Nonlinear regression models for estimating linseed growth, with proposals for data collection
Resumo
Nonlinear regression models represent an alternative way to describe plant growth. In this study, we aimed to model the growth of linseed using four methods for data collection (longitudinal, mean, random, and cross-sectional) and fitting the logistic and Von Bertalanffy nonlinear regression models. The data came from experiments conducted between 2014 and 2020 in the municipality of Curitibanos, Santa Catarina, Brazil. The study had a randomized block design, with experimental units consisting of six lines, 5.0 m long and 3.0 m wide, containing the varieties and cultivars of linseed with four replicates. We performed weekly assessments of the number of secondary stems and plant height and measured total dry mass fortnightly. After tabulation, the data were analyzed using the four methods, and the logistic and Von Bertalanffy models were fitted. The logistic model for the plant height variable exhibited the best performance using the longitudinal, mean, and cross-sectional methods. It was an alternative approach that reduced the time and labor required to conduct the experiment.
Downloads
Referências
Akaike, H. (1974). A new look at the statistical model identification. IEEE Transactions on Automatic Control, 19(6), 716-723. DOI: https://doi.org/10.1109/TAC.1974.1100705
Archontoulis, S. V., & Miguez, F. E. (2015). Nonlinear regression models and applications in agricultural research. Agronomy Journal, 107(2), 786-798. DOI: https://doi.org/10.2134/agronj2012.0506
Bard, Y. (1974). Nonlinear parameter estimation (1st ed.). New York, NY: Academic Press.
Bert, F. (2013). Fibra Lin - Cultura e Transformação. Retrieved on Jun. 16, 2022 from http://www.unitheque. com /Livre/arvalis/Lin_fibre_Culture_et_transformation-65140.html
Carini, F., Cargnelutti Filho, A., Pezzini, R. V., Souza, J. M., Chaves, G. G., & Procedi, A. (2020). Nonlinear models for describing lettuce growth in autumn-winter. Ciência Rural, 50(7), 1-12. DOI: https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20190534
Diel, M. I., Sari, B. G., Krysczun, D. K., Olivoto, T., Pinheiro, M. V. M., Meira, D., ... Lúcio, A. D. (2019). Nonlinear regression for description of strawberry (Fragaria x ananassa) production. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 94(2), 259-273. DOI: https://doi.org/10.1080/14620316.2018.1472045
Diel, M. I., Lúcio, A. D., Valera, O. V. S., Sari, B. G., Olivoto, T., Pinheiro, M. V. M., ... Schmidt, D. (2020a). Production of biquinho pepper in different growing seasons characterized by the logistic model and its critical points. Ciência Rural, 50(4), 1-11. DOI: https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20190477
Diel, M. I., Lúcio, A. D., Sari, B. G., Olivoto, T., Pinheiro, M. V. M., Krysczum, D. K., ... Schmidt, D. (2020b). Behavior of strawberry production with growth models: a multivariate approach. Acta Scientiarum. Agronomy, 43(1), 47-58. DOI: https://doi.org/10.4025/actasciagron.v43i1.47812
Embrapa (2013). Sistema brasileiro de classificação de solos (3. ed.). Brasília, DF: Embrapa.
Fernandes, T. J., Muniz, J. A., Pereira, A. A., Muniz, F.R., & Muianga, C. A. (2015). Parameterization effects in nonlinear models to describe growth curves. Acta Scientiarum. Technology, 37(4), 397-402. DOI: https://doi.org/10.4025/actascitechnol.v37i4.27855
Lúcio, A. D., Sari, B. G., Rodrigues, M., Bevilaqua, L. M., Voss, H. M. G., Copetti, D., & Faé, M. (2015a). Modelos não-lineares para a estimativa da produção de tomate do tipo cereja. Ciência Rural, 46(2), 233-241. DOI: https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20150067
Lúcio, A. D., Nunes, L. F., & Rego, F. (2015b). Nonlinear models to describe production of fruit in Cucurbita pepo and Capiscum annuum. Scientia Horticulturae, 193, 286-293. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.07.021
Lúcio, A. D., Nunes, L. F., & Rego, F. (2016). Regressão não linear e tamanho de parcela para estimativa da produção de feijão-de-vagem. Horticultura Brasileira, 34(4), 507-513. DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-053620160409
Mischan, M. M., & Pinho, S. Z. (2014). Modelos não lineares: funções assintóticas de crescimento (1. ed.). São Paulo, SP: Cultura Acadêmica.
Morais, E. O., Ribeiro, K. L., Veloso, R. B., & Veloso, M. D. M. (2020). Aplicação de modelos de regressão linear e não linear para estimativa de volume de biomassa e estoque de carbono. Brazilian Journal of Development, 6(7), 45621-45632. DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv6n7-259
Muianga, C. A., Muniz, J. A., Nascimento, M. S., Fernandes, T. J., & Savian, T. V. (2016). Descrição da curva de crescimento de frutos do cajueiro por modelos não lineares. Revista Brasileira Fruticultura, 38(1), 22–32. DOI: https://doi.org/10.1590/0100-2945-295/14.
Muniz, J. A., Nascimento, M. D. S, & Fernandes, T. J. (2017). Modelos não lineares para descrição do crescimento de frutos de cacau com violações de pressupostos. Revista Caatinga, 30(1), 250-257. DOI: https://doi.org/10.1590/1983-21252017v30n128rc
Rossi, E., Lindino, C. A., Santos, R. F., Cremonez, P. A., Nadaletti, W. C., Maschio, P. H. B., & Santos, K. G. (2014). Influência da densidade de plantio no crescimento da linhaça marrom. Revista Monografias Ambientais, 13(4), 3523-3528. DOI: https://doi.org/10.5902/2236130813599
Sari, B., Lúcio, A. D., Santana, C. S., Olivoto, T., Diel, M. I., & Krysczun, D. K. (2019a). Nonlinear growth models: An alternative to ANOVA in tomato trials evaluation. European Journal of Agronomy, 104, 21-36. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eja.2018.12.012
Sari, B. G., Lúcio, A. D., Santana, C. S., & Savian, T. V. (2019b). Describing tomato plant production using growth models. Scientia Horticulturae, 246, 146-154. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2018.10.044
Sari, B. G., Olivoto, T., Diel, M. I., Krysczun, D. K., Lúcio, A. D. C., & Savian, T. V. (2018). Nonlinear modeling for analyzing data from multiple harvest crops. Agronomy Journal, 110(6), 2331-2342. DOI: https://doi.org/10.2134/agronj2018.05.0307
Schwarz, G. (1978). Estimating the dimension of a model. The Annals of Statistics, 6(2), 461-464. DOI: https://doi.org/10.1214/aos/1176344136
Seber, G. A. F., & Wild, C. J. (1989). Nonlinear regression. New York, NY: John Wiley & Sons.
Silva, E. M., Fruhauf, A. C., Silva, E. M., Muniz, J. A., Fernandes, T. J., & Silva, V. F. (2021). Evaluation of the critical points of the most adequate nonlinear model in adjusting growth data of ‘green dwarf’ coconut fruits. Revista Brasileira de Fruticultura, 43(1), 1-11. DOI: https://doi.org/10.1590/0100-29452021726
Sousa, I. F., Neto, J. E. K., Muniz, J. A., Guimarães, R. M., Savian, T. V., & Muniz, F. R. (2014). Fitting nonlinear autoregressive models to describe coffee seed germination. Ciência Rural, 44(11), 2016-2021. DOI: https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20131341
Souza, F. A. C., Fernandes, T. J., Moura, R. S., Meirelles, S. L. C., Ribeiro, R. A., Cunha, F. O., & Muniz, J. A. (2017). Nonlinear modeling growth body weight of Mangalarga Marchador horses. Ciência Rural, 47(4), 1-6. DOI: https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20160636
Souza, F. A. C., Fernandes, T. J., Cunha, F. O., Ribeiro, R. A., Muniz, F. R., Meirelles, S. L. C., ... Moura, R. S. (2019). Morphometric characteristics of the Mangalarga Marchador horse breed determined by nonlinear models. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 54, 1-10. DOI: https://doi.org/10.1590/S1678-3921.pab2019.v54.01145
Stanck, L. T., Becker, D., & Bosco, L. C. (2017). Crescimento e produtividade de linhaça. Agrometeoros, 25, 249-256.
Steel, R. G. D., Torrie, J. H., & Dickey, D. A. (1997). Principles and procedures of statistic: a biometrical approach (3rd ed.). New York, NY: McGraw Hill, Inc. Book Co.
Tomassoni, F., Ferreira Santos, R., Bassegio, D., Secco, D., Samways Santos, F., & Cremonez, P. A. (2013). Diferentes densidades de plantio na cultura da linhaça dourada. Acta Iguazu, 2(3), 8-14. DOI: https://doi.org/10.48075/actaiguaz.v2i3.8560
Von Bertalanffy, L. (1957). Quantitative Laws in Metabolism and Growth. The Quarterly Review of Biology, 32, 217-231.
Wrege, M. S., Steinmetz, S., Reisser, C. J., & Almeida, I. R. (2012). Atlas climático da região sul do Brasil: estados do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul (2. ed.). Brasília, DF: Embrapa.
DECLARAÇÃO DE ORIGINALIDADE E DIREITOS AUTORAIS
Declaro que o presente artigo é original, não tendo sido submetido à publicação em qualquer outro periódico nacional ou internacional, quer seja em parte ou em sua totalidade.
Os direitos autorais pertencem exclusivamente aos autores. Os direitos de licenciamento utilizados pelo periódico é a licença Creative Commons Attribution 4.0 (CC BY 4.0): são permitidos o compartilhamento (cópia e distribuição do material em qualqer meio ou formato) e adaptação (remix, transformação e criação de material a partir do conteúdo assim licenciado para quaisquer fins, inclusive comerciais.
Recomenda-se a leitura desse link para maiores informações sobre o tema: fornecimento de créditos e referências de forma correta, entre outros detalhes cruciais para uso adequado do material licenciado.