Modelagem matemática da tecnologia de biofortificação por zinco e ferro via foliar à maior qualidade nutricional de grãos de aveia direcionada à alimentação /

Abstract

Um dos grandes problemas de saúde pública em nível mundial é a carência de zinco e ferro. A deficiência de zinco retarda o crescimento e gera disfunções imunológicas, enquanto, a falta de ferro reduz as defesas do organismo e pode ocasionar anemia. A tecnologia de biofortificação por zinco e ferro num alimento de alto valor biológico como a aveia pode alavancar a qualidade nutricional trazendo grandes benefícios a saúde humana. Esta tecnologia pode ser validada com o emprego da bioexperimentação, aliando biometria e modelagem de resultados obtidos em condições reais de campo. Na agricultura, é difícil modelos de simulação e otimização por se tratar de um sistema complexo que envolve variáveis lineares e não lineares. No entanto, a modelagem tem contribuído para o entendimento das relações biológicas e ambientais agregando diferentes campos do conhecimento, em oportunizar avanços de simulação, otimização e validação de tecnologias. A modelagem matemática via regressão, técnicas biométricas, redes neurais artificiais e algoritmos genéticos pode representar, simular e otimizar o processo de biofortificação em grãos de aveia, validando a tecnologia. O estudo tem como objetivo desenvolver a modelagem matemática do processo de biofortificação por zinco e ferro via foliar em grãos de aveia por modelos de regressão, biométricos e técnicas computacionais à simulação e otimização da tecnologia, envolvendo relações biológicas e ambientais em condições reais de cultivo à maior qualidade dos grãos à alimentação. O experimento foi realizado no Instituto Regional de Desenvolvimento Rural (IRDeR/UNIJUÍ), em Augusto Pestana, RS, nos anos de 2017 à 2019. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com quatro repetições, em esquema fatorial 3x5, para as fontes de zinco, ferro e zinco+ferro, em doses de 0, 500, 1000, 2000 e 4000 g ha-1, respectivamente, em sistema de sucessão soja/aveia. Para aplicação de zinco foi usado o composto ZnSO45H2O e de ferro o FeSO47H2O, para aplicação via foliar com pulverizador costal, à pressão constante de 30 lb pol-2, com pontas de jato tipo cone. Os indicadores da produtividade, qualidade industrial e química orgânica não sofrem alterações pelo efeito das doses de biofortificação por zinco, ferro e zinco+ferro, independente do ano de cultivo. O uso das doses de biofortificação por zinco promove aumento de zinco em grãos e cariopses de aveia e, de modo contrário, ocasiona a redução de ferro nestes elementos. As doses de biofortificação por ferro geram aumento de ferro e zinco em grãos e cariopses de aveia. O emprego das doses de biofortificação por zinco+ferro resulta no incremento de zinco e ferro nas cariopses de aveia, porém, afeta negativamente o conteúdo de zinco e ferro nos grãos de aveia, no uso da dose mais elevada. A Stepwise selecionou as variáveis potenciais doses de biofortificação, temperatura mínima e soma térmica. Os modelos de regressão linear múltipla foram eficientes a simulação de zinco e ferro em grãos e cariopses de aveia quando considerado o ciclo total de cultivo, visto que os estágios fenológicos não influenciaram a composição destes elementos. O uso de inteligência artificial via redes neurais artificiais se mostra adequado a simulação de zinco e ferro em grãos e cariopses de aveia. O emprego de algoritmos genéticos evidencia maior eficiência de otimização das doses de zinco, ferro e zinco+ferro para a biofortificação, garantindo redução de custos e valores expressivos destes elementos em grãos e cariopses de aveia. Estes resultados propõem o uso racional dos nutrientes permitindo obter a maximização da qualidade nutricional de grãos de aveia.