGENS DE ALGAROBA E PALMA FORRAGEIRA

Espécies forrageiras adaptadas às condições semiáridas são uma alternativa para reduzir os impactos negativos na cadeia produtiva de ruminantes da região Nordeste brasileira devido à sazonalidade na oferta de forragem, além de reduzir custo com o fornecimento de alimentos concentrados. Dentre as espécies, a vagem de algaroba e palma forrageira ganham destaque por serem bastante resistentes e produzirem em períodos onde a oferta de forragem está reduzida. Apresentam bom valor nutricional e é bem aceita pelos animais. No entanto, os produtores não fazem uso da prática de análise da composição bromatológica dos alimentos para a formulação de dietas balanceadas, em decorrência de tempo despendido para receber os resultados e o custo. Com isso, a espectroscopia de reflectância no infravermelho próximo (NIR) representa uma importe alternativa aos métodos tradicionais. Objetivou-se com este estudo desenvolver e validar modelos de predição da composição bromatológica de vagem de algaroba e palma forrageira baseados em espectroscopia NIR e mínimo de quadrados parciais (PLS). Foram coletadas amostras de vagem de algaroba nos estados do Ceará, Bahia, Paraíba e Pernambuco, e amostras de palma forrageira nos estados do Ceará, Paraíba e Pernambuco. Para obtenção dos espectros utilizou-se dois equipamentos NIR, o modelo Perten DA 7250 e Foss 5000. Os alimentos foram escaneados in natura em aparelho do modelo Perten. Para tratamento de dados espectrais e desenvolvimento dos modelos utilizou-se o software The Unscrambler 10.2. Foi realizada uma subamostragem para obtenção dos valores de referência e os alimentos selecionados foram pré-secos, moídos e reescaneados em equipamentos Perten e Foss. Os valores dos parâmetros de referência foram obtidos por meio de metodologias tradicionalmente aplicadas em laboratório de nutrição animal. O desempenho dos modelos foi avaliado de acordo com os erros médios de calibração (RMSEC) e validação (RMSECV), e coeficiente de determinação (r2 ). A análise exploratória dos dados por meio de tratamentos espectrais e análise de componentes principais (PCA) mostraram que os bancos de dados eram similares. Na avaliação dos resultados de referência, observou-se uma boa variação quanto a composição bromatológica, um fator importante para modelos de calibração. No desempenho dos modelos, aqueles desenvolvidos com pré-processamento da amostra se mostraram mais eficientes daquele construído com amostras in natura. E entre os equipamentos, o Pertem apresentou desempenho semelhante ao equipamento Foss, apesar desse último cobrir uma faixa espectral maior e com intervalos de leituras menores.

Forage species adapted to semi-arid conditions are an alternative to reduce the negative impacts in the supply chain of ruminants of north eastern Brazil due to seasonality in forage supply and reduce cost by providing concentrated food. Among the species, mesquite pods and cactus are highlighted because they are quite hardy and produce in periods where the forage supply is reduced. They have good nutritional value and is well accepted by the animals. However, producers do not use analytics practice of chemical composition of food for the formulation of balanced diets as a result of time taken to receive the results and the cost. Thus, the reflectance spectroscopy in the near infrared (NIR) represents a care alternative to traditional methods. The objective of this study to develop and validate predictive models of the chemical composition of mesquite pods and cactus based eletroscopia NIR and minimum partial least squares (PLS). Mesquite pod samples were collected in the states of Ceará, Bahia, Paraíba and Pernambuco, and samples of forage cactus in the states of Ceará, Paraíba and Pernambuco. To obtain the spectra used two NIR equipment, Perten Model 7250 and Foss 5000. Foods were scanned in natura device Perten model. For treatment of the spectral data and developing the models used the software 10.2 The Unscrambler. One sub-sampling was carried out to obtain the reference values and the selected foods were pre-dried, ground and reescaneados in Perten and Foss equipment. The values of the reference parameters were obtained by methods traditionally applied in animal nutrition laboratory. The performance models of designs were evaluated according to the calibration medium errors (RMSEC) and validation (RMSECV), and coefficient of determination (r2). The exploratory data analysis through spectral treatments and principal component analysis (PCA) showed that the databases were similar. In the evaluation of the reference results, there was a good variation in the chemical composition, an important factor for calibration models. The performance of models, those developed with pre-processing of the sample were more efficient that built with fresh samples. And among the equipment, Pertem performance similar to Foss equipment, although the latter cover a larger spectral range and with lower readings intervals.