Par EMMA SAGE, responsable scientifique du café à la SCA.
Ce dont les plantes ont besoin
Un plant de café sain et « heureux » est un plant capable de produire le plus grand nombre de graines de qualité. Trois facteurs principaux influencent le « bonheur » d’une plante : la génétique, l’environnement et la gestion agricole appliquée. Comme il n’existe pas de formule exacte pour produire un café de spécialité primé, les agriculteurs s’efforcent de répondre à tous les besoins fondamentaux des plantes afin qu’elles puissent prospérer. Il existe des besoins biologiques communs à toutes les plantes qui rendent cela possible. Ces besoins essentiels sont le soleil, l’eau, le sol et l’air ; ces quatre éléments se combinent pour fournir à la plante l’énergie et les nutriments nécessaires à la vie. Certes, différentes plantes se sont adaptées pour exiger des conditions spécifiques différentes, en fonction de leur histoire et de leur environnement. Cependant, toutes les plantes partagent ces facteurs externes qui permettent la croissance et la reproduction – les seuls paramètres de réussite d’une plante.
Les plantes vivent dans des écosystèmes. Peu importe que l’écosystème soit naturel ou agricole. Dans tous les cas, les plantes interagissent avec leur environnement extérieur et dépendent du sol, du temps, des micro-organismes, de la température, de l’humidité et d’une myriade d’autres influences. Bien qu’un agriculteur puisse choisir les plantes en fonction de ce que l’on sait de leur génétique, le seul facteur qui peut être contrôlé activement chaque année après la plantation est la gestion agricole de la plantation.
Les informations suivantes sont une introduction à la biologie des plantes et à la gestion agricole de la plantation de café. Il ne s’agit pas de décrire les situations difficiles et à haut risque auxquelles la plupart des producteurs de café sont confrontés aujourd’hui. Elle vise à présenter certains facteurs biologiques de base pour aider les non-agronomes à comprendre certaines des complexités scientifiques qui entrent en jeu dans le maintien d’une plantation de café saine, productive et de haute qualité. Utilisez-le comme une vue d’ensemble, apprenez, et regardez vos relations avec les producteurs pour obtenir le côté humain de l’histoire.
Les éléments essentiels à la vie
Il est essentiel de se rappeler que chaque fois que nous prenons une plante « naturelle » de la forêt et l’utilisons à des fins agricoles, comme avec le café, ses besoins sont modifiés. L’agriculture n’est pas la nature. Le Coffea arabica est peut-être l’une des denrées agricoles les plus tenaces et les plus sensibles. Étant donné qu’il est endémique à une région très spécifique (les hauts plateaux d’Éthiopie et du Sud-Soudan), où il est né dans des circonstances génétiques inhabituelles, il dispose d’un faible niveau de diversité génétique pour relever les défis (Lashermes, Combes, Robert, Trouslot, D’Hont, Anthony, et al., 1999). De plus, il n’a été distribué que récemment (dans le temps de l’évolution) dans le monde entier, ce qui signifie qu’il n’a pas eu le temps d’évoluer vers de nouveaux climats et conditions. Un caféier C. arabica en Indonésie, au Brésil ou en Jamaïque pousse toujours mieux dans les conditions idéales que ses ancêtres ont appris à aimer dans les sous-bois ombragés des forêts tropicales d’Afrique de l’Est. C’est l’une des raisons pour lesquelles il est si difficile de rendre les plants de C. arabica heureux, et pourquoi cela continue de défier les agriculteurs de tout le monde équatorial.
Pour fonctionner, les plantes « inspirent » et « expirent » les éléments constitutifs de la vie. L' »inspiration » est appelée photosynthèse, et l' »expiration » est appelée respiration ; toutes deux dépendent de l’eau, de l’énergie du soleil et des nutriments. Les plantes prennent les nutriments et l’eau du sol par leurs racines.
Il y a toujours un facteur majeur qui limite la croissance et la reproduction d’une plante (Larcher, 2003). Cela peut sembler mauvais, mais en fait c’est pour le mieux – parce que nous ne voulons pas que des plantes géantes prennent le contrôle du monde et démolissent les gratte-ciel dans une poussée de croissance dramatique King-Kong-esque. En général, le carbone (C), l’eau (H2O) ou l’azote (N) est le principal facteur limitant. Dans le monde agricole, il s’agit souvent de macronutriments tels que l’azote (N), le potassium (K+) et le phosphore (P). C’est pourquoi les agriculteurs doivent souvent irriguer ou appliquer des engrais aux cultures. À notre époque, les plantes pérennes et sauvages ne sont pas souvent limitées par le carbone, car il y a beaucoup de carbone supplémentaire dans l’atmosphère. Cependant, dans le cas des cultures annuelles (comme le maïs, le soja et le blé), le carbone peut devenir limitant, et l’ajout de tourbe ou de composts à base de carbone peut aider à atténuer ce déficit. Si vous mettez une plante d’ombre au soleil, elle aura besoin de plus d’éléments nutritifs pour suivre le niveau de croissance et de production qui se produira. Si vous ajoutez de l’azote, la plante aura besoin de plus de phosphore, de potassium et de calcium pour fonctionner correctement. Si vous ajoutez plus de nutriments, la plante aura donc besoin de plus d’eau. Vous voyez le genre. De cette manière, une plante tente toujours, physiologiquement parlant, d’équilibrer ses ressources disponibles et de les affecter à des tâches spécifiques nécessaires au maintien de la vie. Que font les humains pour rendre les plants de café C. arabica biologiquement heureux ? Beaucoup!
Des conditions de croissance adéquates : Choix du site
L’emplacement est la clé pour la culture du C. arabica. Le choix du site est l’un des choix les plus importants qu’un agriculteur puisse faire pour assurer son succès. Cela dit, tous les agriculteurs n’ont pas le choix du site ; ils peuvent simplement avoir un terrain à proximité d’une zone de culture du café connue. La pente et l’aspect, la topographie, la température, le régime climatique, les précipitations, les changements saisonniers et la texture du sol ne sont pas des facteurs faciles à modifier (à moins de construire une serre géante autour de vos plants de café, ce qui ne semble pas faisable). L’état du sol et l’histoire de la terre peuvent également influencer le potentiel d’un site. Des considérations pratiques et logistiques doivent être prises en compte à la lumière des techniques de récolte locales, de l’irrigation, de la taille et d’autres pratiques de gestion.
Les changements saisonniers (ou l’absence de changements saisonniers, dans les régions équatoriales) délimitent le cycle annuel de fructification de la plante. Dans les zones de culture telles que l’Éthiopie, Hawaï, l’Amérique centrale et le sud du Brésil, les saisons donnent généralement lieu à un seul cycle de croissance des fruits. Dans ces régions, les fleurs sont initiées pendant les périodes de croissance lente (hiver), et la floraison et la croissance des nouvelles tiges se produisent avec la pluie ou parfois un coup de froid (printemps). La plage de température spécifique d’une plantation potentielle est essentielle, car le C. arabica préfère une température de 15-24°C et est très sensible au froid et au gel, ce dernier détruisant à la fois les feuilles et les fruits.
De l’eau en quantité suffisante : Transpiration, irrigation, et/ou gestion du sol
Créer une situation hydrique adéquate est la clé pour maintenir une plantation heureuse de plants de C. arabica. De nombreux caféiculteurs comptent sur les précipitations comme seule source d’eau. Moins fréquemment, des systèmes d’irrigation sont mis en place pour maintenir des conditions de culture très productives en plein soleil. Dans ces cas, que l’on trouve couramment au Brésil et au Vietnam, où la croissance et donc la demande en eau sont très élevées, les systèmes automatisés ont contribué à permettre l’expansion de la production de café (Snoeck & Lambot, 2009). Dans d’autres cas, l’irrigation peut être gérée pour faciliter la floraison (Willson, 1999). L’équilibre hydrique d’une plantation de café est idéalement maintenu par le choix du sol et du site. Si ce dernier est adéquat au départ, l’agriculteur aura beaucoup moins besoin d’irrigation ou d’ajouts au sol pour assurer un bon drainage. Le café, comme toutes les plantes, a besoin d’une quantité minimale d’eau pour rester en bonne santé (c’est-à-dire non flétri) et fonctionner. En effet, les nutriments et les minéraux sont absorbés par les plantes par capillarité, depuis leurs racines jusqu’aux pousses les plus hautes. Toutefois, un excès d’eau dans le sol peut être préjudiciable. Les racines ont besoin d’oxygène pour survivre et fonctionner, et les racines peu profondes font de l’érosion un sujet de préoccupation dans certaines régions caféicoles qui connaissent des périodes de fortes précipitations (Clifford & Willson, 1985 ; Snoeck & Lambot, 2009).
L’évaporation et la transpiration sont affectées par de nombreux éléments dans un écosystème, notamment le statut hydrique d’un sol ; l’humidité relative ; et la quantité de soleil, de vent et de couverture arborée. La couverture nuageuse peut également influencer la quantité de transpiration qui se produit et donc la quantité d’eau qui est perdue. L’évapotranspiration est le terme utilisé pour décrire le processus de perte d’eau des plantes (Larcher, 2003). Les plantes de C. arabica sont à feuilles persistantes, et perdent donc de l’eau tout au long de l’année (Clifford & Willson, 1985). La texture du sol peut avoir un impact sur le bilan hydrique d’une plante. En effet, le sol peut soit retenir naturellement l’eau, soit la drainer, en fonction de son espace poreux (Hillel, 2004 ; Snoeck & Lambot, 2009). Afin d’extraire l’eau du sol, les plantes exercent une demande d’évaporation créée par une différence de pression entre l’air, la plante et le sol. La texture du sol a également un impact sur la capacité des plantes C. arabica à résister aux saisons sèches, car l’eau retenue en profondeur dans le sol est utilisée pendant les périodes de faibles précipitations (Clifford & Willson, 1985).
Soleil adéquat : Gestion de l’ombre
La photosynthèse nécessite l’énergie du soleil pour convertir le CO2 de l’air en sucres, qui sont la nourriture des plantes (Raven, Evert, & Eichhorn, 1999). Cependant, l’intensité de la lumière solaire est importante pour les plantes de C. arabica, et difficile à réguler naturellement. Parce que le C. arabica a évolué comme une plante de sous-bois, il ne peut utiliser qu’une quantité limitée de soleil. En fait, trop de soleil peut endommager les tissus photosynthétiques au fil du temps, entraînant finalement une diminution de la croissance et de la production (Clifford & Willson, 1985). Les jeunes plantes, comme les nourrissons humains, sont particulièrement sensibles, c’est pourquoi vous voyez souvent des plants de café sous abri. Les températures élevées associées à un fort ensoleillement peuvent également ralentir la photosynthèse en provoquant la fermeture des pores de la plante (appelés stomates) (Larcher, 2003).
De nombreux agriculteurs tentent de réguler l’ensoleillement via un régime d’arbres d’ombrage. Cependant, il y a des compromis à faire, car des plantes supplémentaires signifient plus de travail ! Il n’existe pas de guide universel pour la gestion des arbres d’ombrage, car cela dépend des conditions locales et du microclimat de la plantation (Muschler, 2009). Lorsqu’ils sont planifiés stratégiquement, les arbres d’ombrage peuvent être bénéfiques à d’autres égards, par exemple en fournissant une source de nourriture pour les humains (bananiers ou avocats) ou les plantes (arbres qui ajoutent plus d’azote dans le sol) (Snoeck & Vaast, 2009). Les arbres peuvent également être plantés de manière à servir de coupe-vent pour la plantation. L’ombre peut être utilisée pour conserver l’eau, abaisser la température dans les régions chaudes et protéger du gel (Muschler, 2009 ; Snoeck & Lambot, 2009). La couverture nuageuse fréquente, qui se produit souvent en haute altitude, peut agir de la même manière en réduisant la quantité de lumière qui atteint les feuilles, abaissant parfois les températures au point de réduire la photosynthèse. Comme toute gestion agricole, l’équilibre entre l’ombre et le soleil est un processus continu d’évaluation et d’ajustement pour les caféiculteurs.
Des nutriments adéquats : Gestion du sol
Les nutriments au-delà de ce qu’une plante obtient de l’air et de l’eau (carbone, oxygène et hydrogène) sont obtenus par le sol. Les racines agissent comme de petites vacuoles d’eau et de nutriments, de sorte que les plantes restent bien hydratées ET en bonne santé en même temps (Raven, Evert, & Eichhorn, 1999). Le sol et ses nutriments peuvent être spécifiques à une région, variant selon la géologie locale et le matériau parental. Ainsi, selon l’endroit où se trouve une plantation dans le monde, la gestion du sol diffère. En fait, il peut s’agir d’une science très précise, spécifique à une micro-région, et certains agronomes recommandent de faire analyser les sols ainsi que les tissus foliaires plusieurs fois par an pour assurer une gestion précise des nutriments.
L’azote est l’un des macronutriments les plus importants, car il est utilisé pour des fonctions essentielles telles que la photosynthèse et la production de nouveaux tissus, ainsi que d’autres processus clés (Carelli, Fahl, & Ramalho, 2006 ; Clifford & Willson, 1985). Les carences en azote se produisent couramment dans les plantations de C. arabica non ombragées et à forte production, en raison de la demande exercée sur les tissus photosynthétiques. Une quantité saine d’azote dans une plante se traduit par des feuilles saines et vert foncé. Une carence peut se traduire par des feuilles pâles ou jaunies (appelées chlorose). D’autre part, il est possible de surfertiliser avec de l’azote, ce qui peut avoir différentes conséquences dans le café, comme une teneur plus élevée en caféine (Snoeck & Lambot, 2009). Il existe différentes formes d’azote qui peuvent être appliquées au sol, mais chaque agriculteur et agronome doit prendre une décision éclairée quant à ce qui est le mieux pour un site et une situation particulière.
Après l’azote, le potassium et le phosphore sont les macronutriments les plus critiques pour les fonctions biologiques de base des plantes (Larcher, 2003). Le potassium est important pour le développement physiologique des fruits, et le phosphore est nécessaire au développement des racines, du bois et des bourgeons. Vous pouvez reconnaître ces éléments si vous avez passé du temps dans une ferme, car la plupart des engrais disponibles dans le commerce visent un équilibre N:P:K spécifique. Une carence en potassium peut entraîner le développement de taches brunes, en particulier sur les feuilles plus anciennes (Snoeck & Lambot, 2009). La carence en phosphore peut se produire après que le caféier a produit une récolte abondante ou souffre d’un manque d’eau, et peut se présenter avec une chlorose des feuilles ou une teinte vert bleuâtre des feuilles (Rothfos, 1980).
Les micronutriments, tels que le zinc, le magnésium, le bore, le fer et le cuivre, jouent tous des rôles petits mais importants dans le maintien du bon fonctionnement des plantes. Les déficits de ces éléments peuvent entraîner divers symptômes physiques chez C. arabica. Des pulvérisations foliaires d’éléments nutritifs peuvent également être appliquées sur les plants de café pour délivrer des éléments nutritifs directement dans les feuilles, mais elles demandent beaucoup de travail. Cette pratique n’est pas courante dans toutes les régions caféicoles, mais peut être particulièrement bénéfique dans les situations de carence en nutriments spécifiques.
Le pH du sol, qui résulte de la géologie sous-jacente, doit également être pris en considération. Il peut être laborieux – voire impossible – de modifier de manière significative le pH du sol à long terme, et certaines zones doivent être gérées annuellement (Snoeck & Vaast, 2009). De nombreuses régions caféières tropicales ou semi-tropicales du monde ont un sol légèrement acide, ce qui est favorable à la culture du café (Wellman, 1961). Cependant, le C. arabica est connu pour pousser dans une gamme de conditions d’acidité du sol, allant de l’acide à la neutralité (un pH de ~4-7) (Rothfos, 1980). Le pH peut également influencer la capacité du sol à « lâcher » ses nutriments et à permettre aux plantes de les absorber. C’est ce qu’on appelle techniquement la capacité d' »échange cationique » du sol, et elle dépend également de la texture du sol et de la teneur en matière organique (Larcher, 2003 ; Snoeck & Lambot, 2009).
La protection de la couche arable (où vivent la plupart des racines de C. arabica) et de tous les éléments nutritifs qu’elle contient, y compris ceux que les agriculteurs paient pour ajouter, est une considération très importante dans la gestion d’une plantation de café. L’érosion physique peut être une menace pour les caféiers, l’écosystème au sens large et les travailleurs agricoles. La susceptibilité d’un site à l’érosion et au ruissellement peut influencer la récupération (ou l’utilisation réelle) des nutriments ajoutés sous forme de compost et d’engrais coûteux. La matière organique, la composition du sol (limon, sable et argile) et le niveau de compactage y contribuent tous (Snoeck & Vaast, 2009). Cependant, les facteurs physiques immuables du site, tels que la pente, l’aspect et les précipitations, et les événements imprévisibles sont souvent responsables de l’érosion des sols. Les agriculteurs peuvent utiliser de nombreuses méthodes pour conserver le sol et lutter contre la perte de nutriments et l’érosion, mais c’est un défi permanent.
Stimulation adéquate : Espacement et taille
Assurer qu’une plantation de café sera saine et productive le plus longtemps possible nécessite une gestion active, à commencer par la densité de plantation, ou l’espacement des plantes. Il est essentiel de donner à chaque arbre suffisamment d’espace pour répondre à ses besoins, tout en tenant compte du rendement par hectare. Selon le cultivar utilisé, les plants adultes de C. arabica ont généralement besoin d’un espacement de 1 à 3 mètres. Par exemple, lorsque les plantes sont espacées de 2,5 mètres, on obtient 1600 plantes par hectare, alors que si elles sont espacées de 4 mètres, le rendement sera de 625 plantes par hectare (Rothfos, 1980). Dans les situations où le café est cultivé en intercalaire avec d’autres types de plantes, ces décisions sont plus complexes et dépendent du type de demandes en énergie et en eau que les plantes voisines auront par rapport aux besoins de C. arabica.
C. arabica devient moins productif en vieillissant ; par conséquent, la taille est apparue comme un moyen courant d’étirer la durée de vie d’un caféier. L’autre option, la replantation, prend plus de temps et est plus risquée pour les agriculteurs car elle dépend de l’établissement réussi d’un plant, suivi d’environ deux ans de production essentiellement nulle, et donc d’aucun revenu de ces plantes. Il existe deux méthodes principales de taille qui sont courantes dans le monde entier, en fonction de l’agronomie locale et des pratiques d’entretien des cultures. Il s’agit de la taille à une ou plusieurs tiges (Rothfos, 1980 ; Snoeck & Lambot, 2009). Dans le cadre de l’une ou l’autre de ces méthodes, le dessouchage ou des méthodes moins drastiques de rajeunissement peuvent être déployés en fonction des besoins du cultivar et de la caféière. Différents agronomes recommandent différentes directives objectives pour la taille, en fonction de facteurs tels que la hauteur de l’arbre, la baisse de productivité et l’âge de l’arbre (Snoeck & Lambot, 2009). Il est souvent recommandé qu’une exploitation élague stratégiquement des sections de la plantation de café chaque année, par opposition à l’élagage de tous les arbres en une seule fois. De cette façon, toute perte de revenus due aux périodes de repousse est minimisée. En plus de la stratégie de taille principale, une taille d’entretien a également lieu chaque année, généralement pendant les périodes de croissance lente (Clifford & Willson, 1985 ; Willson, 1999). Généralement, les tiges secondaires de deux ans s’avèrent être les plus productives, ce qui motive les caféiculteurs à maximiser le nombre de celles-ci au sein de leurs plantations chaque année (Clifford & Willson, 1985).
Défis des agriculteurs
Bien sûr, les plans les mieux conçus des souris et des hommes (et des plantes), s’égarent souvent. Un agriculteur peut choisir un cultivar de café spécifique à une région, le planter dans un endroit stratégique avec un bon ensoleillement et un sol bien drainé, et à tous autres égards mettre en place une plantation de café « parfaite » – et pourtant être confronté à des défis insurmontables. Des conditions météorologiques inattendues, des changements climatiques, des épidémies de parasites ou d’agents pathogènes et d’autres « actes de Dieu » et de la nature peuvent transformer une plantation de café heureuse en un terrain vague stérile et morne. L’agriculture comporte des risques qui ne peuvent être pleinement compris que par les agriculteurs qui vivent chaque cycle de culture. Pour ceux d’entre nous qui travaillent dans la torréfaction, la vente au détail ou la consommation de la chaîne de valeur, il est important de se rappeler les limites de notre perspective.
« L’agriculture semble très facile lorsque votre charrue est un crayon et que vous êtes à mille kilomètres du champ de maïs. »
– Président Dwight D. Eisenhower
Emma Sage est la responsable scientifique du café de SCA. Avant de se lancer dans l’industrie du café, elle a obtenu des diplômes en écologie et en botanique, et a tâté de l’industrie du vin. Elle aime apprendre tout ce qu’il y a à savoir sur la science du café (et surtout, le partager avec vous).
Littérature citée &Lectures complémentaires
Carelli, M. L. C., Fahl, J. I., & Ramalho, J. D. C. (2006). Aspects du métabolisme de l’azote dans les plantes de café. Journal brésilien de physiologie végétale, 18, 9-21.
Clifford, M. N., & Willson, K. C. (1985). Café : Botanique, biochimie, et production de grains et de boisson. Westport, CT : AVI.
Hillel, D. (2004). Introduction à la physique environnementale des sols. USA : Elsevier Academic Press.
Larcher, W. (2003). Écologie physiologique des plantes (4e éd.). New York : Springer.
Lashermes, P., Combes, M. C., Robert, J., Trouslot, P., D’Hont, A., Anthony, F., & Charrier, A. (1999). Caractérisation moléculaire et origine du génome de Coffea arabica L. Génétique moléculaire et générale MGG, 261(2), 259-266.
Muschler, R. G. (2009). La gestion de l’ombre et son effet sur la croissance et la qualité du café. Dans 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). Biologie des plantes. New York : W.H. Freemand and Company.
Rothfos, B. (1980). La production de café. Allemagne : GORDIAN-Max-Rieck GmbH.
Snoeck, J., & Lambot, C. (2009). Entretien des cultures. Dans J. N. Wintgens (Ed.), Café : Growing, Processing, Sustainable Production 2nd ed, (pp. 250-327). Weinheim : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
Snoeck, J., & Vaast, P. (2009). Importance de la matière organique et de la fertilité biologique dans les sols de café. Dans J. N. Wintgens (Ed.), Coffee : Growing, Processing, Sustainable Production 2nd ed, (pp. 375-387) : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
Wellman, F. L. (1961). Le café : Botanique, culture et utilisation. New York : Interscience Publishers Inc.
Willson, K. C. (1999). Café, cacao et thé. ROYAUME-UNI : CABI Publishing.