Af EMMA SAGE, Coffee Science Manager hos SCA.
Hvad planter har brug for
En sund, “glad” kaffeplante er en plante, der er i stand til at producere det største antal frø af høj kvalitet. Der er tre hovedfaktorer, der har indflydelse på en plantes “lykke”: genetik, miljø og anvendt landbrugsforvaltning. Da der ikke findes nogen nøjagtig formel for at producere prisvindende specialkaffe, arbejder landmændene på at opfylde alle planternes grundlæggende behov, så de kan trives. Der er fælles biologiske nødvendigheder, der er universelle for alle planter, og som gør dette muligt. Disse nødvendigheder er sol, vand, jord og luft, som tilsammen forsyner planten med den energi og de næringsstoffer, der er nødvendige for at opretholde livet. De forskellige planter har naturligvis tilpasset sig til at kræve forskellige specifikke betingelser, afhængigt af deres historie og miljøer. Alle planter har dog disse eksterne faktorer til fælles, som muliggør vækst og reproduktion – det er den eneste målestok for en plantes succes.
Planter lever i økosystemer. Det er ligegyldigt, om der er tale om et naturligt økosystem eller et landbrugsmæssigt økosystem. Uanset hvad, så interagerer planter med deres eksterne omgivelser og er afhængige af jordbund, vejr, mikroorganismer, temperatur, fugtighed og et utal af andre påvirkninger. Selv om en landmand kan vælge planter på baggrund af det, man ved om deres genetik, er den eneste faktor, der kan styres aktivt hvert år efter plantningen, plantagens landbrugsforvaltning.
Den følgende information er en introduktion til plantebiologi og landbrugsforvaltning på kaffeplantagen. Det er ikke et forsøg på at skitsere de vanskelige og risikofyldte situationer, som de fleste kaffeproducenter i dag står over for. Det er hensigten at præsentere nogle grundlæggende biologiske faktorer for at hjælpe ikke-agronomer med at forstå nogle af de videnskabelige kompleksiteter, der indgår i opretholdelsen af en sund, produktiv kaffeplantage af høj kvalitet. Brug den som et overblik, lær, og se på dine producentrelationer for at få den menneskelige side af historien.
Det er afgørende at huske, at når vi tager en “naturlig” plante ud af skoven og bruger den til landbrugsformål, som det er tilfældet med kaffe, ændres dens behov. Landbrug er ikke natur. Coffea arabica er måske en af de mest stædige og følsomme landbrugsråvarer. Da den er endemisk i et meget specifikt område (højlandet i Etiopien og Sydsudan), hvor den blev født under usædvanlige genetiske omstændigheder, har den en lav genetisk mangfoldighed, som den kan bekæmpe udfordringerne med (Lashermes, Combes, Robert, Trouslot, D’Hont, Anthony, et al., 1999). Desuden er den først for nylig (i evolutionær tid) blevet spredt over hele verden, hvilket betyder, at den ikke har haft tid til at udvikle sig til nye klimaer og betingelser. En C. arabica-kaffeplante i Indonesien, Brasilien eller Jamaica vokser stadig bedst under de ideelle forhold, som dens forfædre lærte at elske i den skyggefulde undergrund i de tropiske skove i Østafrika. Dette er en af grundene til, at det er så vanskeligt at gøre C. arabica-planter lykkelige, og at dette fortsat er en udfordring for landmænd over hele den ækvatoriale verden.
For at fungere “indånder” og “udånder” planter livets byggesten. “Indånding” kaldes fotosyntese, og “udånding” kaldes respiration; begge dele er afhængige af vand, energi fra solen og næringsstoffer. Planter optager næringsstoffer og vand fra jorden gennem deres rødder.
Der er altid en vigtig faktor, der begrænser en plantes vækst og reproduktion (Larcher, 2003). Det lyder måske dårligt, men det er faktisk til det bedste – for vi ønsker ikke, at kæmpeplanter skal overtage verden og rive skyskrabere ned i en dramatisk King-Kong-agtig vækstspurt. Normalt vil kulstof (C), vand (H2O) eller kvælstof (N) være den primære begrænsende faktor. I landbrugsverdenen bliver dette ofte makronæringsstoffer som kvælstof (N), kalium (K+) og fosfor (P). Det er derfor, at landbrugerne ofte er nødt til at vande eller gøde afgrøderne. I vore dage er flerårige og vilde planter ofte ikke begrænset af kulstof, da der er masser af ekstra kulstof i atmosfæren. I forbindelse med etårige afgrøder (f.eks. majs, soja og hvede) kan kulstof dog blive begrænsende, og tilsætning af tørv eller kulstofbaserede kompostprodukter kan hjælpe med at afhjælpe dette underskud. Hvis du sætter en skyggeplante i sol, vil den kræve flere næringsstoffer for at kunne holde trit med det vækst- og produktionsniveau, der vil opstå. Hvis du tilføjer kvælstof, vil planten kræve mere fosfor, kalium og calcium for at fungere korrekt. Hvis du tilføjer flere næringsstoffer, vil planten derfor have brug for mere vand. Du forstår det hele. På denne måde forsøger en plante fysiologisk set altid at afbalancere de tilgængelige ressourcer og fordele dem til specifikke opgaver, der er relevante for opretholdelsen af livet. Hvad gør mennesket for at gøre C. arabica-kaffeplanter biologisk tilfredse? Rigeligt!
Ansigtsmæssige vækstbetingelser: Valg af voksested
Stedet er afgørende for dyrkning af C. arabica. Valg af sted er et af de vigtigste valg, som en landmand kan træffe for at sikre succes. Når det er sagt, er det ikke alle landmænd, der har mulighed for at vælge et sted; de har måske blot et stykke jord i nærheden af et kendt kaffeproducerende område. Hældning og aspekt, topografi, temperatur, vejrmønster, nedbør, sæsonudsving og jordbundsstruktur er ikke nemme faktorer at ændre (medmindre man bygger et kæmpe drivhus omkring sine kaffeplanter, hvilket ikke virker gennemførligt). Jordbundens tilstand og jordens historie kan også have indflydelse på et stedets potentiale. Praktiske og logistiske overvejelser skal gøres i lyset af lokale høstteknikker, vanding, beskæring og andre forvaltningsmetoder.
Sæsonændringer (eller mangel på samme i ækvatoriale regioner) afgrænser plantens årlige frugtcyklus. I dyrkningsområder som Etiopien, Hawaii, Mellemamerika og det sydlige Brasilien resulterer årstiderne generelt i en enkelt cyklus af frugtvækst. I disse områder starter blomsterne i perioder med langsom vækst (vinter), og blomstring og ny stængelvækst finder sted med regn eller undertiden et kuldebrag (forår). Det specifikke temperaturområde for en potentiel plantage er afgørende, da C. arabica foretrækker en temperatur på 15-24 °C og er meget følsom over for kulde og frost, idet sidstnævnte ødelægger både blade og frugter.
Tilstrækkeligt vand: Transpiration, vanding og/eller jordforvaltning
Skabelse af en passende vandsituation er nøglen til at opretholde en glad plantage med C. arabica-planter. Mange kaffebønder er afhængige af nedbør som deres eneste vandkilde. Mindre hyppigt etableres der kunstvandingssystemer for at opretholde meget produktive vækstbetingelser i fuld sol. I disse tilfælde, som almindeligvis findes i Brasilien og Vietnam, hvor væksten og dermed vandbehovet er meget stort, har automatiserede systemer været med til at muliggøre en udvidelse af kaffeproduktionen (Snoeck & Lambot, 2009). I andre tilfælde kan vandingen styres for at lette blomstringen (Willson, 1999). Vandbalancen i en kaffeplantage opretholdes ideelt set gennem valg af jordbund og placering. Hvis dette er tilstrækkeligt til at begynde med, er det meget mindre sandsynligt, at en landmand har brug for kunstvanding eller jordtilsætning for at sikre korrekt dræning. Kaffe har som alle andre planter brug for et minimum af vand for at forblive sundt (dvs. ikke visnet) og velfungerende. Det skyldes, at næringsstoffer og mineraler optages af planterne via kapillær virkning fra deres rødder og helt op til de højeste skud. Men for meget vand i jorden kan være skadeligt. Rødder har brug for ilt for at overleve og fungere, og lavvandede rødder gør erosion til et emne, der giver anledning til bekymring i visse kaffeproducerende regioner, der oplever perioder med kraftig nedbør (Clifford & Willson, 1985; Snoeck & Lambot, 2009).
Efordampning og transpiration påvirkes af mange ting i et økosystem, herunder jordens vandstatus, den relative luftfugtighed og mængden af sol, vind og trædække. Skydække kan også påvirke den mængde transpiration, der forekommer, og dermed den mængde vand, der går tabt. Evapotranspiration er den betegnelse, der anvendes til at beskrive processen med vandtab fra planter (Larcher, 2003). C. arabica-planter er stedsegrønne og mister derfor vand hele året (Clifford & Willson, 1985). Jordtekstur kan have en indvirkning på en plantes vandbalance. Jordbunden kan nemlig enten naturligt holde på vand eller dræne vand, afhængigt af dens porerum (Hillel, 2004; Snoeck & Lambot, 2009). For at trække vand ud af jorden udøver planterne et fordampningskrav, der skabes af en trykforskel mellem luft, plante og jord. Jordens tekstur påvirker også C. arabica-planternes evne til at modstå tørkeperioder, da vand, der holdes dybt i jorden, bruges i perioder med lav nedbørsmængde (Clifford & Willson, 1985).
Tilstrækkelig sol: Skyggehåndtering
Fotosyntese kræver energi fra solen til at omdanne CO2 fra luften til sukkerstoffer, som er planteføde (Raven, Evert, & Eichhorn, 1999). Intensiteten af sollyset er imidlertid vigtig for C. arabica-planter og er vanskelig at regulere naturligt. Da C. arabica er udviklet som en underbuskplante, kan den kun udnytte en begrænset mængde sollys. Faktisk kan for meget sol med tiden skade det fotosyntetiske væv, hvilket i sidste ende fører til nedsat vækst og produktion (Clifford & Willson, 1985). Unge planter, ligesom menneskelige spædbørn, er særligt følsomme, hvilket er grunden til, at man ofte ser kaffefrøplanter under dække. Høje temperaturer i forbindelse med stærkt sollys kan også bremse fotosyntesen ved at få plantens porer (kaldet stomata) til at lukke sig (Larcher, 2003).
Mange landmænd forsøger at regulere solen via et skyggetræsregime. Der er dog kompromiser, da yderligere planter betyder mere arbejde! Der findes ingen universel vejledning for forvaltning af skyggetræer, da dette afhænger af de lokale forhold og plantageens mikroklima (Muschler, 2009). Når skyggetræer er strategisk planlagt, kan de være gavnlige på andre måder, f.eks. som fødekilde for mennesker (banan- eller avocadotræer) eller planter (træer, der tilfører mere kvælstof til jorden) (Snoeck & Vaast, 2009). Træer kan også plantes på en sådan måde, at de tjener som vindafskærmning for plantagen. Skygge kan udnyttes til at spare på vandet, sænke temperaturen i varme områder og beskytte mod frost (Muschler, 2009; Snoeck & Lambot, 2009). Hyppigt skydække, der ofte forekommer i store højder, kan virke på samme måde ved at reducere mængden af lys, der når bladene, og til tider sænke temperaturen så meget, at der sker en reduktion af fotosyntesen. Ligesom al landbrugsforvaltning er skygge- og solbalancen en løbende vurdering og tilpasning for kaffeproducenterne.
Tilstrækkelige næringsstoffer: Forvaltning af jorden
Næringsstoffer ud over det, som en plante får fra luft og vand (kulstof, ilt og brint), fås gennem jorden. Rødder fungerer som små vacuums for vand og næringsstoffer, så planterne holder sig godt hydreret OG sunde på samme tid (Raven, Evert, & Eichhorn, 1999). Jorden og dens næringsstoffer kan være regionsspecifikke og varierer med den lokale geologi og grundmaterialet. Så afhængig af, hvor en plantage befinder sig i verden, er jordforvaltningen forskellig. Faktisk kan det være en mikroregionsspecifik, meget præcis videnskab, og nogle agronomer anbefaler at få analyseret jord såvel som bladvæv flere gange om året for at sikre en præcis forvaltning af næringsstoffer.
Stikstof er et af de vigtigste makronæringsstoffer, da det bruges til væsentlige funktioner som fotosyntese og produktion af nyt væv samt andre nøgleprocesser (Carelli, Fahl, & Ramalho, 2006; Clifford & Willson, 1985). Kvælstofmangel er almindeligt forekommende i ubeskyggede og højproducerende C. arabica-plantager på grund af de krav, der stilles til de fotosyntetiske væv. En sund mængde kvælstof i en plante resulterer i sunde, mørkegrønne blade. Mangel kan give blegning eller gulning af bladene (såkaldt klorose). På den anden side er det muligt at overgøde med kvælstof, og det kan have forskellige konsekvenser for kaffen, f.eks. et højere koffeinindhold (Snoeck & Lambot, 2009). Der findes forskellige former for kvælstof, der kan tilføres jorden, men hver enkelt landmand og agronom skal træffe en kvalificeret beslutning om, hvilken der er bedst for et bestemt sted og en bestemt situation.
Efter kvælstof er kalium og fosfor de mest kritiske makronæringsstoffer for planternes grundlæggende biologiske funktioner (Larcher, 2003). Kalium er vigtigt for den fysiologiske udvikling af frugter, og fosfor er nødvendigt for udvikling af rødder, træ og knopper. Du kan måske genkende disse, hvis du har tilbragt tid på nogen form for landbrug, da de fleste kommercielt tilgængelige gødninger sigter mod en bestemt N:P:K-balance. Kaliummangel kan resultere i, at der opstår brune pletter, især på ældre blade (Snoeck & Lambot, 2009). Fosformangel kan opstå, efter at kaffetræet har produceret en kraftig afgrøde eller lider af vandmangel, og kan vise sig med bladklorose eller et blågrønt skær på bladene (Rothfos, 1980).
Mikronæringsstoffer, såsom zink, magnesium, bor, jern og kobber, spiller alle små, men vigtige roller i opretholdelsen af en korrekt plantefunktion. Mangel på disse elementer kan resultere i forskellige fysiske symptomer hos C. arabica. Der kan også sprøjtes med næringsstoffer i bladene på kaffeplanterne for at tilføre næringsstoffer direkte til bladene, men dette er arbejdskrævende. Denne praksis er ikke almindelig i alle kaffeproducerende regioner, men kan være særlig gavnlig i situationer med specifikke næringsstofmangler.
Den pH-værdi i jorden, som skyldes den underliggende geologi, bør også tages i betragtning. Det kan være arbejdskrævende – eller endog umuligt – at ændre jordens pH-værdi væsentligt på lang sigt, og visse områder skal forvaltes årligt (Snoeck & Vaast, 2009). Mange tropiske eller halvtropiske kaffeproducerende områder i verden har en let sur jordbund, hvilket er gunstigt for dyrkning af kaffe (Wellman, 1961). C. arabica er imidlertid kendt for at kunne vokse i en række forskellige surhedsgrader i jorden, fra sur til neutral (pH-værdi på ~4-7) (Rothfos, 1980) (Rothfos, 1980). pH-værdien kan også påvirke jordens evne til at “slippe” sine næringsstoffer og tillade planterne at optage dem. Dette kaldes teknisk set jordens “kationbytte”-kapacitet, og det afhænger også af jordens tekstur og indhold af organisk materiale (Larcher, 2003; Snoeck & Lambot, 2009).
Beskyttelse af overjorden (hvor de fleste C. arabica-rødder lever) og alle de næringsstoffer, som den indeholder, herunder dem, som landbrugerne betaler for at tilføre, er en meget vigtig overvejelse ved forvaltningen af en kaffeplantage. Fysisk erosion kan være en trussel mod kaffetræer, det større økosystem og landarbejderne. En lokalitets modtagelighed for erosion og afstrømning kan påvirke genvindingen (eller den faktiske anvendelse) af de næringsstoffer, der tilføres i form af dyr kompost og gødning. Organisk materiale, jordens sammensætning (silt, sand og ler) og graden af komprimering bidrager alle til dette (Snoeck & Vaast, 2009). Uforanderlige fysiske faktorer på stedet, som f.eks. hældning, aspekt og nedbør, og uforudsigelige begivenheder er dog ofte ansvarlige for jorderosion. Landmændene kan bruge mange metoder til at bevare jorden og bekæmpe tab af næringsstoffer og erosion, men det er en evig udfordring.
Attende stimulering: Afstand og beskæring
For at sikre, at en kaffeplantage vil være sund og produktiv så længe som muligt, er det nødvendigt med en aktiv forvaltning, der begynder med plantetætheden, eller planteafstanden. Det er vigtigt at give hvert træ tilstrækkelig plads til at opfylde sine behov, samtidig med at man tager hensyn til udbyttet pr. hektar. Afhængigt af den anvendte sort kræver voksne C. arabica-planter normalt 1-3 meter mellem planterne. Når der f.eks. er 2,5 meters afstand mellem planterne, giver det et udbytte på 1600 planter pr. hektar; hvis der er 4 meters afstand mellem planterne, vil udbyttet være 625 planter pr. hektar (Rothfos, 1980). I situationer, hvor kaffe dyrkes sammen med andre typer planter, er disse beslutninger mere komplekse og afhænger af, hvilken slags energi- og vandbehov naboplanter vil have i forhold til C. arabicas behov.
C. arabica bliver mindre produktivt, efterhånden som det bliver ældre; derfor er beskæring blevet en almindelig måde at forlænge et kaffetræes levetid på. Den anden mulighed, genplantning, tager længere tid og er mere risikabel for landbrugerne, da den afhænger af en vellykket etablering af en frøplante, efterfulgt af ca. to år med stort set ingen produktion og derfor ingen indkomst fra disse planter. Der er to hovedmetoder til beskæring, som er almindelige rundt om i verden, afhængigt af lokal agronomi og vedligeholdelsespraksis for afgrøderne. Det drejer sig om enkelt- og flerstammede beskæringer (Rothfos, 1980; Snoeck & Lambot, 2009). Under hver af disse metoder kan der anvendes stubning eller mindre drastiske metoder til foryngelse, afhængigt af sortens og kaffeplantagens behov. Forskellige agronomer anbefaler forskellige objektive retningslinjer for beskæring, baseret på faktorer som træets højde, nedsat produktivitet og træets alder (Snoeck & Lambot, 2009). Det anbefales ofte, at en bedrift strategisk beskærer dele af kaffeplantagen hvert år i modsætning til at beskære alle træer på én gang. På denne måde minimeres eventuelle indtægtstab som følge af genvækstperioder. Ud over hovedbeskæringsstrategien finder der også en vedligeholdelsesbeskæring sted hvert år, normalt i perioder med langsom vækst (Clifford & Willson, 1985; Willson, 1999). Generelt viser det sig, at to år gamle sekundære stammer er mest produktive, og dette motiverer kaffebønderne til at maksimere antallet af disse i deres plantager hvert år (Clifford & Willson, 1985).
Bøndernes udfordringer
Naturligvis går mus og menneskers (og planters) bedst udtænkte planer ofte på afveje. En landmand kan vælge en regionsspecifik kaffesort, plante den på et strategisk sted med godt sollys og veldrænet jord og på alle andre måder etablere en “perfekt” kaffeplantage – og alligevel blive konfronteret med uoverstigelige udfordringer. Uventede vejrforhold, klimaforandringer, udbrud af skadedyr eller patogener og andre “guddommelige handlinger” og naturens indgreb kan forvandle en lykkelig kaffeplantage til et goldt og trist ødemark. Der er risici i landbruget, som kun kan forstås fuldt ud af de landmænd, der oplever dem hver eneste afgrødecyklus. For dem af os, der arbejder i den ende af værdikæden, der er rettet mod ristning, detailhandel eller forbrug, er det vigtigt at huske på begrænsningerne i vores perspektiv.
“Landbrug ser meget let ud, når din plov er en blyant, og du er tusind miles fra majsmarken.”
– Præsident Dwight D. Eisenhower
Emma Sage er SCA’s kaffevidenskabsansvarlige. Før hun kom ind i kaffeindustrien, tog hun en uddannelse i økologi og botanik, og hun har prøvet kræfter med vinindustrien. Hun nyder at lære alt, hvad der er at vide om videnskaben om kaffe (og endnu vigtigere, at dele det med dig).
Citeret litteratur & Yderligere læsning
Carelli, M. L. C., Fahl, J. I., & Ramalho, J. D. C. (2006). Aspekter af kvælstofmetabolisme i kaffeplanter. Brazilian Journal of Plant Physiology, 18, 9-21.
Clifford, M. N., & Willson, K. C. (1985). Coffee: Botanik, biokemi og produktion af bønner og drikkevarer. Westport, CT: AVI.
Hillel, D. (2004). Introduktion til miljømæssig jordfysik. USA: Elsevier Academic Press.
Larcher, W. (2003). Fysiologisk planteøkologi (4. udgave). New York: Springer.
Lashermes, P., Combes, M. C., Robert, J., Trouslot, P., D’Hont, A., Anthony, F., & Charrier, A. (1999). Molekylær karakterisering og oprindelse af Coffea arabica L.-genomet. Molecular and General Genetics MGG, 261(2), 259-266.
Muschler, R. G. (2009). Skyggestyring og dens virkning på kaffens vækst og kvalitet. I J. N. Wintgens (Ed.), Coffee: Growing, Processing, Sustainable Production 2nd ed., (pp. 395-422). Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. kGaA, Weinheim.
Raven, P., Evert, R., & Eichhorn, S. (1999). Biology of Plants. New York: W.H. Freemand and Company.
Rothfos, B. (1980). Kaffeproduktion. Tyskland: GORDIAN-Max-Rieck GmbH.
Snoeck, J., & Lambot, C. (2009). Vedligeholdelse af afgrøder. In J. N. Wintgens (Ed.), Coffee: Growing, Processing, Sustainable Production 2nd ed., (pp. 250-327). Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
Snoeck, J., & Vaast, P. (2009). Betydningen af organisk stof og biologisk frugtbarhed i kaffebjorde. In J. N. Wintgens (Ed.), Coffee: Growing, Processing, Sustainable Production 2nd ed., (pp. 375-387): Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
Wellman, F. L. (1961). Coffee: Botanik, dyrkning og udnyttelse. New York: Interscience Publishers Inc.
Willson, K. C. (1999). Coffee, Cocoa, and Tea. UK: CABI Publishing.