De EMMA SAGE, manager științific pentru cafea la SCA.
De ce au nevoie plantele
O plantă de cafea sănătoasă și „fericită” este cea care este capabilă să producă un număr cât mai mare de semințe de calitate. Există trei factori principali care influențează „fericirea” unei plante: genetica, mediul înconjurător și managementul agricol aplicat. Deoarece nu există o formulă exactă pentru a produce o cafea de specialitate premiată, fermierii lucrează pentru a satisface toate nevoile de bază ale plantelor, astfel încât acestea să fie capabile să prospere. Există necesități biologice comune, universale pentru toate plantele, care fac acest lucru posibil. Aceste elemente esențiale sunt soarele, apa, solul și aerul; cele patru se combină pentru a furniza plantei energia și nutrienții necesari pentru a susține viața. Desigur, diferite plante s-au adaptat pentru a avea nevoie de condiții specifice diferite, în funcție de istoria și mediul în care au trăit. Cu toate acestea, toate plantele au în comun acești factori externi care permit creșterea și reproducerea – singurele măsurători de succes pe care le are o plantă.
Plantele trăiesc în ecosisteme. Nu contează dacă ecosistemul este unul natural sau unul agricol. Oricum ar fi, plantele interacționează cu mediul lor extern și sunt dependente de sol, vreme, microorganisme, temperatură, umiditate și o multitudine de alte influențe. Deși un fermier poate alege plantele pe baza a ceea ce se știe despre genetica acestora, singurul factor care poate fi controlat în mod activ în fiecare an după plantare este managementul agricol al plantației.
Cele ce urmează reprezintă o introducere în biologia plantelor și în managementul agricol în ferma de cafea. Nu încearcă să prezinte situațiile dificile și cu risc ridicat cu care se confruntă astăzi majoritatea producătorilor de cafea. Acesta este menit să prezinte unii factori biologici de bază pentru a ajuta non-agronomii să înțeleagă unele dintre complexitățile științifice care intră în menținerea unei plantații de cafea sănătoase, productive și de înaltă calitate. Folosiți-o ca pe o privire de ansamblu, învățați și căutați în relațiile cu producătorii dumneavoastră pentru a obține partea umană a poveștii.
Este esențial să ne amintim că ori de câte ori luăm o plantă „naturală” din pădure și o folosim în scopuri agricole, cum este cazul cafelei, nevoile sale se schimbă. Agricultura nu este natura. Coffea arabica este poate unul dintre cele mai încăpățânate și mai sensibile produse agricole. Deoarece este endemică într-o regiune foarte specifică (regiunile muntoase din Etiopia și Sudanul de Sud), unde s-a născut într-un set neobișnuit de circumstanțe genetice, are un nivel scăzut de diversitate genetică cu care poate combate provocările (Lashermes, Combes, Robert, Trouslot, D’Hont, Anthony, et al., 1999). De asemenea, nu a fost distribuit decât recent (în timp evolutiv) în întreaga lume, ceea ce înseamnă că nu a avut timp să evolueze pentru a se adapta la noi climate și condiții. O plantă de cafea C. arabica din Indonezia, Brazilia sau Jamaica continuă să crească cel mai bine în condițiile ideale pe care strămoșii săi au învățat să le iubească în subpădurea umbrită a pădurilor tropicale din Africa de Est. Acesta este unul dintre motivele pentru care este atât de dificil să faci fericite plantele de C. arabica și de ce acest lucru continuă să reprezinte o provocare pentru fermierii din întreaga lume ecuatorială.
Pentru a funcționa, plantele „inspiră” și „expiră” elementele constitutive ale vieții. „Inspirația” se numește fotosinteză, iar „expirația” se numește respirație; ambele depind de apă, energie de la soare și nutrienți. Plantele absorb substanțele nutritive și apa din sol prin rădăcini.
Există întotdeauna un factor major care limitează creșterea și reproducerea unei plante (Larcher, 2003). Acest lucru poate suna rău, dar, de fapt, este cel mai bine – pentru că nu vrem ca plantele gigantice să cucerească lumea și să demoleze zgârie-nori într-o creștere spectaculoasă asemănătoare cu cea a lui King-Kong. De obicei, carbonul (C), apa (H2O) sau azotul (N) va fi principalul factor limitativ. În lumea agricolă, acesta devine adesea macronutrienți precum azotul (N), potasiul (K+) și fosforul (P). Acesta este motivul pentru care fermierii trebuie adesea să irige sau să aplice îngrășăminte pentru culturi. În zilele noastre, plantele perene și sălbatice nu sunt adesea limitate de carbon, deoarece în atmosferă există o mulțime de carbon suplimentar. Cu toate acestea, în cazul culturilor anuale (cum ar fi porumbul, soia și grâul), carbonul poate deveni limitativ, iar adăugarea de turbă sau de composturi pe bază de carbon poate ajuta la atenuarea acestui deficit. Dacă puneți o plantă de umbră la soare, aceasta va avea nevoie de mai mulți nutrienți pentru a ține pasul cu nivelul de creștere și producție care va avea loc. Dacă adăugați azot, planta va cere mai mult fosfor, potasiu și calciu pentru a funcționa corect. Dacă adăugați mai mulți nutrienți, planta va avea, prin urmare, nevoie de mai multă apă. Ați prins ideea. În acest fel, o plantă încearcă întotdeauna, din punct de vedere fiziologic, să își echilibreze resursele disponibile și să le aloce pentru sarcini specifice relevante pentru susținerea vieții. Ce fac oamenii pentru a face ca plantele de cafea C. arabica să fie fericite din punct de vedere biologic? Din belșug!
Condiții adecvate de cultivare: Alegerea amplasamentului
Localizarea este esențială pentru cultivarea C. arabica. Alegerea amplasamentului este una dintre cele mai importante alegeri pe care le poate face un fermier pentru a-și asigura succesul. Acestea fiind spuse, nu toți fermierii au posibilitatea de a alege un amplasament; ei pot avea pur și simplu o bucată de teren în apropierea unei zone cunoscute de cultivare a cafelei. Panta și aspectul, topografia, temperatura, modelul climatic, precipitațiile, schimbările sezoniere și textura solului nu sunt factori ușor de modificat (cu excepția cazului în care construiți o seră uriașă în jurul plantelor de cafea, ceea ce nu pare fezabil). Starea solului și istoricul terenului pot influența, de asemenea, potențialul unui sit. Trebuie făcute considerații practice și logistice în funcție de tehnicile locale de recoltare, irigare, tăiere și alte practici de gestionare.
Schimbările sezoniere (sau lipsa lor, în regiunile ecuatoriale) delimitează ciclul anual de fructificare a plantei. În zonele de cultură precum Etiopia, Hawaii, America Centrală și sudul Braziliei, anotimpurile au ca rezultat, în general, un singur ciclu de creștere a fructelor. În aceste zone, florile sunt inițiate în perioadele de creștere lentă (iarna), iar înflorirea și creșterea noilor tulpini au loc odată cu ploaia sau, uneori, cu un val de frig (primăvara). Intervalul specific de temperatură al unei potențiale plantații este esențial, deoarece C. arabica preferă o temperatură cuprinsă între 15-24°C și este foarte sensibilă la frig și îngheț, acesta din urmă distrugând atât frunzele, cât și fructele.
Apă adecvată: Transpirație, irigare și/sau gestionarea solului
Crearea unei situații adecvate de apă este esențială pentru a menține o plantație fericită de plante de C. arabica. Mulți cultivatori de cafea se bazează pe precipitații ca fiind singura lor sursă de apă. Mai rar, sistemele de irigare sunt configurate pentru a menține condiții de creștere foarte productive în plin soare. În aceste cazuri, întâlnite în mod obișnuit în Brazilia și Vietnam, unde creșterea și, prin urmare, cererea de apă sunt foarte mari, sistemele automatizate au contribuit la permiterea extinderii producției de cafea (Snoeck & Lambot, 2009). În alte cazuri, irigarea poate fi gestionată pentru a facilita înflorirea (Willson, 1999). Echilibrul hidric al unei plantații de cafea este menținut în mod ideal prin selectarea solului și a amplasamentului. Dacă acesta este adecvat de la început, este mult mai puțin probabil ca un fermier să aibă nevoie de irigații sau de adaosuri de sol pentru a asigura un drenaj adecvat. Cafeaua, ca toate plantele, are nevoie de o cantitate minimă de apă pentru a rămâne sănătoasă (adică nu ofilită) și funcțională. Acest lucru se datorează faptului că substanțele nutritive și mineralele sunt absorbite de plante prin acțiune capilară, de la rădăcini și până la lăstarii cei mai înalți. Cu toate acestea, prea multă apă în sol poate fi dăunătoare. Rădăcinile au nevoie de oxigen pentru a supraviețui și a funcționa, iar rădăcinile superficiale fac ca eroziunea să fie un subiect de îngrijorare în anumite regiuni de cultivare a cafelei care se confruntă cu perioade de precipitații abundente (Clifford & Willson, 1985; Snoeck & Lambot, 2009).
Evaporarea și transpirația sunt afectate de multe lucruri într-un ecosistem, inclusiv starea apei dintr-un sol; umiditatea relativă; și cantitatea de soare, vânt și acoperire cu copaci. Acoperirea de nori poate influența, de asemenea, cantitatea de transpirație care are loc și, prin urmare, cantitatea de apă care se pierde. Evapotranspirația este termenul utilizat pentru a descrie procesul de pierdere a apei din plante (Larcher, 2003). Plantele de C. arabica sunt veșnic verzi și, prin urmare, pierd apă pe tot parcursul anului (Clifford & Willson, 1985). Textura solului poate avea un impact asupra bilanțului de apă al unei plante. De fapt, solul poate fie să rețină apa în mod natural, fie să dreneze apa, în funcție de spațiul său poros (Hillel, 2004; Snoeck & Lambot, 2009). Pentru a extrage apă din sol, plantele exercită o cerere de evaporare creată de o diferență de presiune între aer, plantă și sol. Textura solului are, de asemenea, un impact asupra capacității plantelor de C. arabica de a rezista în sezoanele secetoase, deoarece apa reținută în profunzimea solului este utilizată în perioadele cu precipitații reduse (Clifford & Willson, 1985).
Sol adecvat: Gestionarea umbrei
Fotogeneza necesită energie de la soare pentru a transforma CO2 din aer în zaharuri, care sunt hrana plantelor (Raven, Evert, & Eichhorn, 1999). Cu toate acestea, intensitatea luminii solare este importantă pentru plantele de C. arabica și este dificil de reglat în mod natural. Deoarece C. arabica a evoluat ca o plantă de subpădure, poate utiliza doar o cantitate limitată de soare. De fapt, prea mult soare poate deteriora țesuturile fotosintetice în timp, ducând în cele din urmă la scăderea creșterii și producției (Clifford & Willson, 1985). Plantele tinere, ca și sugarii umani, sunt deosebit de sensibile, motiv pentru care vedeți adesea răsaduri de cafea sub acoperiș. Temperaturile ridicate asociate cu lumina puternică a soarelui pot, de asemenea, să încetinească fotosinteza, determinând închiderea porilor plantei (numiți stomate) (Larcher, 2003).
Mulți fermieri încearcă să reglementeze soarele prin intermediul unui regim de arbori de umbră. Cu toate acestea, există compromisuri, deoarece plantele suplimentare înseamnă mai multă muncă! Nu există un ghid universal pentru gestionarea arborilor de umbră, deoarece aceasta depinde de condițiile locale și de microclimatul plantației (Muschler, 2009). Atunci când sunt planificați în mod strategic, arborii de umbră pot fi benefici în alte moduri, cum ar fi furnizarea unei surse de hrană pentru oameni (arbori de banane sau avocado) sau pentru plante (arbori care adaugă mai mult azot în sol) (Snoeck & Vaast, 2009). De asemenea, arborii pot fi plantați în așa fel încât să servească drept parazăpezi de vânt pentru plantație. Umbra poate fi utilizată pentru a conserva apa, pentru a reduce temperatura în regiunile calde și pentru a proteja împotriva înghețului (Muschler, 2009; Snoeck & Lambot, 2009). Acoperirea frecventă cu nori, care apare adesea la altitudini mari, poate acționa în mod similar pentru a reduce cantitatea de lumină care ajunge la frunze, uneori scăzând temperaturile până la punctul în care apar reduceri ale fotosintezei. La fel ca orice management agricol, echilibrul dintre umbră și soare este un proces continuu de evaluare și ajustare pentru cultivatorii de cafea.
Nutrienți adecvați: Managementul solului
Nutrienții dincolo de ceea ce o plantă obține din aer și apă (carbon, oxigen și hidrogen) sunt obținuți prin intermediul solului. Rădăcinile acționează ca niște mici viduri de apă și nutrienți, astfel încât plantele rămân bine hidratate ȘI sănătoase în același timp (Raven, Evert, & Eichhorn, 1999). Solul și nutrienții săi pot fi specifici la nivel regional, variind în funcție de geologia locală și de materialul parental. Astfel, în funcție de locul în care se află o plantație în lume, managementul solului diferă. De fapt, poate fi o știință foarte precisă, specifică unei microregiuni, iar unii agronomi recomandă ca solurile, precum și țesuturile foliare, să fie analizate de mai multe ori pe an pentru a asigura o gestionare exactă a nutrienților.
Nitrogenul este unul dintre cei mai importanți macronutrienți, deoarece este utilizat pentru funcții esențiale, cum ar fi fotosinteza și producerea de noi țesuturi, precum și pentru alte procese cheie (Carelli, Fahl, & Ramalho, 2006; Clifford & Willson, 1985). Deficiențele de azot apar în mod obișnuit în plantațiile de C. arabica neumbrite și cu producție mare, din cauza cererii impuse țesuturilor fotosintetice. O cantitate sănătoasă de azot într-o plantă are ca rezultat frunze sănătoase, de culoare verde închis. O deficiență se poate prezenta cu frunze palide sau îngălbenite (denumite cloroză). Pe de altă parte, este posibilă o fertilizare excesivă cu azot, iar acest lucru poate avea diferite consecințe în cazul cafelei, cum ar fi un conținut mai mare de cofeină (Snoeck & Lambot, 2009). Există diferite forme de azot care pot fi aplicate în sol, dar fiecare fermier și agronom trebuie să ia o decizie avizată cu privire la care este cea mai bună pentru un anumit loc și o anumită situație.
După azot, potasiul și fosforul sunt cei mai critici macronutrienți pentru funcțiile biologice de bază ale plantelor (Larcher, 2003). Potasiul este important pentru dezvoltarea fiziologică a fructelor, iar fosforul este necesar pentru dezvoltarea rădăcinilor, a lemnului și a mugurilor. Este posibil să recunoașteți aceste elemente dacă ați petrecut timp în orice fel de fermă, deoarece majoritatea îngrășămintelor disponibile în comerț urmăresc un anumit echilibru N:P:K. Deficitul de potasiu poate duce la apariția petelor brune, în special pe frunzele mai bătrâne (Snoeck & Lambot, 2009). Deficitul de fosfor poate apărea după ce arborele de cafea produce o recoltă abundentă sau suferă o deficiență de apă și se poate prezenta cu cloroză foliară sau o nuanță verde-albăstruie a frunzelor (Rothfos, 1980).
Micronutrienții, cum ar fi zincul, magneziul, borul, fierul și cuprul, toți joacă roluri mici, dar importante, în menținerea unei funcții adecvate a plantelor. Deficitul acestor elemente poate duce la diverse simptome fizice la C. arabica. Pulverizările foliare de nutrienți pot fi, de asemenea, aplicate pe plantele de cafea pentru a furniza nutrienți direct în frunze, dar acestea necesită multă muncă. Această practică nu este comună în toate regiunile de cultivare a cafelei, dar poate fi deosebit de benefică în situații de deficiențe specifice de nutrienți.
De asemenea, trebuie luat în considerare pH-ul solului, care rezultă din geologia subiacentă. Poate fi o muncă intensivă – sau chiar imposibilă – pentru a modifica în mod semnificativ pH-ul solului pe termen lung, iar anumite zone trebuie să fie gestionate anual (Snoeck & Vaast, 2009). Multe regiuni tropicale sau semitropicale de cultivare a cafelei din lume au un sol ușor acid, ceea ce este favorabil pentru cultivarea cafelei (Wellman, 1961). Cu toate acestea, se știe că C. arabica crește într-o gamă de condiții de aciditate a solului, de la acid la neutru (un pH de ~4-7) (Rothfos, 1980). pH-ul poate influența, de asemenea, capacitatea solului de a „renunța” la nutrienții săi și de a permite plantelor să îi preia. Acest lucru se numește, din punct de vedere tehnic, capacitatea de „schimb cationic” a solului și depinde, de asemenea, de textura solului și de conținutul de materie organică (Larcher, 2003; Snoeck & Lambot, 2009).
Protejarea stratului superior al solului (unde trăiesc majoritatea rădăcinilor de C. arabica) și a tuturor nutrienților pe care îi conține, inclusiv a celor pe care fermierii plătesc pentru a-i adăuga, este un aspect foarte important atunci când se gestionează o plantație de cafea. Eroziunea fizică poate fi o amenințare pentru arborii de cafea, pentru ecosistemul general și pentru lucrătorii agricoli. Susceptibilitatea unui sit la eroziune și scurgere poate influența recuperarea (sau utilizarea efectivă) a nutrienților adăugați sub formă de compost și îngrășăminte scumpe. Materia organică, compoziția solului (nămol, nisip și argilă) și nivelul de compactare, toate contribuie la acest lucru (Snoeck & Vaast, 2009). Cu toate acestea, factorii fizici neschimbabili ai sitului, cum ar fi panta, aspectul și precipitațiile, precum și evenimentele imprevizibile sunt adesea responsabili pentru eroziunea solului. Fermierii pot folosi multe metode pentru a conserva solul și a combate pierderea de nutrienți și eroziunea, dar aceasta este o provocare permanentă.
Stimulare adecvată: Spațierea și tăierea
Asigurarea faptului că o plantație de cafea va fi sănătoasă și productivă cât mai mult timp posibil necesită un management activ, începând cu densitatea de plantare, sau spațierea plantelor. Este esențial să se ofere fiecărui arbore suficient spațiu pentru a-și satisface nevoile, ținând cont în același timp de randamentul la hectar. În funcție de soiul utilizat, plantele adulte de C. arabica au nevoie, de obicei, de 1-3 metri între plante. De exemplu, atunci când plantele sunt distanțate la 2,5 metri între ele, rezultă 1600 de plante la hectar; în timp ce, dacă sunt distanțate la 4 metri, randamentul ar fi de 625 de plante la hectar (Rothfos, 1980). În situațiile în care cafeaua este intercalată cu alte tipuri de plante, aceste decizii sunt mai complexe și depind de ce fel de cereri de energie și apă vor avea plantele vecine în raport cu nevoile C. arabica.
C. arabica devine mai puțin productivă pe măsură ce îmbătrânește; prin urmare, tăierea a apărut ca o modalitate obișnuită de a prelungi durata de viață a unui arbore de cafea. Cealaltă opțiune, replantarea, durează mai mult și este mai riscantă pentru agricultori, deoarece depinde de stabilirea cu succes a unui răsad, urmată de aproximativ doi ani în care, în esență, nu produce și, prin urmare, nu obține niciun venit de la acele plante. Există două metode principale de tăiere care sunt comune în întreaga lume, în funcție de practicile locale de agronomie și de întreținere a culturilor. Acestea sunt tăierea cu o singură tulpină și cea cu mai multe tulpini (Rothfos, 1980; Snoeck & Lambot, 2009). În cadrul uneia sau alteia dintre aceste metode, în funcție de necesitățile cultivarului și ale fermei de cafea, se pot aplica metode de întinerire prin butășire sau metode mai puțin drastice de întinerire. Diferiți agronomi recomandă diferite orientări obiective pentru tăiere, în funcție de factori precum înălțimea arborelui, scăderea productivității și vârsta arborelui (Snoeck & Lambot, 2009). Se recomandă adesea ca o fermă să taie strategic secțiuni ale plantației de cafea în fiecare an, spre deosebire de a tăia toți arborii deodată. În acest fel, orice pierdere de venit datorată perioadelor de recreștere este redusă la minimum. În plus față de strategia principală de tăiere, are loc, de asemenea, o tăiere de întreținere în fiecare an, de obicei în timpul perioadelor de creștere lentă (Clifford & Willson, 1985; Willson, 1999). În general, se constată că tulpinile secundare de doi ani sunt cele mai productive, iar acest lucru îi motivează pe cultivatorii de cafea să maximizeze numărul acestora în cadrul plantațiilor lor în fiecare an (Clifford & Willson, 1985).
Provocări pentru fermieri
Desigur, cele mai bine puse la punct planuri ale șoarecilor și oamenilor (și ale plantelor), deseori se rătăcesc. Un fermier poate alege o cultură de cafea specifică unei regiuni, o poate planta într-o locație strategică, cu o lumină solară bună și un sol bine drenat și, din toate celelalte puncte de vedere, poate înființa o plantație de cafea „perfectă” – și totuși să se confrunte cu provocări insurmontabile. Vremea neașteptată, schimbările climatice, apariția dăunătorilor sau a agenților patogeni și alte „acțiuni ale lui Dumnezeu” și ale naturii pot transforma o plantație de cafea fericită într-un pustiu arid și dezolant. Există riscuri în agricultură care pot fi pe deplin înțelese doar de acei fermieri care le trăiesc în fiecare ciclu de cultură. Pentru noi, cei care lucrăm la prăjirea, vânzarea cu amănuntul sau la capătul de consum al lanțului valoric, este important să ne amintim de limitările perspectivei noastre.
„Agricultura pare foarte ușoară atunci când plugul tău este un creion, iar tu ești la o mie de mile de câmpul de porumb.”
– Președintele Dwight D. Eisenhower
Emma Sage este managerul științific al SCA pentru cafea. Înainte de a se muta în industria cafelei, ea a obținut diplome în ecologie și botanică și a experimentat în industria vinului. Îi place să învețe tot ce este de știut despre știința cafelei (și, mai important, să o împărtășească cu dumneavoastră).
Literatură citată & Lecturi suplimentare
Carelli, M. L. C., Fahl, J. I., & Ramalho, J. D. C. (2006). Aspects of nitrogen metabolism in coffee plants. Brazilian Journal of Plant Physiology, 18, 9-21.
Clifford, M. N., & Willson, K. C. (1985). Cafeaua: Botanică, biochimie și producerea boabelor și a băuturii. Westport, CT: AVI.
Hillel, D. (2004). Introduction to Environmental Soil Physics. SUA: Elsevier Academic Press.
Larcher, W. (2003). Ecologia fiziologică a plantelor (ed. a 4-a). New York: Springer.
Lashermes, P., Combes, M. C., Robert, J., Trouslot, P., D’Hont, A., Anthony, F., & Charrier, A. (1999). Caracterizarea moleculară și originea genomului Coffea arabica L.. Molecular and General Genetics MGG, 261(2), 259-266.
Muschler, R. G. (2009). Shade Management and its Effect on Coffee Growth and Quality. În J. N. Wintgens (Ed.), Cafeaua: 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 plantelor. New York: W.H. Freemand and Company.
Rothfos, B. (1980). Producția de cafea. Germania: GORDIAN-Max-Rieck GmbH.
Snoeck, J., & Lambot, C. (2009). Întreținerea culturilor. În 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). Importanța materiei organice și a fertilității biologice în solurile de cafea. În 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: Botanică, cultivare și utilizare. New York: Interscience Publishers Inc.
Willson, K. C. (1999). Cafeaua, cacaua și ceaiul. MAREA BRITANIE: CABI Publishing.
.