Determinação não destrutiva do nitrogênio total em plantas por espectroscopia de reflectância difusa no infravermelho próximo

Abstract

Recebido em 3/5/07; aceito em 17/8/07; publicado na web em 19/3/08 NON-DESTRUCTIVE DETERMINATION OF TOTAL NITROGEN IN PLANTS BY DIFFUSE REFLECTANCE NEAR INFRARED SPECTROSCOPY. Diffuse reflectance near-infrared (DR-NIR) spectroscopy associated with partial least squares (PLS) multivariate calibration is proposed for a direct, non-destructive, determination of total nitrogen in wheat leaves. The procedure was developed for an Analytical Instrumental Analysis course, carried out at the Institute of Chemistry of the State University of Campinas. The DR-NIR results are in good agreement with those obtained by the Kjeldhal standard procedure, with a relative error of less than ± 3% and the method may be used for teaching purposes as well as for routine analysis.Keywords: total nitrogen; near-infrared diffuse reflectance; teaching activity. INTRODUÇÃOA espectroscopia do infravermelho próximo (NIR), associada à calibração multivariada, é uma técnica bastante utilizada em diversas áreas.1-3 Por exemplo, os trabalhos de Willians e colaboradores 4 mostram que estes métodos são possibilidades seguras e rápidas na solução analítica de diversos problemas práticos, como os da determinação do teor de proteínas, umidade, carboidratos e gorduras em diferentes tipos de alimentos.Dentre as técnicas de medida na região do infravermelho, destaca-se a espectroscopia de reflectância difusa no infravermelho pró-ximo (DR-NIR), que já está bem fundamentada na literatura 5 e que pode ser usada na determinação direta e não destrutiva de uma grande quantidade de substâncias em diferentes tipos de amostras, 6-9 com economia de reagentes e de tempo. Ainda, as facilidades existentes atualmente para o acoplamento entre os equipamentos de medida e os microcomputadores, associadas à facilidade na estocagem de grandes quantidades de dados, possibilita maior rapidez nas medidas. Desta forma, as dificuldades anteriores na obtenção de espectros na região do infravermelho próximo foram contornadas. Estas características conferem vantagens particulares à técnica, tornando-a útil e muito interessante tanto em análises de rotina e como no controle on-line de processos industriais, com grande potencial para a aplicação dos conceitos da química verde.Diferentes softwares (UNSCRAMBLER, NSAS, ISI, IDAS, Pirouette, etc.), que utilizam métodos matemáticos e estatísticos (métodos quimiométricos) 10-13 para o máximo aproveitamento das informações obtidas, têm sido desenvolvidos e aplicados para tratar estes tipos de dados, sendo o da regressão por quadrados míni-mos parciais (PLS) 14 um dos mais empregados. Embora nem sempre ocorram relações lineares entre os sinais espectroscópicos e as medidas da concentração total das espécies contidas na amostra, estes procedimentos já foram aplicados com sucesso em análises de matrizes complexas, fornecendo resultados rápidos, precisos e exatos. 8,15,16 Por outro lado, apesar do crescente uso da espectroscopia de reflectância difusa no infravermelho próximo para a resolução de problemas práticos de rotina, relativamente po...

Fast and Non-Destructive Determination of N, P, and K in Sorghum, Oat, and Corn Residue Using Near-Infrared Spectroscopy

“…NIR spectroscopy has been explored as an analytical approach to analyze various agricultural matrices (Wang et al, 2015;Luce et al, 2014;Fujiwara & Murakami, 2007;He et al, 2007). According to Lima et al (2008), the results obtained using NIR spectroscopy for plant analysis show that the technique produces similar results to those obtained using the standard Kjeldahl procedure for N content, indicating that it can be used for routine analysis.…”