Uso da água em sistema agroflorestal com café e seringueira

Water uptake and use by plants are essentially energy processes that can be largely modified by percentage of soil cover, plant type; foliage area and its distribution; phenological stage and several environmental factors. Coffee trees (Coffea arabica - cv. Obatã IAC 1669-20) in Agrforestry System (AFS) spaced 3.4x0.9m apart, were planted inside and along rows of 12- year-old rubber trees (Hevea spp.) in Piracicaba-SP, Brazil (22 42'30" S, 47 38'00" W - altitude: 546m). Sap flow of one-year-old coffee plants exposed to 35; 45; 80; 95 and 100% of total solar radiation was estimated by the heat balance technique (Dynamax Inc.). Coffee plants under shade showed greater water loss per unit of incident irradiance. On the other hand, plants in monocrop (full sun) had the least water loss per unit of incident irradiance. For the evaluated positions average water use was (gH2O.m-2Leaf area.MJ-1): 64.71; 67.75; 25.89; 33.54; 27.11 in Dec./2002 and 97.14; 72.50; 40.70; 32.78; 26.13 in Feb./2003. This fact may be attributed to the higher stomata sensitivity of the coffee plants under more illuminated conditions, thus plants under full sun presented the highest water use efficiency. Express transpiration by leaf mass can be a means to access plant adaptation to the various environments, which is inaccessible when the approach is made by leaf area.A absorção e uso da água pelas plantas são processos essencialmente energéticos que podem ser grandemente modificados pela porcentagem de cobertura do solo, tipo de plantas, área foliar e sua distribuição, estágio fenológico e diversos fatores ambientais. Cafeeiros (Coffea arabica - cv. Obatã IAC 1669-20) em Sistema Agroflorestal (AFS) espaçados de 3.4 x 0.9 m foram plantados dentro e ao lado de um seringal de 12 anos de idade (Hevea spp.) em Piracicaba, SP, Brasil (22 42'30"S, 47 38'00" W - altitude: 546 m). O fluxo de seiva dos cafeeiros com 1 ano de idade expostos a 35, 45, 80, 95 e 100% da radiação solar foi estimado pela técnica do balanço de calor (Dynamax Inc.). Cafeeiros sombreados sofreram a maior perda de água por unidade de radiação incidente. No entanto, as plantas em monocultivo (pleno sol) apresentaram a menor perda de água por unidade de radiação incidente. Nas distâncias avaliadas, o uso médio de água foi (gH2O.m-2área foliar.MJ-1): 64,71; 67,75; 25,89; 33,54; e 27,11 em dez./2002 e 97,14; 72,50; 40,70; 32,78; e 26,13 em fev./2003. Tal fato pode ser atribuído à maior sensibilidade estomatal dos cafeeiros sob condições de maior iluminação, o que faz que plantas a pleno sol apresentem eficiência de uso da água mais elevada. Expressar a transpiração por massa de folha pode ser um meio de verificar a adaptação das plantas aos diversos ambientes, a qual é inacessível quando realizado por área foliar

Perfil da expressão gênica durante o desenvolvimento de frutos de café \ud e identificação de genes marcadores para fases fenológicas

The objective of this work was to identify genes that could be used as suitable markers for molecular recognition of phenological stages during coffee (Coffea arabica) fruit development. Four cultivars were evaluated as to their differential expression of genes associated to fruit development and maturation processes. Gene expression was characterized by both semi-quantitative and quantitative RT-PCR, in fruit harvested at seven different developmental stages, during three different seasons. No size polymorphisms or differential expression were observed among the cultivars for the evaluated genes; however, distinct expression profiles along fruit development were determined for each gene. Four out of the 28 evaluated genes exhibited a regular expression profile in all cultivars and harvest seasons, and, therefore, they were validated as candidate phenological markers of coffee fruit. The gene a-galactosidase can be used as a marker of green stage, caffeine synthase as a marker of transition to green and yellowish-green stages, and isocitrate lyase and ethylene receptor 3 as markers of late maturation.O objetivo deste trabalho foi identificar genes que possam ser utilizados como marcadores \ud moleculares para reconhecimento de fases fenológicas, durante o desenvolvimento de frutos do cafeeiro (Coffea \ud arabica). Quatro cultivares foram avaliadas quanto à expressão diferencial de genes associados a processos de \ud desenvolvimento e maturação de frutos. A caracterização da expressão gênica foi realizada pelas técnicas de \ud RT‑PCR semi‑quantitativa e quantitativa, em frutos coletados em sete estádios de desenvolvimento, durante \ud três safras. Não foi observado nenhum polimorfismo de tamanho ou expressão diferencial entre as cultivares, \ud para os genes avaliados; porém, perfis de expressão distintos durante o desenvolvimento dos frutos foram \ud determinados para cada gene. Quatro entre os 28 genes avaliados apresentaram perfil de expressão constante, \ud em todas as cultivares e safras e, portanto, foram validados como genes candidatos a marcadores fenológicos \ud de frutos de cafeeiro. O gene α‑galactosidase pode ser usado como marcador do estágio de fruto verde, o gene \ud de cafeína sintase como marcador do estádio de transição entre fruto verde e fruto verde‑cana, e o isocitrato \ud liase e o etileno‑receptor 3 como marcadores das fases finais de maturação.Consorcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do CafeConsorcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Caf

Crescimento, desenvolvimento e recuperação do 15N do fertilizante em cafeeiro

The relationship between growth and fertilizer nitrogen recovery by perenial crops such as coffee is poorly understood and improved understanding of such relations is important for the establishment of rational crop management practices. In order to characterize the growth of a typical coffee crop in Brazil and quantify the recovery of 15N labeled ammonium sulfate, and improve information for fertilizer management practices this study presents results for two consecutive cropping years, fertilized with 280 and 350 kg ha-1 of N, respectively, applied in four splittings, using five replicates. Shoot dry matter accumulation was evaluated every 60 days, separating plants into branches, leaves and fruits. Labeled sub-plots were used to evaluate N-total and 15N abundance by mass spectrometry. During the first year the aerial part reached a recovery of 71% of the fertilizer N applied up to February, but this value was reduced to 34% at harvest and 19% at the beginning of the next flowering period due to leaf fall and fruit export. For the second year the aerial part absorbed 36% of the fertilizer N up to March, 47% up to harvest and 19% up to the beginning of the next flowering period. The splitting into four applications of the used fertilizer rates was adequate for the requirements of the crop at these growth stages of the coffee crop.A relação entre o crescimento e a recuperação do N do fertilizante aplicado a culturas perenes como a do café não é bem conhecida e é um passo chave para o estabelecimento de práticas culturais racionais. Para caracterizar o crescimento de uma cultura típica de café do Brasil, quantificar a recuperação do sulfato de amônio marcado com 15N e contribuir para a melhoria das práticas de manejo de fertilizantes, este estudo apresenta dados para dois anos agrícolas consecutivos, com fertilização de 280 e 350 kg ha-1 de N, respectivamente, aplicados em quatro vezes, utilizando cinco repetições. O acúmulo de matéria seca pela parte aérea foi medido a cada 60 dias separando as diferentes partes da planta em ramos, folhas e frutos. Subparcelas marcadas com 15N foram utilizadas para determinar as concentrações de 15N e N-total por espectrometria de massa. A parte aérea da planta durante o 1º ano chegou a absorver 71% do N do adubo aplicado até fevereiro, mas esta porcentagem se reduziu até 34% na época da colheita e até 19% no início da nova floração. No 2º ano a parte aérea chegou a absorver 36% do N do adubo até março, 47% na colheita e 19% no início da próxima floração. As doses aplicadas (280 kg ha-1 de N no 1º ano e 350 kg ha-1 no 2º ano, ambos parcelados em quatro vezes) foram adequadas neste estágio de crescimento da cultura

Coffee is highly tolerant to cadmium, nickel and zinc: Plant and soil nutritional status, metal distribution and bean yield

Sewage sludge has been used to fertilize coffee, increasing the risk of metal contamination in this crop. The aim of this work was to study the effects of Cd, Zn and Ni in adult coffee plants growing under field conditions. Seven-year-old coffee plants growing in the field received one of three;loses of Cd, Zn or Ni: 15,45 and 90 g Cd plant(-1); 35, 105 and 210 g Ni plant(-1); and 100, 300 and 600 g Zn plant(-1), with all three metals in the form of sulphate salts. After three months, we noticed good penetration of the three metals into the soil, especially in the first 50 cm, which is the region where most coffee plant roots are concentrated. Leaf concentrations of K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe and Mn were nor affected. N levels did not change with the application of Ni or Zn but were reduced with either 45 or 90 g Cd plant(-1). Foliar P concentrations decreased with the addition of 45 and 90 g Cd plant(-1) and 600 g Zn plant(-1). Zn levels in leaves were not affected by the application of Cd or Ni. The highest concentrations. of Zn were found in branches (30-230 mg kg(-1)), leaves (7-35 mg kg(-1)) and beam (4-6.5 mg kg(-1)); Ni was found in leaves (4-45 mg kg(-1)), branches (3-18 mg kg(-1)) and beans (1-5 mg kg(-1)); and Cd was found in branches (0-6.2 mg kg(-1)) and beans (0-1.5 mg kg(-1)) but was absent in leaves. The mean yield of two harvests was not affected by Ni, but it decreased at the highest dose of Zn (600 g plant(-1)) and the two higher doses of Cd (45 and 90 g plant(-1)). Plants died when treated with the highest dose of Cd and showed symptoms of toxicity with the highest dose of Zn. Nevertheless, based on the amounts of metal used and the results obtained, we conclude that coffee plants are highly tolerant to the three metals tested. Moreover, even at high doses, there was very little transport to the beans, which is the part consumed by humans. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq)Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq