1 Trabalho convidado.
2 Pesquisador da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais – EPAMIG/CTZM,
<padua@epamig.ufv.br>; 3 Diretor Administrativo da Sociedade Brasileira de Agrossilvicultura –
SBAG, <rsvambiente@yahoo.com.br>; 4 Professor Voluntário do Departamento de Engenharia Florestal da
Universidade Federal de Viçosa – DEF/UFV, <lcouto@ufv.br>, <abvale@ufv.br>; 5 Engenheira Florestal,
<fafvale@uol.com.br>.
Aspectos fisiológicos da cultura do café e seu potencial
produtivo em sistemas agroflorestais
Physiological aspects of the coffee culture and its production
potential in agroforestry systems
Antônio de Pádua Alvarenga2, Rodrigo Silva do Vale3, Laércio Couto4, Francinelli Angeli
Francisco do Vale5 e Antonio Bartolomeu do Vale4
RESUMO: O objetivo deste trabalho foi apresentar alguns aspectos fisiológicos da cultura do café e seu potencial produtivo em sistemas agroflorestais. Para tanto, fez-se um levantamento das informações em livros, teses e revistas científicas e anais de congressos. Verificou-se que o cafeeiro tem grande capacidade de se adaptar a variações do ambiente, mediante modificações morfológicas, bioquímicas e fisiológicas. Os efeitos ambientais das árvores podem ser divididos em dois grupos. O primeiro inclui os efeitos diretos, que têm conseqüências imediatas no crescimento e na produção do cafeeiro no consórcio. Este grupo diz respeito principalmente ao nível de sombra e às mudanças microclimáticas devido ao sombreamento. Esses efeitos microclimáticos mais importantes são a temperatura e a umidade. O segundo grupo está relacionado com os efeitos indiretos ou secundários, em função das mudanças microclimáticas e mudanças a longo prazo na fertilidade do solo.
Palavras-chave: Café, sombreamento, arborização e sistemas agroflorestais.
ABSTRACT: The objective of this work was to present some of the physiological aspects of the coffee culture and its production potential in agroforestry systems. Thus, a review of books, theses and scientific journals was conducted and it was detected that, similarly to other plants, coffee plantations have a great capacity to adapt to environmental variations due to morphological, biochemical and physiological changes. The environmental effects of the trees can be classified into two groups. The first group includes the direct effects, with immediate consequences in the growth and yield of the coffee plantations. Such group is mainly related to shade level and microclimatic changes due to shading, with temperature and humidity being the most important microclimatic effects. The second group includes the indirect, or secondary, effects due to microclimatic changes and long-term changes in soil fertility.
INTRODUÇÃO
A bebida conhecida popularmente por café é produzida a partir dos frutos de uma Rubiaceae do gênero Coffea, sendo catalogadas mais de 70 espécies. De todas elas, as espécies
Coffea arabica L. e Coffea canephora Pierre
ex Froehn.são economicamente as mais impor-tantes, respondendo, respectivamente, por 75 e 25% da produção mundial de café.
A espécie C. arabica é nativa das regiões altas da Etiópia, adaptando-se a regiões de clima tropical de altitude, com umidade e tem-peraturas amenas. A espécie C. canephora é nativa das terras baixas das florestas da África equatorial, adaptando-se bem às regiões equa-toriais baixas, quentes e úmidas.
Em condições naturais, nas florestas da Etiópia, espécies de C. arabica são encontradas no estado selvagem ou pseudo-selvagem, vege-tando sob sombreamento de diversas intensi-dades. Nessas situações a produção é baixa. Quando a sombra é removida, a produção geral-mente aumenta no primeiro ano e, em seguida, a planta torna-se mais fraca e suscetível a doen-ças.
No Brasil, a importância do café pode ser notada pela forte influência desta cultura na economia e na sociedade. No início do século, o setor cafeeiro chegou a representar 77% do total de participação nas exportações. Segundo Ponciano (1995), com a diversificação da produção brasileira, o café passou a representar 6%, muito embora ainda apresente um papel relevante na economia nacional, envolvendo negócios na ordem de 4,52 bilhões de dólares anuais.
O setor cafeeiro tem apresentado evolução conturbada, apesar da importância do setor, em função principalmente das constantes oscila-ções de preço do produto e da falta de técnicas
conservacionistas para a cultura. Sabe-se que o abandono de culturas perenes não pode ser feito de uma hora para outra sem causar grandes prejuízos, e na maioria das vezes, quando as cotações do café caem muito, a cultura se torna inviável economicamente a ponto de impedir sua manutenção (Caixeta, 1995).
Dessa forma, uma opção para a cafeicul-tura seria a busca por um modelo de produção que desse ao produtor mais segurança, através da homogeneização da sua produção ano a ano, independentemente dos tratos culturais que se possa dar ao cafezal e das cotações do mercado. A prática do cultivo de cafeeiro a pleno sol tem apresentado problemas como a super-produção e o conseqüente esgotamento das plantas durante os primeiros anos, até que o auto-sombreamento diminua este efeito. São numerosos os trabalhos que abordam o proble-ma da intensidade de radiação solar no cafeeiro em nível agronômico, contudo são poucas as informações básicas referentes aos aspectos anatômicos e fisiológicos em resposta à inten-sidade de irradiância.
O cafeeiro, semelhantemente a outras plantas, tem grande capacidade de se adaptar a variações do ambiente, mediante modificações morfológicas, bioquímicas e fisiológicas.
Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi apresentar os aspectos fisiológicos da cultura do café e seu potencial econômico de produção em sistemas agroflorestais.
ARBORIZAÇÃO DE CAFEZAIS
A região do Triângulo Mineiro e o sul, oeste e Alto Paranaíba concentram grande produção cafeeira e são áreas problemáticas no aspecto referente às geadas, que ocorrem com maior freqüência e intensidade nesses locais, fazendo com que as práticas de arborização de lavouras sejam executadas.
A arborização dos cafezais pode propor-cionar ainda uma renda extra para o cafeicultor, contribuindo para a diversificação das ativi-dades regionais e, conseqüentemente, gerando mais empregos.
O termo arborização significa o som-breamento ralo dos cafezais, correspondente à cobertura de um quarto a um oitavo da super-fície do terreno.
Com a arborização correta, o cafezal rece-berá radiação solar suficiente e terá condições microclimáticas mais favoráveis do que a pleno sol. A ação dos ventos dominantes, com efeitos prejudiciais ao cafeeiro, ficará bastante redu-zida. A concorrência em umidade do solo não será maior que a pleno sol (Rena & Maestri, 1986). Entretanto há muitos fatores envolvidos nos benefícios advindos do consórcio de árvo-res com cafeeiros. Uma situação de consórcio, além de promover redução de temperaturas extremas do ar, do solo e das folhas, propor-ciona também benefícios relapropor-cionados à mini-mização dos danos causados por fortes chuvas, granitos e ventos e ainda elimina ou reduz a população de ervas daninhas, recicla nutrientes não-aproveitados pelo cafeeiro, melhora a drenagem e ventilação do solo, promove a diversificação da produção, remove a umidade excessiva do solo e incrementa a quantidade de matéria orgânica, diminuindo a variabilidade dos rendimentos anuais e a erosão (Baggio, 1983).
Efeitos ambientais das árvores
Variações de luz, temperatura e umidade do ar, pluviosidade, disponibilidade de água no solo e fatores edáficos, ou as suas combinações sobre os vegetais, podem provocar alterações no aparato fotossintético ou no fluxo de gases, sendo as respostas a esses fatores diferenciadas entre as espécies escolhidas.
De acordo com Muschler (2000), os efeitos ambientais das árvores podem ser divididos em dois grupos. O primeiro inclui os efeitos diretos, que têm conseqüências imediatas no cresci-mento e na produção do cafeeiro no consórcio. Este grupo diz respeito principalmente ao nível de sombra e às mudanças microclimáticas devido ao sombreamento. Esses efeitos micro-climáticos mais importantes são a temperatura e a umidade. As árvores reduzem as variações e as temperaturas extremas, aumentam a umidade relativa do ar e protegem os cafeeiros do sol, da chuva e do vento. O segundo grupo está relacionado aos efeitos indiretos ou secun-dários, em função das mudanças microcli-máticas e mudanças a longo prazo na fertilidade do solo.
Umidade e temperatura
O grau de modificação microclimática depende da intensidade de árvores e também das condições nas quais se encontram os cafe-zais. As árvores reduzem as variações e as temperaturas extremas, aumentam a umidade relativa do ar e protegem os cafeeiros do sol, da chuva e do vento. Em áreas onde o cafezal está exposto a ventos muito fortes, o estabe-lecimento de árvores como quebra-vento pode ser benéfico.
Os níveis de sombra são a causa de todos os outros efeitos. Neste sentido, podem-se distinguir outros dois fatores: a homogenei-dade (distribuição da sombra no sentido vertical) e a densidade (intensidade da sombra no sentido horizontal). O microclima sob as árvores difere não somente entre os extremos (sombra densa e homogênea versus sombra rala e heterogênea), mas também entre os sistemas intermediários (sombra agrupada e heterogênea versus sombra aberta e homogênea).
Os parâmetros mais afetados por diferentes níveis de sombra são temperatura e umidade. Em muitas zonas abaixo de 800 a 1.000 m de altitude, a planta de café experimenta um nível de estresse térmico mais alto que a maiores alturas. Em um cafezal exposto ao sol, a tem-peratura do ar pode passar de 30 ºC e estar acompanhada por uma umidade relativa mais baixa do que na sombra. Da mesma forma as folhas de cafeeiros expostos ao sol podem alcançar temperaturas de 30 a 35 ºC durante várias horas do dia (Bultler, 1977). Essas tem-peraturas são excessivas e as plantas reduzem sua produtividade. De maneira similar, as temperaturas do solo maiores que 25 ºC na superfície, condição comum em cafezais sem sombra, reduzem a absorção de nutrientes e água (Franco, 1958).
Temperaturas e luminosidades elevadas podem não favorecer o desenvolvimento de plantas de café, e em condições de consórcio ou plantios adensados esses fatores são manti-dos em níveis inferiores, mas suficientes para a espécie desenvolver-se e produzir bem.
O ambiente muito sombreado pode pro-vocar excesso de umidade, que por sua vez poderia causar o aumento da incidência de doenças e pragas (Matiello, 1995). De acordo com Fernandes (1981), o ataque de broca e ferrugens pode ser mais elevado. Além disso, sob sombra excessiva o cafeeiro tende a estio-lar-se, entrando em um período de baixa produtividade. Tal fato ocorre porque a sombra intensa aproxima o cafeeiro de sua condição natural. Nessas condições o cafeeiro produz poucos frutos e com tamanho grande, o que representa uma vantagem adaptativa por fornecer grande quantidade de reservas de carboidratos para a planta emergente, e não produz grande número de sementes, o que representaria gasto excessivo de energia para a planta.
Mudanças fenológicas
As mudanças fenológicas do cafeeiro devem ser consideradas ao longo de um ano para entender quando a planta tem maior demanda de nutrientes, água e luz. Vários pro-cessos fisiológicos são influenciados também pela deficiência hídrica das plantas em períodos de seca, e a manutenção da absorção da água no solo durante um período sem precipitação requer níveis de crescimento radicular até os locais de maior umidade, o que pode ser impor-tante, por exemplo, para a floração e o desenvol-vimento de frutos. Levando em consideração a importância da radiação solar para estimular uma forte floração, determinou-se, na Costa Rica (600 m de altitude e estação seca pouco definida e curta), que uma poda das árvores de sombra pode ser vantajosa para o cafeeiro em dezembro/janeiro (antes da floração). Uma segunda poda de árvores de sombra, por exemplo em Turrialba, Costa Rica, é praticada freqüentemente em julho (no início da estação chuvosa) para maximizar a incidência de luz quando o cafeeiro começa a encher os frutos e a produzir material vegetativo.
Os níveis intermediários e altos de sombra podem ajudar a reduzir a variabilidade na co-lheita (bienalidade) e, assim, ajudar a aumentar a estabilidade do sistema. Esse resultado teó-rico, com base em um ambiente mais estável para a fisiologia do cafeeiro, foi confirmado em um experimento para monitorar os efeitos de diferentes níveis de sombreamento a longo prazo. Nos primeiros quatro anos, a produção das plantas sob a sombra mais densa foi mais estável e muitas colheitas de plantas a pleno sol mostraram grandes variações (Muschler, 2000). O cafeeiro, como qualquer outra planta, é um grande produtor de carboidratos, trans-formando a energia luminosa recebida do sol, o gás carbônico, a água e os sais minerais em
frutos de café. Esta transformação é chamada de fotossíntese e ocorre nas folhas. A fotos-síntese pode ser um parâmetro utilizado para estudar o desempenho entre cultivares, não desprezando, porém, os fatores ambientais e fisiológicos que podem atenuar a capacidade fotossintética e também atentando para o fato de que a realização de medidas instantâneas por unidade de área foliar pode ser um item ques-tionável. Plantios tradicionais apresentam uma área foliar bem menor, não conseguindo captar a máxima energia luminosa possível. A maior área foliar proporcionada pelo adensamento resultará em maior aproveitamento do gás carbônico e da luz e em maior taxa fotossin-tética.
O cafeeiro é uma planta C3 e possivelmente a fotorrespiração seja uma das principais causas de sua baixa fotossíntese líquida. O processo fotorrespiratório aumenta muito com a elevação da temperatura foliar, o que ocorre, por exem-plo, quando a folha do cafeeiro é fortemente iluminada. Nessas condições, o ponto de com-pensação de CO2, que normalmente já é muito alto no cafeeiro, torna-se ainda maior. Esta é a principal razão pela qual o cafeeiro, e a maioria das plantas C3, adapta-se melhor às condições de temperaturas amenas e de luminosidade mais baixa. De acordo com Söndahl et al. (1976), as folhas iluminadas das plantas C3 apresentam um tipo adicional de oxidação de compostos orgânicos, conhecido como fotorrespiração, que representa uma perda extra de matéria seca da ordem de 25 a 50%.
O cafeeiro, assim como outras plantas, tem grande capacidade de se adaptar a variações do ambiente, mediante modificações morfoló-gicas, bioquímicas e fisiológicas. Embora todas as estruturas da planta possam se modificar para se ajustar ao novo hábitat, as folhas são as mais sensíveis e as que primeiro apresentam alterações mais pronunciadas.
Estudos desenvolvidos demonstraram que a fotossíntese do cafeeiro é maior em condições de baixa luminosidade do que à luz solar plena e a assimilação total diária é maior à sombra do que ao sol. Este fato foi atribuído à alta ir-radiância, já que ele aparentemente não se correlacionava com o conteúdo de água ou com o acúmulo de fotoassimilados. No entanto, sabe-se que a queda na taxa fotossintética sob alta intensidade luminosa é decorrência do aumento da temperatura foliar, da conseqüente elevação da concentração interna ou mesofílica do CO2 e da diminuição da condutância foliar global, dificultando as trocas gasosas da folha.
O potencial produtivo da arborização de cafezais
A decisão sobre o uso das espécies, onde e como plantá-las deverá ser tomada de acordo com os objetivos da produção, as condições ambientais e os insumos disponíveis.
Muschler (1997) salientou que se deve analisar também em quais áreas podem ser esperarados maiores benefícios das árvores e qual parte da área se beneficia e se presta mais para o consórcio com as árvores. Os ambientes podem ser separados, considerando dois fato-res: solo e altitude. Esta separação permite explicar a contradição entre as pessoas que pro-põe cultivar café a pleno sol e arborizado; em condições ambientais ideais para o cafeeiro, o cultivo a pleno sol pode produzir mais do que sob árvores que projetam 50% de sombra.
Araújo (1993) descreveu a situação do mu-nicípio de Boa Esperança, no Estado do Espírito Santo, dizendo que os cafeicultores vinham se desinteressando pela cultura devido à baixa produtividade do sistema, cerca de 7 sc ha-1 de
café pilado. Esse fato pode ser devido à perda da fertilidade dos solos e à falta de recursos para investirem no cafezal. Assim, com o intuito
de encontrar uma solução para o problema, o Centro Integrado de Educação Rural (CIER) montou experimentos de agroflorestas com café e os resultados até o momento se mostram satisfatórios e promissores. Tais experimentos tiveram seus plantios iniciados em 1989, e nessa época testaram-se várias espécies pioneiras, como: gliricídia, crotalária, ingá, guandu,
Acassia mangium, cunhã e Leucaena sp., tendo
estas últimas nascido espontaneamente, provenientes de uma plantação ao lado. As espécies foram plantadas em um espaçamento muito reduzido, 4 x 3 m, com o objetivo de serem podadas e fornecerem matéria orgânica para o solo, e após o quarto ano sofrerem um desbaste para que seu espaçamento final fosse de 6 x 4 m. Árvores frutíferas como laranja, abacate e manga entraram como espécies secundárias. Como espécies florestais usaram-se sapucaia, pitomba, paraju, peroba, louro, jacarandá, entre outras. Plantas utilizadas para adubação verde, como o guandu, sofreram três podas por ano e as árvores pioneiras, podas de condução até atingirem 3 m de altura. Após esse estágio de desenvolvimento passaram a receber podas drásticas para permitir a maior incidência de luz, para fornecerem matéria orgânica e transmitirem um impulso de crescimento as plantas ao seu lado.
O café foi pouco atacado pela broca, que era um grave problema na região. A produ-tividade média obtida foi de 17,6 sc ha-1 de café
pilado de primeira qualidade, ou seja, aproxi-madamente o dobro da produtividade anterior obtida na região. As características físicas e quí-micas do solo, antes degradado, apresentaram uma melhora considerável, fato que pode ser confirmado por análises de solo, que revelaram um teor de 9 ppm de fósforo nas camadas de 20 a 40 cm de profundidade, evidenciando uma ótima capacidade de mobilização de nutrientes do sistema. Outro fator que revela essa melhoria
é a mudança das ervas daninhas que coloni-zavam o local, que passaram de maracujá e carrapicho, que são indicadores populares de terras fracas, para a trapoeraba e a beldroega, que são ervas de solos mais férteis. A estrutura do solo foi sensivelmente melhorada graças ao húmus formado a partir da deposição de matéria orgânica (Araújo, 1993).
Nas Regiões Sul e Sudeste a arborização do cafezal foi, durante muito tempo, con-siderada uma técnica prejudicial à cultura, talvez devido à influência dos trabalhos de Franco (1951), conduzidos em Campinas. No entanto, as grandes geadas, relativamente comuns nas áreas cafeeiras do Paraná, Planalto Paulista e Sul de Minas Gerais, bem como as doenças causadas pelos nematóides, que resultam em grandes perdas, chegando a inviabilizar a cultura em alguns locais, levaram ao estudo da possibilidade da arbo-rização como forma de se tentar amenizar esses problemas.
Franco (1995) relatou a existência de cafezais sombreados com várias espécies como: jequitibá, guapuruvu, araucária, ipê-preto, casuarina, cedro-australiano, abacate, Citrus sp., macadâmia, urucum e palmito na Zona da Mata mineira, na microrregião de Viçosa. Segundo o autor, esses cafezais estão com uma produção bastante estável e os cafés aumentaram sua longevidade após o uso de sombreamento. Os experimentos montados na Fazenda Experimental de Varginha (MAARA/ PROCAFÉ), citados por Matiello (1995), mos-traram que as geadas de junho de 1994 não afetaram os cafeeiros sob proteção de grevílea, com 15 anos de idade. A proteção foi total em um raio de 8 m, a partir de cada árvore. Este fato pode ser explicado por uma temperatura mínima maior nas áreas arborizadas, em média de 2,0 ºC, acima dos cafeeiros à plena exposição solar.
Na Costa Rica, o uso consorciado de
Eucalyptus deglupta com café, em densidade
superior a 200 árvores ha-1, pode ocasionar
baixo rendimento do café. A competição pode ser por radiação na parte aérea ou por água e nutrientes na parte subterrânea (Morales e Beer, 1998). No consórcio café
×
grevílea (Grevillearobusta), estudado por Baggio et al. (1997),
somente altas densidades de plantio da árvore comprometeram a produtividade média do café devido à competição. Já o trabalho realizado por Estívariz & Muschler (1998) mostrou alta compatibilidade entre Erythrina poeppigiana e café.
O fator limitante da arborização de cafezais é a sua produtividade baixa, comparada com a dos monocultivos, quando se atende a todas as suas necessidades nutricionais e sanitárias. Apesar disso, Matiello (1995) afirmou que sob condições adversas (seca ou geada) os cafeeiros em SAFs levam vantagem. Chamorro et al. (1994), em estudo realizado na Colômbia, constataram que a rentabilidade econômica do café a pleno sol foi maior que a do consorciado com Cordia alliodora, mesmo explorando a madeira (após 17 anos) da espécie arbórea. Em trabalho realizado por Baggio et al. (1997), observou-se que a produção dos cafeeiros não foi afetada pela introdução das árvores de grevílea (Grevillea robusta) até uma densidade de 71 árvores ha-1 e que a produtividade
econô-mica do sistema café × grevílea foi superior para densidades populacionais entre 34 e 71 árvores ha-1, quando comparadas com o
cafeeiro a pleno sol.
Freitas (2000) avaliou o comportamento fisiológico de sistemas de consórcio de cafe-eiros e seringueiras, já implantados em regiões como Varginha, São Sebastião do Paraíso, Guapé e Lavras, visando obter informações básicas de cultivo integrado entre essas
espécies. Foram realizadas avaliações de plantas de café e seringueira em sistemas de monocultivo e consórcio, através de análise de densidade de fluxo de fótons fotossinteti-camente ativo, fotossíntese, transpiração, temperatura foliar, condutância estomática concentração interna de carbono, fluorescência e produtividade. Os sistemas de consórcio utilizados foram os de três e cinco linhas de café (3x1), intercaladas com seringueira (3x4). O cafeeiro apresentou diferenças de fotos-síntese, densidade de fluxo de fótons fotossin-teticamente ativo e produtividade tanto nas linhas mais sombreadas quanto na produção, considerando a lavoura, podendo dizer que o sistema consorciado com cinco linhas de café não sofreu influência negativa da seringueira, visto que sua produção foi estatisticamente igual à do monocultivo, ao contrário do sistema intercalado com três linhas, que apresentou produção inferior.
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