NIR SPECTROSCOPIC MODELS FOR PHENOTYPING WOOD TRAITS IN BREEDING PROGRAMS OF Eucalyptus benthamii
Cerne
NIR SPECTROSCOPIC MODELS FOR PHENOTYPING WOOD TRAITS IN BREEDING PROGRAMS OF Eucalyptus benthamii
Autor Correspondente: Regiane Abjaud Estopa | [email protected]
Palavras-chave: Physicochemical traits, Wood characterization non-destructively, Wood quality
Resumos Cadastrados
Resumo Português:
A caracterização da madeira deve ser feita em grandes populações dos programas de melhoramento de eucaliptos, a fim de selecionar eficientemente árvores potenciais. Neste estudo, a madeira de E. benthamii foi caracterizada de forma não destrutiva e avaliou-se o desempenho da espectroscopia de infravermelho próximo (NIR) na estimativa da densidade básica da madeira, lignina, extrativos, glicose, xilanas e carboidratos totais. Modelos NIR para características da madeira foram realizados a partir de 481 árvores do teste de progênie de E. benthamii (4 anos de idade) destinada a produção de celulose no estado de Santa Catarina, no sul do Brasil. Baguetas foram amostrados para caracterização química e física em laboratório, bem como para análises de espectroscopia NIR. 350 amostras foram selecionadas via PCA para calibrações de modelos, enquanto 131 foram reservadas para o teste de validação independente. A madeira de E. benthamii apresentou os padrões exigidos para processo de polpa Kraft. Os modelos preditivos NIR apresentaram capacidade satisfatória para estimar as propriedades químicas da madeira. Os modelos de predição para teores totais de lignina, extrativos, xilanas e carboidratos totais apresentaram coeficientes de determinação de 0,53, 0,65, 0,36 e 0,53, com valores de RPD variando de 1,3 a 2,3. O modelo preditivo para a densidade básica da madeira e glicose apresentaram baixo coeficiente de determinação (0,13 e 0,10). No entanto, não é possível usar esses últimos modelos para classificação e seleção genética porque não houve correlação. Porém, o modelo para extrativos apresentou boa qualidade e pode ser usado para predição e melhoramento genético. Portanto, a espectroscopia NIR tem potencial para ser aplicada em programas de melhoramento, pois permite uma seleção precoce e não destrutiva de árvores para propriedades químicas do processo de produção de celulose.
Resumo Inglês:
Wood characterization must be done in huge populations of Eucalyptus breeding programs in order to efficiently select potential trees. In this study, Eucalyptus benthamii wood was non-destructively characterized and the performance of near infrared (NIR) spectroscopy in estimating the wood basic density, lignin, extractive, glucose, xylan contents and total carbohydrates was evaluated. NIR models for wood traits were performed from 481 trees from E. benthamii progeny test (4-year-old) managed for pulp cultivated in Santa Catarina state, Southern Brazil. Increment cores were sampled for chemical and physical characterization in laboratory, as well as for NIR spectroscopy analyses. Three 350 samples were selected from PCA for model calibrations whereas 131 were reserved for independent test validation. The E. benthamii wood presented the standards required for Kraft pulp processing. The predictive NIR models showed satisfactory ability for estimating the chemical properties of wood. The prediction models for total lignin, extractive and xylan contents and total carbohydrates showed coefficients of determination of 0.53, 0.65; 0.36 and 0.53, with RPD values for these traits ranging from 1.3 to 2.3. The predictive model for basic density of wood and glucose presented low coefficient of determination (0.13 and 0.10). However, isn’t possible to use these models for ranking in genetic selection because there was no correlation. Therefore, NIR spectroscopy can potentially be applied in breeding programs, as it enables an early, non-destructive selection of trees with adequate physical and chemical properties for pulp production process.
