di EMMA SAGE, Coffee Science Manager alla SCA.
Di cosa hanno bisogno le piante
Una pianta di caffè sana e “felice” è quella che riesce a produrre il maggior numero di semi di qualità. Ci sono tre fattori principali che influenzano la “felicità” di una pianta: la genetica, l’ambiente e la gestione agricola applicata. Poiché non esiste una formula esatta per produrre un caffè speciale premiato, gli agricoltori lavorano per soddisfare tutte le esigenze di base delle piante in modo che siano in grado di prosperare. Ci sono necessità biologiche comuni universali a tutte le piante che rendono possibile tutto ciò. Questi elementi essenziali sono il sole, l’acqua, il suolo e l’aria; i quattro si combinano per fornire alla pianta l’energia e i nutrienti necessari per sostenere la vita. Certamente, piante diverse si sono adattate a richiedere condizioni specifiche diverse, a seconda delle loro storie e ambienti. Tuttavia, tutte le piante condividono questi fattori esterni che permettono la crescita e la riproduzione, le uniche metriche di successo di una pianta.
Le piante vivono in ecosistemi. Non importa se l’ecosistema è naturale o agricolo. In entrambi i casi, le piante interagiscono con l’ambiente esterno e dipendono da suolo, tempo, microrganismi, temperatura, umidità e una miriade di altre influenze. Anche se un agricoltore può scegliere le piante in base a ciò che si sa sulla loro genetica, l’unico fattore che può essere controllato attivamente ogni anno dopo la piantagione è la gestione agricola della piantagione.
Le seguenti informazioni sono un’introduzione alla biologia delle piante e alla gestione agricola nella fattoria del caffè. Non cerca di delineare le situazioni difficili e ad alto rischio che la maggior parte dei produttori di caffè oggi devono affrontare. Ha lo scopo di presentare alcuni fattori biologici di base per aiutare i non agronomi a capire alcune delle complessità scientifiche che entrano in gioco nel mantenimento di una piantagione di caffè sana, produttiva e di alta qualità. Usatelo come una panoramica, imparate e guardate ai vostri rapporti con i produttori per avere il lato umano della storia.
L’essenziale per la vita
È fondamentale ricordare che ogni volta che prendiamo una pianta “naturale” dalla foresta e la usiamo per scopi agricoli, come nel caso del caffè, le sue esigenze vengono cambiate. L’agricoltura non è la natura. La Coffea arabica è forse uno dei prodotti agricoli più ostinati e sensibili. Essendo endemica di una regione molto specifica (gli altipiani dell’Etiopia e del Sud Sudan), dove è nata in un insieme insolito di circostanze genetiche, ha un basso livello di diversità genetica con cui combattere le sfide (Lashermes, Combes, Robert, Trouslot, D’Hont, Anthony, et al., 1999). Inoltre, è stata distribuita solo recentemente (nel tempo evolutivo) in tutto il mondo, il che significa che non ha avuto il tempo di evolversi a nuovi climi e condizioni. Una pianta di caffè C. arabica in Indonesia, o in Brasile, o in Giamaica cresce ancora meglio nelle condizioni ideali che i suoi antenati hanno imparato ad amare nel sottobosco ombreggiato delle foreste tropicali in Africa orientale. Questo è uno dei motivi per cui è così difficile rendere felici le piante di C. arabica, e perché questo continua a sfidare i coltivatori di tutto il mondo equatoriale.
Per funzionare, le piante “inspirano” ed “espirano” i mattoni della vita. L'”inspirazione” si chiama fotosintesi e l'”espirazione” si chiama respirazione; entrambe dipendono dall’acqua, dall’energia del sole e dai nutrienti. Le piante prendono le sostanze nutritive e l’acqua dal suolo attraverso le loro radici.
C’è sempre un fattore importante che limita la crescita e la riproduzione di una pianta (Larcher, 2003). Questo può sembrare un male, ma in realtà è per il meglio – perché non vogliamo che piante giganti conquistino il mondo e demoliscano i grattacieli in uno scatto di crescita drammatico alla King-Kong. Di solito, il carbonio (C), l’acqua (H2O) o l’azoto (N) saranno il fattore limitante primario. Nel mondo agricolo, questo diventa spesso macronutrienti come azoto (N), potassio (K+) e fosforo (P). Questo è il motivo per cui gli agricoltori devono spesso irrigare o applicare fertilizzanti alle colture. Al giorno d’oggi, le piante perenni e selvatiche non sono spesso limitate dal carbonio, poiché c’è molto carbonio in più nell’atmosfera. Tuttavia, nel caso delle colture annuali (come mais, soia e grano), il carbonio può diventare limitante, e l’aggiunta di torba o di compost a base di carbonio può aiutare ad alleviare questo deficit. Se mettete una pianta da ombra al sole, avrà bisogno di più nutrienti per tenere il passo con il livello di crescita e produzione che si verificherà. Se aggiungete azoto, la pianta richiederà più fosforo, potassio e calcio per funzionare correttamente. Se aggiungete più nutrienti, la pianta avrà quindi bisogno di più acqua. Avete capito bene. In questo modo, una pianta sta sempre, fisiologicamente parlando, cercando di bilanciare le sue risorse disponibili e di assegnarle a compiti specifici rilevanti per sostenere la vita. Cosa fanno gli umani per rendere le piante di caffè C. arabica biologicamente felici? Molto!
Condizioni di crescita adeguate: Scelta del sito
La posizione è fondamentale per la coltivazione della C. arabica. La scelta del sito è una delle scelte più importanti che un coltivatore può fare per assicurarsi il successo. Detto questo, non tutti i coltivatori hanno la possibilità di scegliere il sito; possono semplicemente avere un pezzo di terra in prossimità di una zona nota per la coltivazione del caffè. La pendenza e l’aspetto, la topografia, la temperatura, il modello meteorologico, le precipitazioni, il cambiamento stagionale e la struttura del suolo non sono fattori facili da modificare (a meno che non si costruisca una serra gigante intorno alle piante di caffè, il che non sembra fattibile). La condizione del suolo e la storia del terreno possono anche influenzare il potenziale di un sito. Le considerazioni pratiche e logistiche devono essere fatte alla luce delle tecniche locali di raccolta, irrigazione, potatura e altre pratiche di gestione.
I cambiamenti stagionali (o la loro mancanza, nelle regioni equatoriali) delineano il ciclo annuale di fruttificazione della pianta. In aree di coltivazione come l’Etiopia, le Hawaii, l’America centrale e il Brasile meridionale, le stagioni si traducono generalmente in un unico ciclo di crescita dei frutti. In queste aree, i fiori sono iniziati in periodi di crescita lenta (inverno), e la fioritura e la crescita di nuovi steli si verificano con la pioggia o a volte con un colpo di freddo (primavera). L’intervallo di temperatura specifico di una potenziale piantagione è fondamentale, poiché la C. arabica preferisce una temperatura di 15-24°C ed è molto sensibile al freddo e al gelo, con quest’ultimo che distrugge sia le foglie che i frutti.
Adeguata acqua: Traspirazione, irrigazione, e/o gestione del suolo
Creare una situazione idrica adeguata è la chiave per mantenere una felice piantagione di piante di C. arabica. Molti coltivatori di caffè si affidano alle piogge come unica fonte d’acqua. Meno frequentemente, i sistemi di irrigazione sono impostati per mantenere condizioni di crescita altamente produttive in pieno sole. In questi casi, che si trovano comunemente in Brasile e Vietnam, dove la crescita e quindi la domanda di acqua sono molto alte, i sistemi automatizzati hanno aiutato a permettere l’espansione della produzione di caffè (Snoeck & Lambot, 2009). In altri casi, l’irrigazione può essere gestita per facilitare la fioritura (Willson, 1999). L’equilibrio idrico di una piantagione di caffè è idealmente mantenuto attraverso la selezione del suolo e del sito. Se questo è adeguato all’inizio, è molto meno probabile che un agricoltore abbia bisogno di irrigazione o di aggiunte al terreno per assicurare un drenaggio adeguato. Il caffè, come tutte le piante, ha bisogno di una quantità minima di acqua per rimanere sano (cioè, non appassito) e funzionante. Questo perché i nutrienti e i minerali sono assorbiti dalle piante per azione capillare, dalle radici fino ai germogli più alti. Tuttavia, troppa acqua nel terreno può essere dannosa. Le radici hanno bisogno di ossigeno per sopravvivere e funzionare, e le radici poco profonde rendono l’erosione un argomento di preoccupazione in certe regioni di coltivazione del caffè che sperimentano periodi di forti precipitazioni (Clifford & Willson, 1985; Snoeck & Lambot, 2009).
L’evaporazione e la traspirazione sono influenzate da molte cose in un ecosistema, compreso lo stato dell’acqua di un suolo; l’umidità relativa; e la quantità di sole, vento e copertura arborea. Anche la copertura nuvolosa può influenzare la quantità di traspirazione che si verifica e quindi la quantità di acqua che si perde. Evapotraspirazione è il termine usato per descrivere il processo di perdita d’acqua dalle piante (Larcher, 2003). Le piante di C. arabica sono sempreverdi, e quindi perdono acqua durante tutto l’anno (Clifford & Willson, 1985). La tessitura del suolo può avere un impatto sul bilancio idrico di una pianta. Infatti, il suolo può trattenere naturalmente l’acqua o drenarla, a seconda dei suoi pori (Hillel, 2004; Snoeck & Lambot, 2009). Per estrarre l’acqua dal suolo, le piante esercitano una domanda evaporativa creata da una differenza di pressione tra l’aria, la pianta e il suolo. La tessitura del suolo influisce anche sulla capacità delle piante di C. arabica di resistere alle stagioni secche, poiché l’acqua trattenuta in profondità nel suolo viene utilizzata nei periodi di scarse precipitazioni (Clifford & Willson, 1985).
Sole adeguato: Gestione dell’ombra
La fotosintesi richiede l’energia del sole per convertire la CO2 dell’aria in zuccheri, che sono il cibo delle piante (Raven, Evert, & Eichhorn, 1999). Tuttavia, l’intensità della luce solare è importante per le piante di C. arabica, e difficile da regolare naturalmente. Poiché la C. arabica si è evoluta come una pianta di sottobosco, può utilizzare solo una quantità limitata di sole. Infatti, troppo sole può danneggiare i tessuti fotosintetici nel tempo, portando alla fine a una diminuzione della crescita e della produzione (Clifford & Willson, 1985). Le giovani piante, come i neonati, sono particolarmente sensibili, ed è per questo che spesso si vedono piantine di caffè al coperto. Le alte temperature associate a una forte luce solare possono anche rallentare la fotosintesi causando la chiusura dei pori della pianta (chiamati stomi) (Larcher, 2003).
Molti agricoltori cercano di regolare il sole attraverso un regime di alberi da ombra. Tuttavia, ci sono dei compromessi, poiché piante aggiuntive significano più lavoro! Non esiste una guida universale per la gestione degli alberi da ombra, poiché questa dipende dalle condizioni locali e dal microclima della piantagione (Muschler, 2009). Se pianificati strategicamente, gli alberi da ombra possono essere benefici in altri modi, come fornire una fonte di cibo per gli esseri umani (alberi di banane o avocado) o le piante (alberi che aggiungono più azoto nel suolo) (Snoeck & Vaast, 2009). Gli alberi possono anche essere piantati in modo da servire come frangivento per la piantagione. L’ombra può essere utilizzata per conservare l’acqua, abbassare la temperatura nelle regioni calde e proteggere dal gelo (Muschler, 2009; Snoeck & Lambot, 2009). La frequente copertura nuvolosa, che spesso si verifica ad alta quota, può agire in modo simile per ridurre la quantità di luce che raggiunge le foglie, a volte abbassando le temperature al punto che si verificano riduzioni della fotosintesi. Come tutta la gestione agricola, l’equilibrio tra ombra e sole è un processo continuo di valutazione e regolazione per i coltivatori di caffè.
Nutrienti adeguati: Gestione del suolo
I nutrienti oltre a quelli che una pianta ottiene dall’aria e dall’acqua (carbonio, ossigeno e idrogeno) sono ottenuti attraverso il suolo. Le radici agiscono come piccoli vuoti di acqua e nutrienti, così che le piante rimangono ben idratate E sane allo stesso tempo (Raven, Evert, & Eichhorn, 1999). Il suolo e i suoi nutrienti possono essere specifici della regione, variando con la geologia locale e il materiale parentale. Quindi, a seconda di dove si trova una piantagione nel mondo, la gestione del suolo è diversa. Infatti, può essere una scienza molto precisa, specifica di una micro-regione, e alcuni agronomi raccomandano di far analizzare il suolo e i tessuti fogliari più volte all’anno per assicurare una gestione accurata dei nutrienti.
Dopo l’azoto, il potassio e il fosforo sono i macronutrienti più critici per le funzioni biologiche di base delle piante (Larcher, 2003). Il potassio è importante per lo sviluppo fisiologico dei frutti e il fosforo è necessario per lo sviluppo delle radici, del legno e delle gemme. Potreste riconoscerli se avete passato del tempo in qualche tipo di fattoria, dato che la maggior parte dei fertilizzanti disponibili in commercio mirano a uno specifico equilibrio N:P:K. La carenza di potassio può portare allo sviluppo di macchie marroni, specialmente sulle foglie più vecchie (Snoeck & Lambot, 2009). La carenza di fosforo può verificarsi dopo che l’albero del caffè produce un raccolto pesante o soffre di una carenza d’acqua, e può presentarsi con clorosi fogliare o una tinta verde-bluastra delle foglie (Rothfos, 1980).
Micronutrienti, come zinco, magnesio, boro, ferro e rame, svolgono tutti ruoli piccoli ma importanti nel mantenimento della corretta funzione della pianta. Le carenze di questi elementi possono provocare vari sintomi fisici nella C. arabica. Gli spruzzi di nutrienti fogliari possono anche essere applicati alle piante di caffè per fornire nutrienti direttamente nelle foglie, ma questi sono intensivi di lavoro. Questa pratica non è comune in tutte le regioni di coltivazione del caffè, ma può essere particolarmente utile in situazioni di specifiche carenze di nutrienti.
Il pH del suolo, che risulta dalla geologia sottostante, dovrebbe anche essere preso in considerazione. Può essere laborioso – o addirittura impossibile – alterare significativamente il pH del suolo a lungo termine, e certe aree devono essere gestite annualmente (Snoeck & Vaast, 2009). Molte regioni tropicali o semi-tropicali del mondo in cui si coltiva il caffè hanno un suolo leggermente acido, che è favorevole alla coltivazione del caffè (Wellman, 1961). Tuttavia, la C. arabica è nota per crescere in una gamma di condizioni di acidità del suolo, da acida a neutra (un pH di ~4-7) (Rothfos, 1980). Il pH può anche influenzare la capacità del suolo di “lasciar andare” i suoi nutrienti e permettere alle piante di assorbirli. Questo è tecnicamente chiamato capacità di “scambio cationico” del suolo, e dipende anche dalla struttura del suolo e dal contenuto di materia organica (Larcher, 2003; Snoeck & Lambot, 2009).
Proteggere il topsoil (dove vive la maggior parte delle radici della C. arabica) e tutti i nutrienti che contiene, compresi quelli che gli agricoltori pagano per aggiungere, è una considerazione molto importante quando si gestisce una piantagione di caffè. L’erosione fisica può essere una minaccia per gli alberi di caffè, l’ecosistema più ampio e i lavoratori agricoli. La suscettibilità di un sito all’erosione e al deflusso può influenzare il recupero (o l’uso effettivo) dei nutrienti aggiunti sotto forma di costoso compost e fertilizzante. La materia organica, la composizione del suolo (limo, sabbia e argilla) e il livello di compattazione contribuiscono a questo (Snoeck & Vaast, 2009). Tuttavia, fattori fisici del sito immutabili, come la pendenza, l’aspetto e le precipitazioni, ed eventi imprevedibili sono spesso responsabili dell’erosione del suolo. Gli agricoltori possono usare molti metodi per conservare il suolo e combattere la perdita di nutrienti e l’erosione, ma è una sfida perenne.
Stimolazione adeguata: Spaziatura e potatura
Assicurare che una piantagione di caffè sia sana e produttiva il più a lungo possibile richiede una gestione attiva, a partire dalla densità di piantagione, o spaziatura delle piante. È essenziale dare ad ogni albero abbastanza spazio per soddisfare le sue esigenze, mentre allo stesso tempo si considera la resa per ettaro. A seconda della cultivar utilizzata, le piante adulte di C. arabica richiedono solitamente 1-3 metri tra le piante. Per esempio, quando le piante sono distanziate di 2,5 metri, si ottengono 1600 piante per ettaro; mentre, se distanziate di 4 metri, la resa sarebbe di 625 piante per ettaro (Rothfos, 1980). In situazioni in cui il caffè viene coltivato con altri tipi di piante, queste decisioni sono più complesse e dipendono dal tipo di richieste di energia e acqua che le piante vicine avranno in relazione alle esigenze della C. arabica.
La C. arabica diventa meno produttiva con l’età; quindi, la potatura è emersa come un modo comune per allungare la durata della vita di un albero di caffè. L’altra opzione, il reimpianto, richiede più tempo ed è più rischiosa per i coltivatori in quanto dipende dal successo dell’impianto di una piantina, seguito da circa due anni di produzione essenzialmente nulla, e quindi nessun reddito da quelle piante. Ci sono due metodi principali di potatura che sono comuni in tutto il mondo, a seconda dell’agronomia locale e delle pratiche di manutenzione delle colture. Questi sono la potatura a uno o più steli (Rothfos, 1980; Snoeck & Lambot, 2009). Nell’ambito di entrambi questi metodi, si possono impiegare metodi di ringiovanimento meno drastici a seconda delle esigenze della cultivar e dell’azienda agricola. Diversi agronomi raccomandano diverse linee guida oggettive per la potatura, basate su fattori quali l’altezza dell’albero, la diminuzione della produttività e l’età dell’albero (Snoeck & Lambot, 2009). Spesso si raccomanda che un’azienda agricola poti strategicamente sezioni della piantagione di caffè ogni anno, invece di potare tutti gli alberi in una volta sola. In questo modo la perdita di reddito dovuta ai periodi di ricrescita è ridotta al minimo. Oltre alla strategia di potatura principale, anche la potatura di mantenimento ha luogo ogni anno, di solito durante i periodi di crescita lenta (Clifford & Willson, 1985; Willson, 1999). In genere, gli steli secondari di due anni sono più produttivi e questo motiva i coltivatori di caffè a massimizzare il numero di questi all’interno delle loro piantagioni ogni anno (Clifford & Willson, 1985).
Sfide del coltivatore
Naturalmente, i migliori piani di uomini e topi (e piante), spesso vanno male. Un agricoltore può scegliere una cultivar di caffè specifica per la regione, piantarla in un luogo strategico con una buona luce solare e un terreno ben drenato, e in tutti gli altri modi allestire una piantagione di caffè “perfetta” – e trovarsi comunque di fronte a sfide insormontabili. Tempo imprevisto, cambiamenti climatici, epidemie di parassiti o patogeni e altre “azioni di Dio” e della natura possono trasformare una felice piantagione di caffè in una terra desolata e arida. Ci sono rischi in agricoltura che possono essere compresi appieno solo da quei contadini che vivono ogni ciclo colturale. Per quelli di noi che lavorano nella torrefazione, nella vendita al dettaglio o nel consumo della catena del valore, è importante ricordare i limiti della nostra prospettiva.
“L’agricoltura sembra molto facile quando il tuo aratro è una matita e sei a mille miglia dal campo di grano.”
– Presidente Dwight D. Eisenhower
Emma Sage è responsabile scientifico del caffè di SCA. Prima di passare all’industria del caffè, si è laureata in ecologia e botanica e si è dilettata nell’industria del vino. Le piace imparare tutto quello che c’è da sapere sulla scienza del caffè (e soprattutto condividerlo con voi).
Letteratura citata & Ulteriori letture
Carelli, M. L. C., Fahl, J. I., & Ramalho, J. D. C. (2006). Aspetti del metabolismo dell’azoto nelle piante di caffè. Brazilian Journal of Plant Physiology, 18, 9-21.
Clifford, M. N., & Willson, K. C. (1985). Caffè: Botanica, biochimica e produzione di fagioli e bevande. Westport, CT: AVI.
Hillel, D. (2004). Introduzione alla fisica ambientale del suolo. USA: Elsevier Academic Press.
Larcher, W. (2003). Physiological Plant Ecology (4th ed.). New York: Springer.
Lashermes, P., Combes, M. C., Robert, J., Trouslot, P., D’Hont, A., Anthony, F., & Charrier, A. (1999). Caratterizzazione molecolare e origine del genoma della Coffea arabica L. Molecular and General Genetics MGG, 261(2), 259-266.
Muschler, R. G. (2009). Gestione dell’ombra e il suo effetto sulla crescita e la qualità del caffè. In J. N. Wintgens (Ed.), Caffè: Growing, Processing, Sustainable Production 2nd ed., (pp. 395-422). Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. kGaA, Weinheim.
Raven, P., Evert, R., & Eichhorn, S. (1999). Biologia delle piante. New York: W.H. Freemand and Company.
Rothfos, B. (1980). Produzione di caffè. Germania: GORDIAN-Max-Rieck GmbH.
Snoeck, J., & Lambot, C. (2009). Manutenzione delle colture. In J. N. Wintgens (Ed.), Caffè: Growing, Processing, Sustainable Production 2nd ed., (pp. 250-327). Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
Snoeck, J., & Vaast, P. (2009). Importanza della materia organica e della fertilità biologica nei terreni di caffè. In J. N. Wintgens (Ed.), Caffè: Growing, Processing, Sustainable Production 2nd ed., (pp. 375-387): Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
Wellman, F. L. (1961). Caffè: Botany, Cultivation, and Utilization. New York: Interscience Publishers Inc.
Willson, K. C. (1999). Caffè, cacao e tè. REGNO UNITO: CABI Publishing.