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Tipo do documento: Dissertação
Title: Espectros de infravermelho próximo, análises bromatológicas e digestibilidade in vitro para predição de fibra em detergente neutro indigestível em gramíneas tropicais
Other Titles: Near-infrared spectra, bromatological analyses, and in vitro digestibility for predicting indigestible and potentially digestible neutral detergent fiber in tropical grasses
Authors: Oliveira, Catarina Fernandes de
Orientador(a): Rodrigues, João Paulo Pacheco
Primeiro membro da banca: Rodrigues, João Paulo Pacheco
Segundo membro da banca: Detmann, Edenio
Terceiro membro da banca: Silva, Tadeu Eder da
Quarto membro da banca: Moura, André Morais
Keywords: análise de alimentos;espectroscopia;FDNi;in situ;NIRS;feed analysis;iNDF;spectroscopy.
Área(s) do CNPq: Zootecnia
Idioma: por
Issue Date: 28-Nov-2025
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Zootecnia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal
Citation: OLIVEIRA, Catarina Fernandes de. Near-infrared spectra, bromatological analyses, and in vitro digestibility for predicting indigestible neutral detergent fiber in tropical grasses. 2025. 38 f. Dissertação (Mestrado em Ciência Animal) - Instituto de Zootecnia, Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2025.
Abstract: O teor de FDN indigestível (FDNi) das forragens é uma informação relevante para a modelagem nutricional, formulação de dietas e avaliação de alimentos em ruminantes. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho da predição de FDNi em Urochloa e Megathyrsus spp., utilizando combinações de espectros no infravermelho próximo (NIR) de um equipamento portátil com análises laboratoriais e/ou digestibilidade in vitro da FDN (DIVFDN). Um total de 242 amostras de Urochloa spp e Megathyrsus spp. coletadas a 50% da altura do dossel foram obtidas em três regiões. As análises laboratoriais de MS, MO, FDN e nitrogênio foram realizadas por via úmida. Os valores de referência de FDNi foram analisados por incubação in situ de 312 horas. As amostragens espectrais de 900 a 1700 nm foram obtidas por meio de um espectrômetro de infravermelho (NIR) portátil de reflectância. Quatro conjuntos de preditores foram definidos: espectros NIR (SPEC); SPEC com análises laboratoriais (SPEC_L); SPEC com DIVFDN (SPEC_D); e SPEC com DIVFDN e análises laboratoriais (SPEC_DL). Um total de 49 combinações de pré-processamento foi avaliado, e os modelos de calibração foram ajustados utilizando regressão de mínimos quadrados parciais (PLSR). Para cada conjunto de predição, o modelo de calibração com o menor erro quadrático médio (RMSE) da validação cruzada leave-one-out (LOOCV) foi selecionado para bootstrap. As métricas avaliadas incluíram RMSE, coeficiente de determinação (R²), erro médio e razão entre desempenho e desvio (RPD). A comparação das métricas entre os conjuntos de preditores baseou-se em intervalos de confiança de 95% obtidos por 1000 interações bootstrap. As alturas das plantas e os teores de FDNi, e IVNDFD variaram de 15 a 215 cm, 81 a 426 e 382 a 837 g kg MS⁻¹, respectivamente. O aumento da complexidade dos conjuntos de preditores, de SPEC para combinações SPEC_D e SPEC_DL, reduziu o RMSE e aumentou R² e RPD, tanto no treino quanto na LOOCV. Maiores valores de RPD, de 3,04 em SPEC_D e 2,14 em SPEC_DL, foram observados. Os conjuntos SPEC_D e SPEC_DL resultaram em menores RMSE e maiores R² e RPD (IC95%). O erro médio foi próximo de zero para FDNi em todos os conjuntos de predição. Conclui-se que a combinação de IVNDFD com espectros obtidos por dispositivo NIR portátil melhora a predição de FDNi em gramíneas tropicais.
Abstract: Indigestible neutral detergent fiber (iNDF) content in forages is relevant information for nutritional modeling, diet formulation, and feed evaluation in ruminants. This study aimed to evaluate the predictive performance for iNDF in Urochloa and Megathyrsus spp. using combinations of near-infrared (NIR) spectra from a portable instrument with wet-chemistry analyses and/or in vitro NDF digestibility (IVNDFD). A total of 242 samples of Urochloa spp. and Megathyrsus spp., collected at 50% of canopy height, were obtained from three regions. Laboratory analyses of DM, OM, NDF, and nitrogen were performed using wet-chemistry methods. Reference iNDF values were determined by 312-h in situ incubation. Spectral measurements from 900 to 1700 nm were obtained using a portable NIR reflectance spectrometer. Four predictor sets were defined: NIR spectra (SPEC); SPEC plus laboratory analyses (SPEC_L); SPEC plus IVNDFD (SPEC_D); and SPEC plus IVNDFD and laboratory analyses (SPEC_DL). A total of 49 preprocessing combinations were evaluated, and calibration models were fitted using partial least squares regression (PLSR). For each predictor set, the calibration model with the lowest root mean square error (RMSE) from leave-one-out cross-validation (LOOCV) was selected for the bootstrap analysis. Evaluated metrics included RMSE, coefficient of determination (R²), mean error (bias), and the ratio of performance to deviation (RPD). Comparisons among predictor sets were based on 95% confidence intervals obtained from 1,000 bootstrap iterations. Plant height and iNDF and IVNDFD concentrations ranged from 15 to 215 cm, 81 to 426 g kg⁻¹ DM, and 382 to 837 g kg⁻¹ DM, respectively. Increasing predictor-set complexity from SPEC to the SPEC_D and SPEC_DL combinations reduced RMSE and increased R² and RPD in both calibration and LOOCV. The highest RPD values (3.04 for SPEC_D and 2.14 for SPEC_DL) were observed. The SPEC_D and SPEC_DL sets resulted in lower RMSE and higher R² and RPD values (95% CI). The mean error was close to zero for iNDF across all prediction sets. In conclusion, combining IVNDFD with spectra acquired using a portable NIR device improves iNDF prediction in tropical grasses.Keywords: Feed analysis, iNDF, in situ, NIRS, spectroscopy.
URI: http://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/26240
Appears in Collections:Mestrado em Ciência Animal

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