Uso de índices fenológicos em modelos de previsão de produtividade do cafeeiro por Eduardo Lauriano Alfonsi - Versão HTML

ATENÇÃO: Esta é apenas uma visualização em HTML e alguns elementos como links e números de página podem estar incorretos.
Faça o download do livro em PDF, ePub, Kindle para obter uma versão completa.

Universidade de São Paulo

Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”

Uso de índices fenológicos em modelos de previsão de

produtividade do cafeeiro

Eduardo Lauriano Alfonsi

Tese apresentada para obtenção do título de

Doutor em Agronomia. Área de Concentração:

Fitotecnia

Piracicaba

2008

Eduardo Lauriano Alfonsi

Engenheiro Agrônomo

Uso de índices fenológicos em modelos de previsão de

produtividade do cafeeiro

Orientador:

Prof. Dr. JOSÉ LAERCIO FAVARIN

Co-orientador:

Prof. Dr. JOEL IRINEU FAHL

Tese apresentada para obtenção do título de

Doutor em Agronomia. Área de

Concentração: Fitotecnia

Piracicaba

2008

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

DIVISÃO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - ESALQ/USP

Alfonsi, Eduardo Lauriano

Uso de índices fenológicos em modelos de previsão de produtividade do cafeeiro /

Eduardo Lauriano Alfonsi. - - Piracicaba, 2008.

104 p. : il.

Tese (Doutorado) - - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2008.

Bibliografia.

1. Café 2. Fenologia 3. Modelagem de dados 4. Produção vegetal 5. Safra – Previsão

I. Título

CDD 633.73

“Permitida a cópia total ou parcial deste documento, desde que citada a fonte – O autor”

3

“Dedico

Aos meus pais, Rogério Remo e Benedita

A minha noiva, Waldenilza

Aos meus irmãos, Alessandra e Henrique

Pelo amor, carinho e incentivo...”

4

AGRADECIMENTOS

Ao meu orientador Dr. José Laércio Favarin, pela amizade, pela oportunidade concedida, confiança e ensinamentos prestados.

Ao meu co-orientador Dr. Joel Irineu Fahl, pela amizade, pela oportunidade concedida, confiança, ensinamentos prestados e ajuda na idealização do projeto de pesquisa.

Ao Consórcio Brasileiro de Pesquisas Cafeeiras pelo financiamento do projeto de pesquisa.

Ao Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq) pela concessão da Bolsa de Doutorado.

Ao Departamento de Produção Vegetal da ESALQ e ao Centro de Ecofisiologia e Biofísica do Instituto Agronômico de Campinas (IAC) pela oportunidade concedida.

Aos Pesquisadores Científicos Dr. Rogério Remo Alfonsi, Dr Marcelo Bento Paes de Camargo e Dr. Glauco de Souza Rolim e ao Engenheiro Agrônomo José Gilberto Hermann, pelas valiosas sugestões e apoio durante a realização do trabalho.

À M.S. Waldenilza Monteiro Vital pela ajuda, companheirismo, conselhos que me ajudaram a vencer mais esse desafio.

Aos Engenheiros Agrônomos da Cooperativa dos cafeicultores de Garça (GARCAFÉ) Gustavo Guerreiro, Tonho, Otobone e Lelo; da CATI de Marília Favoreto; da Cooperativa dos caffeicures de Marília (COPEMAR) Caetano; e ao engenheiro agrônomo Rui Bonini pela ajuda na obtenção dos dados e escolha das propriedades rurais estudadas na Região de Garça/Marília.

A todo pessoal da Fazenda Monte Déste, em especial ao técnico agrícola e administrador Clovis, por ter disponibilizado a propriedade para coleta de dados.

5

Aos técnicos agrícolas Edson Ribeiro da Silva, William Moore dos Santos e Sidnei, pela amizade e ajuda na obtenção dos dados de campo.

Aos funcionários do Departamento de Produção Vegetal da ESALQ, em especial a Luciane, secretária do curso de pós-graduação deste departamento; e a Silvana secretária do Centro de Ecofisiologia e Biofísica do Instituto Agronômico de Campinas (IAC), pela dedicação e ajuda nos momentos difíceis.

Aos amigos e colegas de turma de graduação (F-98 - ESALQ), Davi Rogério de Moura Costa (Lanterna) e Luis Fernando Loureiro Teixeira (Tersol) pela amizade e hospitalidade durante o curso.

Aos colegas de Pós-graduação da ESALQ, pela amizade.

Enfim, a todos que, direta ou indiretamente, contribuíram para mais essa etapa da minha vida.

6

SUMÁRIO

RESUMO ......................................................................................................................................8

ABSTRACT ....................................................................................................................................9

LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................................10

LISTA DE TABELAS ..................................................................................................................15

1 INTRODUÇÃO..........................................................................................................17

2 DESENVOLVIMENTO.............................................................................................19

2.1 Revisão

Bibliográfica .................................................................................................19

2.1.1

Condições climáticas para a cafeicultura....................................................................19

2.1.2 Crescimento

vegetativo ..............................................................................................20

2.1.3

Crescimento e desenvolvimento do sistema radicular................................................22

2.1.4 Desenvolvimento

reprodutivo ....................................................................................23

2.1.4.1 Floração ......................................................................................................................23

2.1.4.2

Iniciação ou indução floral .........................................................................................24

2.1.4.3

Desenvolvimento do botão floral e antese..................................................................25

2.1.4.4

Desenvolvimento dos frutos e maturação...................................................................27

2.1.5 Fenologia ....................................................................................................................29

2.1.6 Bienalidade .................................................................................................................34

2.1.7

Modelos de estimativa de produtividade para a cultura do café.................................35

2.2 Material

e

Métodos .....................................................................................................42

2.2.1

Local do experimento .................................................................................................42

2.2.2 Dados

meteorológicos ................................................................................................45

2.2.3 Avaliação

do

experimento ..........................................................................................46

2.2.4

Modelo matemático fenológico de estimativa de produtividade ................................50

2.2.4.1

Hierarquia de sistema (I + 1) - Talhão........................................................................50

2.2.4.1.1

Índice fenológico de produtividade 1 (IFP1)..............................................................52

2.2.4.1.2

Índice fenológico de produtividade 2 (IFP2)..............................................................52

2.2.4.2

Hierarquia de sistema (I + 2) - Propriedade rural .......................................................53

2.2.4.3

Estimativa de produtividade visual (EPVIS)..............................................................53

2.2.4.4 Produtividade

observada

(PO)....................................................................................53

7

2.2.4.5 Avaliação

do

modelo ..................................................................................................54

2.3 Resultados

e

Discussão...............................................................................................58

2.3.1

Condições agrometeorológicas para as regiões de Garça/Marília de 1999/2000 a

2005/2006 e Campinas de 2003/2004 a 2005/2006....................................................58

2.3.2

Produtividade observada nas unidades experimentais................................................60

2.3.3

Características fenológicas X produtividade observada ...........................................63

2.3.4

Hierarquia do sistema (I + 1) - Talhão .......................................................................67

2.3.4.1

Índice fenológico de produtividade 1 e 2 (IFP1 e IFP2) ............................................67

2.3.4.2

Produtividade observada X índices fenológicos de produtividade 1 e 2 ..................73

2.3.4.3

Testes dos modelos .....................................................................................................79

2.3.5

Hierarquia do sistema (I + 2) - Propriedade rural.......................................................87

2.3.5.1

Produtividade observada X índice fenológico de produtividade 1...........................87

2.3.5.2

Testes dos modelos .....................................................................................................92

3 CONCLUSÃO............................................................................................................95

4 CONSIDERAÇÕES

FINAIS .....................................................................................96

REFERÊNCIAS ............................................................................................................................97

8

RESUMO

Uso de índices fenológicos em modelos de previsão de produtividade do cafeeiro

A estimativa antecipada da produção de café das diversas regiões produtoras é muito importante para o estabelecimento da política cafeeira do país. Apesar disso, não existe no Brasil uma metodologia adequada para previsão antecipada da safra de café que permita uma avaliação segura e precisa. As poucas informações para o estabelecimento de modelos para previsão de safra de café são em conseqüência da complexidade metodológica, ocasionada pela diversidade dos fatores ambientais, culturais e econômicos, envolvidos na produtividade dessa cultura, que devem ser levados em consideração nos modelos de previsão como, por exemplo: cultivares, densidade de plantio, idade da planta, tecnologia empregada, condições edafoclimáticas, etc. Para isso a avaliação das características fenológicas determinantes do desenvolvimento e da produção do cafeeiro é uma ferramenta fundamental no estabelecimento de modelos de previsão de safra.

Atualmente as previsões baseiam-se em levantamentos empíricos efetuados visualmente, requerendo, para atingir razoável precisão, técnico ou produtores altamente especializados na cultura. Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver uma metodologia para estimar a produtividade do cafeeiro sem utilizar a contagem total de frutos na planta, com base no uso de índices fenológicos de produtividade, os quais são determinados a partir de quantificações não destrutivas, em uma secção reduzida da planta, e em diferentes épocas e locais de avaliação. A metodologia de previsão de safra, fundamentada em índices fenológicos, foi desenvolvida utilizando dados de duas regiões produtoras de café do Estado de São Paulo: Garça/Marília e Campinas, no período de 1999 a 2006. Os índices fenológicos de produtividades ‘IFP1’ e ‘IFP2’

foram determinados pela contagem de frutos, internódios produtivos, altura de planta e espaçamento da lavoura. O trabalho foi subdivido em dois níveis hierárquicos, “talhão” e

“propriedade”. A metodologia proposta apresentou facilidade de aplicação em ambas as regiões avaliadas. O número de internódios produtivos ‘NIP’, considerado como característica fisiológica de produção, avaliado para determinação do ‘IFP2’ apresentou influência negativa para o desempenho do modelo. O desempenho apresentado pelos modelos baseados no ‘IFP1’ foi classificado como bom ao nível hierárquico “talhão”, nas épocas de avaliação de dezembro, janeiro e março e apresentando melhores desempenhos que os modelos baseados no ‘IFP2’, apesar de uma tendência de subestimar a produtividade. Foi encontrada uma relação linear e uma boa correlação entre os ‘IFPs’ e a produtividade observada, sendo considerado para o nível hierárquico “talhão” menor do que o apresentado para o nível hierárquico “propriedade rural”.

Foi comprovado que é possível estimar a produtividade utilizando o ‘IFP’ com até seis meses de antecedência (dezembro) da colheita, com a mesma precisão. A variação da estimativa de produtividade baseada no ‘IFP1’ ao nível de “propriedade rural” foi menor do que a apresentada na estimativa da produtividade visual ‘EPVIS’, variando de 0,4 a 20% e 0,5 a 18% nos meses de dezembro e março, respectivamente comparado ao de 3% a 41% para a estimativa visual. Os modelos baseados no ‘IFP1’ ao nível hierárquico “propriedade rural” apresentaram desempenho classificado com excelente, para a estimativa de produtividade do cafeeiro.

Palavras-chave: Café; Coffea arabica; Fenologia; Índice Fenológico; Previsão de Safra; Produção; Modelagem

9

ABSTRACT

Use the indexes phenological in models of forecast productivity of coffee tree

The early estimate of the production of coffee of the various producing regions is of fundamental importance for the establishment of the coffee policy of the country. Although this, does not exist in Brazil a methodology adjusted for anticipated forecast of the coffee harvest that allows an accurate and precise evaluation. The few information for the establishment of models for forecasting of coffee harvest are consequence of the methodology complexity, caused by the diversity of environmental factors, cultural and economic which should be considered and to be taken into account in model forecasting such as: cultivars , density of planting, age of the plant, technology applied, edafoclimatics conditions, etc.. Therefore the evaluation of the determinative phenological characteristics of the development and the production of the coffee tree is a basic tool in the establishment of models of harvest forecast. Currently the harvest forecast is based on empirical surveys, done visually; requiring people (producers and technical) very well qualified and specialized in the crop to achieve reasonable accuracy. The objective of this study was to develop an objective method to estimate the productivity of coffee without using the total counting fruit in the plant, being based on the use of phenogical indexes of productivity, which are determined from not destructive quantifications, in a reduced section of the plant, and at different times and places of evaluation. The methodology of forecasting the harvest, based on phonological indexes, was developed using data from two different producing regions of coffee of the São Paulo State: Garça/Marília and Campinas regions, in the period of 1999 to 2006. The indexes of phenological productivity 'IFP1' and 'IFP2' were determined by counting the fruit, productive internodes, plant height and row spacing of the crop. The study was divided in two hierarchical levels: “plot and farm”. The obtained results showed that the proposed methodology provided good usage methodology and application in both assessed regions. The number of productive internodes ' NIP ', considering the physiological characteristic of production, used for estimation and determination of the “IFP2”, presented negative influence for the performance of the model. The performance presented by the models based on 'IFP1' has been classified as good hierarchical level of “plot”, in the following periods of evaluation: December, January and March and showed that the best performing models is based on 'IFP2', although a trend of a tendency to underestimate the productivity. It was found a linear relationship and a good correlation between

'IFPs' and the observed productivity, being considered for the level of “plot”, a lower level when compared to “farm”. It has been proven that it is possible to estimate the productivity of coffee, using 'IFP' with up to six months in advance of normal period of harvest (December), with the same level of precision. The variation of the estimated productivity based on 'IFP1' to the level of

“farm” was lower than that presented in the visual estimated productivity - 'EPVIS', ranging from 0,4 to 20% and 0,5 to 18% during the months of December and March, respectively, and ranged from 3% to 41% for the visual estimation on March. The models based on 'IFP1' at hierarchical level of “farm” have been classified with an optimum performance in order to estimate the coffee productivity.

Keywords: Coffee; Coffea arabica; Phenology; Index Phenological; Forecast of Harvest; Production; Modeling

10

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Esquematização das fases fenológicas do cafeeiro arábica, durante 24 meses, nas condições climáticas tropicais do Brasil. Adaptado de Camargo e Camargo (2001)..32

Figura 2 - Escala fenológica do cafeeiro arábica. Adaptado de Pezzopane et al. (2003).............33

Figura 3 - Mapa representativo das regiões cafeeiras do Estado de São Paulo............................42

Figura 4 - Representação gráfica do sistema de avaliação de uma unidade experimental (UE).............................................................................................................................47

Figura 5 - Representação gráfica das características fenológicas de crescimento e produção do cafeeiro.........................................................................................................................49

Figura 6 - Localização do 4o e 5o o internódios produtivos, localizado em ramos plagiotrópico pequeno (A) e grande (B)............................................................................................50

Figura 7 - Representação da área vegetal produtiva (AVP) de um hectare de café plantado em renque (plantio adensado na linha)..............................................................................51

Figura 8 - Extrato do balanço hídrico da região de Marília - SP dos anos agrícolas 1999/2000 até 2005/2006....................................................................................................................59

Figura 9 - Extrato do balanço hídrico da região de Campinas - SP dos anos agrícolas 2003/2004

até 2005/2006...............................................................................................................60

Figura 10 - Média da produtividade observada (PO) e seus respectivos desvios padrões obtidas nas unidades experimentais (UEs) da região de Garça/Marília - SP, no período de

1999 a 2006..................................................................................................................62

11

Figura 11 - Média da produtividade observada (PO) e seus respectivos desvios padrões obtidas nas unidades experimentais (UEs) da região de Campinas - SP, no período de 2003 a

2006.............................................................................................................................63

Figura 12 - Curva de resposta de produtividade observada (PO) em sacas.ha-1 em função: A) da média de frutos no 4° e 5° internódios produtivos (MF45) e da altura de planta (ALT) em metro; B) da média de frutos no 4° e 5° internódios produtivos (MF45) e da área

vegetal produtiva (AVP) em m2; C) do produto da média de frutos no 4° e 5°

internódios produtivos (MF45) com o número de internódio produtivo no ramo (NIP)

e da área vegetal produtiva (AVP) em m2, para a safra 2003/2005 na Fazenda Monte

D’este...........................................................................................................................65

Figura 13 - Curva de resposta de produtividade observada (PO) em sacas.ha-1 em função: A) do número de internódio produtivo no ramo (NIP) e da altura de planta (ALT) em metro;

B) do número de internódio produtivo no ramo (NIP) e da área vegetal produtiva

(AVP) em m2; C) do produto da média de frutos no 4° e 5° internódios produtivos

(MF45) com o número de internódio produtivo no ramo (NIP) e da altura de planta

(ALT) em metros, para a safra 2003/2005 na Fazenda Monte D’este.........................66

Figura 14 -

Regressão entre a produtividade observada (PO) e o índice fenológico de

produtividade 1 (IFP1) obtidos nas Unidades experimentais (n = 51) da região de

Garça e Marília - SP, nos anos agrícolas 1999/2000 a 2004/2005 em dezembro (A) e

março (B). As letras entre parêntesis representam os resultados do teste de Tukey a 5% de probabilidade, entre os meses selecionados......................................................73

Figura 15 - Regressão entre a produtividade observada (PO) e o índice fenológico de produtividade 2 (IFP2) obtidos nas Unidades experimentais (n = 51) da região de

Garça e Marília - SP, nos anos agrícolas 1999/2000 a 2004/2005 em dezembro (A) e

março (B). As letras entre parêntesis representam os resultados do teste de Tukey a 5% de probabilidade, entre os meses selecionados......................................................73

12

Figura 16 -

Regressão entre a produtividade observada (PO) e o índice fenológico de

produtividade 1 (IFP1) obtidos nas Unidades experimentais (n = 29) da região de

Campinas - SP, nos anos agrícolas 2003/2004 e 2004/2005 em outubro (A), dezembro

(B), janeiro (C) e março (D). As letras entre parêntesis representam os resultados do teste de Tukey a 5% de probabilidade, entre os meses selecionados..........................74

Figura 17 -

Regressão entre a produtividade observada (PO) e o índice fenológico de

produtividade 2 (IFP2) obtidos nas Unidades experimentais (n = 29) da região de

Campinas - SP, nos anos agrícolas 2003/2004 e 2004/2005 em outubro (A), dezembro

(B), janeiro (C) e março (D). As letras entre parêntesis representam os resultados do teste de Tukey a 5% de probabilidade, entre os meses selecionados..........................75

Figura 18 - Número de ramos amostrados, para cada Unidade experimental (UE), na região de Garça/Marília - SP, com base nos os dados obtidos nos anos agrícolas de 1999/2000 a 2004/2005 para ‘IFP1’ (A) e ‘IFP2’ (B) para dezembro e março...............................78

Figura 19 - Número de ramos amostrados, para cada Unidade experimental (UE), na região de Campinas - SP, com base dados obtidos nos anos agrícolas de 2003/2004 e

2004/2005 para ‘IFP1’ (A) e ‘IFP2’ (B) para outubro, dezembro, janeiro e março....79

Figura 20 - Produtividades observadas e estimadas (sacas.ha-1) pelo modelo fenológico de produtividade utilizando ‘IFP1’ parametrizado ao nível de talhão para a localidade de Garça/Marília - SP, nas duas épocas avaliadas dezembro (A) e março (B), para o ano

agrícola de 2005/2006..................................................................................................83

Figura 21 - Produtividades observadas e estimadas (sacas.ha-1) pelo modelo fenológico de produtividade utilizando ‘IFP2’ parametrizado ao nível de talhão para a localidade de Garça/Marília - SP, nas duas épocas avaliadas dezembro (A) e março (B), para o ano

agrícola de 2005/2006..................................................................................................84

13

Figura 22 - Produtividades observadas e estimadas (sacas.ha-1) pelo método visual, parametrizado ao nível de talhão para a localidade de Garça/Marília - SP, para o ano agrícola de

2005/2006....................................................................................................................84

Figura 23 - Produtividades observadas e estimadas (sacas.ha-1) pelo modelo fenológico de produtividade utilizando ‘IFP1’ parametrizado ao nível de talhão para a localidade de Campinas - SP, nas quatro épocas avaliadas outubro (A), dezembro (B), janeiro(C) e

março (D), para o ano agrícola de 2005/2006.............................................................85

Figura 24 - Produtividades observadas e estimadas (sacas.ha-1) pelo modelo fenológico de produtividade utilizando ‘IFP2’ parametrizado ao nível de talhão para a localidade de Campinas - SP, nas quatro épocas avaliadas outubro (A), dezembro (B), janeiro(C) e

março (D), para o ano agrícola de 2005/2006.............................................................86

Figura 25 - Produtividades observadas e estimadas (sacas.ha-1) pelo método visual, parametrizado ao nível de talhão para a localidade de Campinas - SP no ano agrícola de

2005/2006....................................................................................................................87

Figura 26 - Relação entre a produtividade observada (PO) e o índice fenológico de produtividade 1 (IFP1) considerando diferentes períodos de anos agrícolas da região de

Garça/Marília - SP, avaliadas no mês de dezembro....................................................88

Figura 27 -

Regressão entre a produtividade observada (PO) e o índice fenológico de

produtividade 1 (IFP1) considerando diferentes períodos de anos agrícolas da região de Garça/Marília - SP, avaliadas no mês de março.....................................................89

Figura 28 - Regressão entre a produtividade observada (PO) e o índice fenológico de produtividade 1 (IFP1) considerando diferentes períodos de anos agrícolas da região de Campinas - SP, avaliadas no mês de dezembro......................................................90

14

Figura 29 -

Regressão entre a produtividade observada (PO) e o índice fenológico de

produtividade 1 (IFP1) considerando diferentes períodos de anos agrícolas da região de Campina s- SP, avaliadas no mês de março............................................................91

Figura 30- Produtividades observadas e estimadas (sacas.ha-1) pelo modelo fenológico de produtividade utilizando IFP1 nos meses de dezembro (A) e março (B) e pelo método

visual (C), parametrizados ao nível hierárquico de propriedade rural para as

localidades de Garça/Marília (GM) e Campinas (CPS)...............................................93

15

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Unidades experimentais avaliadas na região de Garça/Marília - SP..............................43

Tabela 2 - Unidades experimentais avaliadas na região de Campinas, na Fazenda Monte D’este no município de Campinas - SP; Latitude 22 46, 555’ S; Longitude 47 01,855’W...........44

Tabela 3 - Valores dos coeficientes de desempenho conforme Camargo e Sentelhas (1997) citado por Santos (2005)...........................................................................................................57

Tabela 4 - Produtividade observada (PO) obtidas nas Unidades experimentais (UEs) da região de Garça/Marília - SP, no período de 1999 a 2006.............................................................61

Tabela 5 - Produtividade observada (PO) obtidas nas Unidades experimentais (UEs) da região de Campinas - SP (Fazenda Monte D’este), no período de 2003 a 2006...........................61

Tabela 6 - Valores do índice fenológico de produtividade 1 (IFP1), obtidos nas UEs avaliadas nos meses de dezembro e março, na região de Garça/Marília - SP, no período de 1999 a

2006................................................................................................................................68

Tabela 7 - Valores do índice fenológico de produtividade 1 (IFP1), obtidos nas UEs avaliadas nos meses de outubro, dezembro, janeiro e março, na região de Campinas - SP, no período de 2003 a 2006...............................................................................................................69

Tabela 8 - Valores do índice fenológico de produtividade 2 (IFP2), obtidos nas UEs avaliadas nos meses de dezembro e março, na região de Garça/Marília - SP, no período de 1999 a

2006................................................................................................................................71

Tabela 9 - Valores do índice fenológico de produtividade 2 (IFP2), obtidos nas UEs avaliadas nos meses de outubro, dezembro, janeiro e março, na região de Campinas - SP, no período de 2003 a 2006...............................................................................................................72

16

Tabela 10 - Resultados das análises estatísticas (d, R2, EMA, Ea, Es e C) dos testes dos modelos matemáticos fenológicos para o nível de talhão, testados utilizando os dados do ano agrícola de 2005/2006 nas duas regiões estudadas......................................................80

Tabela 11 - Resultado da produção estimada, ao nível hierárquico de propriedade rural, através dos modelos baseados no’ IFP1’ para os meses de dezembro e março e pela

estimativa visual’ juntamente com a produção observada, em sacas de café

beneficiado (60 kg) na região de Garça/Marília (GM) e Campinas (CPS).................91

Tabela 12 - Resultados das análises estatísticas (d, R2, EMA, Ea, Es, C) dos testes dos modelos matemáticos fenológicos para o nível hierárquico de propriedade rural.....................92

17

1 INTRODUÇÃO

O Brasil é o maior país produtor e exportador de café do mundo, distribuídos em torno de 1850 municípios produtores, em 11 Estados. As áreas produtoras de café no Brasil estão localizadas entre os paralelos 8ºS e 26ºS, apresentando, em função de sua localização geográfica no globo e do relevo, inúmeros tipos climáticos. O Estado de São Paulo, localizado entre os paralelos 20ºS e 25ºS e os meridianos 44ºW e 53ºW, apresenta diferentes condições ambientais, principalmente em função da localização geográfica, da altitude e do tipo de solo,

proporcionando particularidades nas diversas regiões produtoras do Estado (Brasil, 2001).

A cafeicultura é um dos setores da economia que contribui decisivamente na formação do PIB nacional, responsável por aproximadamente 8,4 milhões de empregos diretos e indiretos, bem como pela formação ou incremento da renda do produtor. No entanto, a produtividade da cultura do café é afetada, em seus diversos estádios de desenvolvimento, por diferentes fatores ambientais.

As especulações sobre as produções de café no Brasil e no mundo, sem embasamento

científico, influenciam diretamente no preço da commodity no mercado. Como conseqüência, afeta substancialmente a cadeia produtiva do agronegócio, principalmente o setor produtivo (negativamente), pois na maioria das vezes são feitas estimativas muito acima da produção esperada.

A estimativa antecipada da produção cafeeira das diversas regiões produtoras é de

fundamental importância para o estabelecimento da política cafeeira do país. Apesar da importância que representa, não existe em nosso país uma metodologia adequada para previsão antecipada de safra de café, que permita uma avaliação segura e precisa.

Até final de 1997 a previsão de safra paulista realizada pela Coordenadoria de Assistência Técnica Integral - CATI/SAA-SP era baseada em dados subjetivos, sujeita a erros relativamente amplos, com baixo nível de credibilidade. A partir da coordenação da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EMBRAPA, no final de 1997 e início de 1998, a metodologia usada pela CATI foi totalmente alterada, passando-se a utilizar o cadastro do Projeto Lupa da Secretaria e Abastecimento/CATI, com o sorteio de 450 a 550 propriedades paulistas produtoras de café, em vários extratos e distribuídas pelas principais regiões cafeeiras. Assim, substituiu a subjetividade pela objetividade. Para a estimativa nacional da produção de café, a Companhia Nacional de 18

Abastecimento - CONAB adota diferentes metodologias para a obtenção dos dados de

produtividade, divididas em 4 grupos, (Grupo 1: MG; Grupo 2: SP, PR, ES, BA, RO; Grupo 3: RJ Grupo 4: demais Estados) unindo as informações, adquiridas nos diferentes Estados, em um relatório divulgado nos meses de janeiro, abril e agosto de cada ano.

A falta de informações tem como origem principal sua complexidade, pela diversidade de fatores ambientais, culturais e econômicos ligados à produtividade da cultura. Com isto, há necessidade de se obter dados de previsão de safras mais seguros, com base em métodos comprovados cientificamente, que considerem as características diferenciais de cada cultura, a tecnologia empregada, as condições edafoclimáticas das diversas regiões cafeeiras do País, para se estabelecer um programa amplo de reorganização da cafeicultura nacional.

Nessa pesquisa foi proposta uma metodologia para estimativa da produtividade do

cafeeiro, com base no uso de índices fenológicos de produtividade (IFP1 e IFP2), os quais serão determinados por quantificações não destrutivas, de uma secção reduzida da planta, em diferentes épocas (outubro, dezembro, janeiro e março). Essa metodologia utiliza como referência dois níveis de organização (talhão e propriedade), comparado com a metodologia atual de previsão de produtividade adotada pelo órgão oficial responsável (CONAB), em duas regiões produtoras de café do Estado de São Paulo.

19

2 DESENVOLVIMENTO

2.1 Revisão

Bibliográfica

2.1.1 Condições climáticas para a cafeicultura

De maneira geral, as diversas espécies vegetais apresentam exigências próprias de

condições ambientais para o seu desenvolvimento. Se as condições de luz, temperatura, umidade, disponibilidade de nutrientes no solo forem favoráveis, a planta se desenvolverá normalmente dentro de seu potencial genético máximo. Se um ou mais fatores forem limitados esse desenvolvimento será alterado, dentro de limites de tolerância da planta.

Nas condições brasileiras de cultivo de café, a falta de luz não é um fator limitante para a produtividade, pois o café é cultivado a pleno sol. Mas o excesso de luz sim, pois esta acentua a bienalidade do cafeeiro, além de causar a escaldadura em folhas do cafeeiro, danificando o aparelho fotossintético das mesmas.

Para o cafeeiro, temperaturas médias anuais entre 18 e 23ºC, em função dos novos

cultivares e manejo da cultura, parecem ser os limites mais indicados no estabelecimento das áreas plenamente aptas à cafeicultura. Os índices térmicos médios anuais considerados ideais para a cafeicultura variam entre 19 e 21ºC, desde que sejam regiões livres ou pouco sujeitas a geadas. Regiões onde a temperatura média anual é inferior a 18ºC e superior a 23ºC são consideradas inaptas ao cultivo de café arábica.

As fases biológicas do cafeeiro têm desenvolvimento e crescimento sensivelmente

reduzidos e até bloqueados totalmente, em condições extremas de temperaturas. O cafeeiro é pouco tolerante ao frio, sendo que temperatura de -2ºC (menos dois graus), próxima às folhas, já provoca início de danos aos tecidos. Normalmente são observadas geadas esporádicas, com baixa frequência até o paralelo 22º de latitude sul. Entre as latitudes 22 e 25º sul, a freqüência de geadas aumenta consideravelmente, principalmente nas áreas cafeicultoras dos Estados de São Paulo e Paraná, com cerca de 25% de probabilidade de ocorrência. De acordo com BRASIL

(2001), essas regiões são aptas ao plantio de café, porém apresentando restrições devido ás geadas. Nessas regiões deve-se levar em consideração o relevo da área para a instalação da cultura.

20

Por outro lado, nas regiões onde temperaturas acima de 30ºC são freqüentes, durante períodos longos, como nas regiões tropicais, onde as médias anuais de temperatura ultrapassam os 22ºC, a produção do café arábica a pleno sol é prejudicada. Esses danos ocorrem

principalmente na fase do florescimento, quando grande número de botões florais abortam, provocando o aparecimento de flores “estrelas”. Essas regiões cafeeiras são consideradas marginais ao cultivo, com restrição hídrica severa e ou com restrições a temperaturas elevadas não severas no Estado de São Paulo. Essas regiões apresentam, normalmente, altitudes abaixo de 450 metros e deficiência hídrica anual superior a 100 mm (BRASIL, 2001).

2.1.2 Crescimento vegetativo

O cafeeiro é um arbusto de crescimento contínuo com dimorfismo dos ramos, em que os ramos ortotrópicos crescem verticalmente, enquanto os ramos plagiotrópicos crescem

lateralmente (CARVALHO et al., 1950; RENA e MAESTRI, 1986). Os ramos plagiotrópicos são originados de gemas diferenciadas, localizadas nas axilas de cada folha do ramo ortotrópico.

Normalmente existe uma série ordenada de 5 a 6 gemas (gemas seriadas) e uma gema (cabeça de série), isolada acima da série, que se forma na plântula a partir do 8o e 10o nó (CARVALHO et al., 1950). As gemas seriadas do ramo ortotrópico, dão origem a outro ramo ortotrópico, e as gemas cabeça de série, originam ramos plagiotrópicos, ou ramos produtivos. Nos ramos plagiotrópicos, em cada axila das folhas, também há uma seqüência de gemas seriadas, que em condições ambientais normais são induzidas à formação de botões florais. As gemas cabeça de série dos ramos plagiotrópicos, quando estimuladas a desenvolvem outros ramos plagiotrópicos.

O crescimento do cafeeiro está relacionado com a distribuição sazonal das chuvas,

oscilações da temperatura e a variação fotoperiódica, que se configuram como os fatores climáticos mais importantes (MAESTRI e BARROS, 1975). Nas regiões tropicais o crescimento vegetativo é lento durante a estação seca, fria e de dias curtos, que coincide com o outono e inverno, no hemisfério sul. Durante a primavera, caracterizada pelo aumento da temperatura e início do período chuvoso, as plantas florescem e iniciam um novo ciclo de crescimento vegetativo (BARROS e MAESTRI, 1972). Nas regiões equatoriais que apresentam duas estações 21

chuvosas, as mesmas estão associadas a fase de vigoroso crescimento (TROJER, 1956;

CANNELL, 1975).

Em estudo realizado por Barros e Maestri (1972) em Viçosa-MG, região tropical, a

irrigação não alterou o ritmo e tampouco a taxa de crescimento do cafeeiro arábica durante a estação seca. O período de crescimento intenso ocorreu de outubro a março, período de dias longos, com temperaturas mais elevadas e disponibilidade de água. Esse comportamento levou os autores a concluírem que, o fator hídrico não é determinante da redução do crescimento vegetativo nas estações mais secas e frias do ano (abril - setembro), e que o fotoperíodo e a variação da temperatura são mais importantes na determinação da periodicidade da planta.

Em estudo com plantas de Coffea arabica enxertadas sobre Coffea canephora e Coffea congensis, o crescimento da parte aérea na primavera foi, praticamente, o dobro em relação ao crescimento observado no outono e inverno, e um terço maior daquele ocorrido no verão (Fahl et al., 1998).

Nas regiões equatoriais, Troger (1956) constatou que em Chinchiná na Colômbia, o

crescimento vegetativo mais importante inicia após a estação seca (fevereiro - abril). Uma época de crescimento menos pronunciada foi identificada durante os meses de setembro e outubro. Esse autor sugeriu que a relação entre a precipitação e o brilho solar, seria o melhor parâmetro para a definição das zonas climáticas para o cafeeiro. De acordo com Gomez-Gomez (1977) o

comprimento do dia, a precipitação e a temperatura média variam pouco durante o ano, e, portanto, não há condições limitantes para o desenvolvimento do cafeeiro nessa região.

A estreita faixa de temperatura favorável ao crescimento e reprodução do cafeeiro parece ser o principal fator para a limitação das áreas aptas ao seu cultivo (Alegre, 1959). O crescimento é pequeno abaixo de 16 ºC, enquanto temperaturas inferiores a 12 ºC, por longos períodos, paralisam as atividades vegetativas. Temperaturas médias acima de 23 ºC também prejudicam o crescimento e a produção. De acordo com o autor, nas regiões equatoriais, o plantio de C.

arabica só é praticado em altitudes superiores a 1.000 m, onde as temperaturas são amenas.

Plantas cultivadas em regiões com altas temperaturas e com umidade apresentam um

crescimento excessivo do ramo ortotrópico, indicador de distúrbio na quantidade de auxina que regula o crescimento da parte aérea (RAMAIAH e GOPAL, 1969).

22

Há vários fatores que explicam a peridiocidade do crescimento observada em regiões

cafeeiras, como seca, temperatura, fotoperíodo, excesso de água, lixiviação de nutrientes por fortes chuvas e alta produtividade (RENA e MAESTRI, 1986).

O crescimento das folhas segue o mesmo ritmo dos ramos (formação do nó), e consiste num processo contínuo durante o ano, cuja taxa modifica sensivelmente com as condições climáticas. No Brasil o número de pares de folhas formados nos ramos varia pouco na estação quente e chuvosa, contudo altera acentuadamente na estação fria e seca.

Essas variações sazonais no crescimento vegetativo são intensivamente influenciadas pela presença de flores e frutos, ou seja, há competição interna por metabólitos de reserva. Quando os frutos começam a se desenvolver (granação) são drenos principais de metabólitos, o que limita a mobilização de assimilados para o crescimento da parte vegetativa (CANNELL e HUXLEY, 1969; CANNELL, 1971).

2.1.3 Crescimento e desenvolvimento do sistema radicular

O crescimento das raízes somente ocorre, quando há disponibilidade de água na planta para manter um certo nível crítico de turgescência nas células radiculares.

Em condições de seca prolongada, podem ocorrer alterações estruturais irreversíveis nas raízes. Só após a reidratação, com a formação de raízes novas, há um restabelecimento do crescimento do sistema radicular (DA MATTA, 1999).

Desidratações mais severas e prolongadas, especialmente na superfície do solo, podem causar morte de raízes, principalmente das suportes das absorventes. Por outro lado, as raízes mais profundas no solo, onde a disponibilidade de água encontra-se bem acima do ponto de murcha permanente, crescem próximo da normalidade, desempenhando papel fundamental para a sobrevivência e mesmo a produção das plantas, suprindo-a de água, minerais e várias substâncias orgânicas (RENA e GUIMARÃES, 2000). Daí a importância para plantas perenes, como o cafeeiro, de um sistema radicular profundo, com distribuição uniforme de radicelas em toda a sua extensão.

Alfonsi et al. (2005) mostram que há diferenças na distribuição das raízes secundárias e absorção de nutrientes em diferentes genótipos de Coffea, apresentando as plantas do genótipo 23

Coffea congensis, maior profundidade da raiz pivotante e juntamente com plantas do genótipo Coffea canephora, maior quantidade de raízes secundárias em camadas mais profundas, comparadas às plantas do genótipo Coffea arabica, que já é conhecido por diversos pesquisadores, como um genótipo que possui raízes mais superficiais.

Durante a fase de intenso crescimento vegetativo, a maior parte dos compostos orgânicos produzidos pela planta, é translocado para os ápices vegetativos, que são os sítios dominantes de demanda de assimilados na relação tronco-raízes. Nessa relação as raízes são as mais comprometidas, com crescimento reduzido e limitada absorção de nutrientes. Aparentemente, as raízes passam a constituir drenos preferenciais de assimilados durante o período seco do ano (CANNELL e HUXLEY, 1969; CANNELL, 1971). Esses dados estão de acordo com Huxley et

al. (1974) que observaram aumento da atividade radicular entre a profundidade de 45 a 75

centímetros, após período de seca prolongada.

Fatores ambientais como umidade e temperatura diferenciam o crescimento do sistema

radicular. Bull (1963), em trabalho com irrigação realizado na Tanzânia, mostrou que a umidade do solo causou uma redução da penetração e desenvolvimento das raízes primárias e secundárias ao longo do perfil do solo.

Franco (1958) estudou o crescimento das raízes e da parte aérea de mudas de café, sob condições controladas, com várias temperaturas no sistema radicular (contínuas ou alternadas). O

melhor crescimento, medido sob deficiência hídrica acumulada, foi na combinação de 26/20 ºC

(temperaturas dia/noite). A relação parte aérea / raiz foi menor no tratamento 26/20 ºC, e maior em temperaturas acima desta combinação. Tal fato mostrou que, dentro dos limites de 13 ºC até 33 ºC, temperaturas baixas têm efeito indireto no crescimento das raízes, e temperaturas elevadas têm um efeito mais direto.

2.1.4 Desenvolvimento

reprodutivo

2.1.4.1 Floração

A floração nas plantas compreende uma seqüência de eventos fisiológicos e morfológicos, que vai da indução floral até a antese, passando pela fase intermediária - a evocação floral, 24

diferenciação ou iniciação dos primórdios florais e desenvolvimento da flor (RENA e MAESTRI, 1986). No cafeeiro podem ser distinguidas três fases: iniciação ou indução floral;

desenvolvimento do botão floral; antese ou floração.

2.1.4.2 Iniciação ou indução floral

Muitos autores apresentam como indutores da floração fatores ambientais, nutricionais e hormonais, como: fotoperíodo, temperatura, água e condições internas da planta.

Admite-se que a espécie Coffea arabica é uma planta de dias curtos, como evidenciam trabalhos clássicos feitos por Franco (1940) e Piringer e Borthwick (1955). Esses autores sugerem que o fotoperíodo crítico é em torno de 13-14 horas, limite abaixo do qual o dia pode ser considerado curto para induzir a diferenciação das gemas florais, uma vez que com fotoperíodos de até 13 horas ainda observa iniciação floral, o que não se verifica em fotoperíodos acima de 14

horas.

Como nas regiões cafeeiras do Brasil o comprimento do dia não excede limites diários de 13-14 horas, Rena e Maestri (1986) não admitem o fotoperíodo como regulador da indução floral, fato que contradiz Camargo (1985), o qual relata que, em condições aptas de cultivo, admite-se que o fotoperíodo seja fator condicionante da época de iniciação floral.

A fase de iniciação floral do cafeeiro apresenta alta correlação com o fotoperíodo para as regiões compreendidas fora da faixa equatorial, de 4º de latitude sul e norte (Camargo, 1985).

Acima desta latitude, a iniciação floral inicia quando nessas regiões ocorre menos de 13,5 horas de luminosidade efetiva, ou seja, 12,3 horas de brilho solar direto mais 1,2 horas de luz indireta, crepuscular. Segundo o mesmo autor, na faixa equatorial, as plantas cafeeiras comportam-se como não-fotoperiódicas, uma vez que todos os dias do ano apresentam menos de 13,5 horas de luminosidade efetiva, o que significa estarem induzidas durante o ano todo.

O período indutivo, para Gouveia (1984), coincide com a época de diminuição

progressiva do comprimento do dia, período que vai de 23 de dezembro a 22 de junho, para as condições de Campinas, SP. Este fato esta de acordo com Salisbury (1982), citado pela mesma, e para o qual as respostas fotoperiódicas não ocorrem em razão de um número de horas arbitrário (13 ou 14 horas), mas devido ao aumento ou diminuição progressiva do comprimento do dia.

25

A temperatura é outro fator que influencia a indução floral como observou Mes (1957), em experimento que avaliou vários termoperíodos sobre a iniciação e crescimento de gemas florais em plantas jovens de C. arabica cv. Bourbon, cultivadas em estufas e sob fotoperíodo de 8

horas. O autor observou que o maior número de botões florais por axila foi detectado em cafeeiros cultivados em combinações de temperaturas diurna e noturna amena 23ºC/17ºC do que em 26ºC/20ºC. Para o mesmo, a floração foi irregular e reduzida na combinação 30ºC/24ºC, embora temperaturas mais elevadas tenham favorecido o crescimento dos botões florais. Wormer e Gituanja (1970), em experimento no Quênia, também constataram que as taxas de diferenciação floral foram altas nos meses frios do ano.

A formação de gemas florais em plantas perenes tem sido relacionada a déficit hídrico moderado (Gouveia, 1984). Para a autora, outros trabalhos em diversas regiões produtivas no mundo, relacionam o balanço hídrico da região com a indução floral do cafeeiro, e que a diferenciação das gemas florais parece ser beneficiada durante a época mais seca.

Diversos trabalhos citados por Barros e Maestri (1978), relacionaram a relação

carbono/nitrogênio com a iniciação floral, uma vez que a C/N estimula o aparecimento de botões florais em diversas plantas. Plantas cultivadas ao sol apresentam relação C/N mais alta que plantas cultivadas à sombra, e quando induzidas a elevada relação C/N estimula a formação de maior número de gemas floríferas. Isso se deve talvez a uma intensa mobilização de reservas das folhas e dos ramos pela gemas florais em iniciação (JANARDHAN et al., 1971), e também pelo aumento de giberelina em plantas sombreadas, cuja ação consiste na inibição da diferenciação de gemas florais em plantas dicotiledôneas (GOUVEIA, 1984).

Em vários trabalhos em cafeeiro citados por Mazzafera e Guerreiro Filho (1991),

evidenciam que a atividade da giberelina influencia na iniciação floral, tanto no atraso como na diminuição do número de flores.

2.1.4.3 Desenvolvimento do botão floral e antese

Muitos trabalhos sobre floração do cafeeiro focaram a dormência do botão floral, como podem ser observadas em diversas revisões sobre o assunto.

26

Após a diferenciação ou iniciação, os botões florais entram em fase de crescimento

contínuo, em torno de dois meses (GOUVEIA, 1984) até atingir 4 a 8 mm, quando entram em dormência durante semanas ou meses, em razão das condições climáticas (FREDERICO e

MAESTRI, 1970).

O período de dormência dos botões florais, nas condições brasileiras, coincide com a época seca, e termina quando o estímulo para a floração ocorre com as primeiras chuvas (acima de 15 mm) pela hidratação da planta e abaixamento da temperatura, depois de um período seco (FREDERICO e MAESTRI, 1970; GOUVEIA, 1984). O estresse hídrico acentuado não é uma

condição necessária para as floradas ocorrerem, mas contribui para a concentração das floradas, por impedir a antese antecipada das gemas mais adiantadas e acelerar a etapa final de diferenciação das demais gemas (GOUVEIA, 1984).

Na fase sem crescimento dos botões, em época seca acentuada, acumula uma grande

quantidade de inibidores de crescimento, como ácido abicísico, o que estabelece um balanço desfavorável na relação entre promotores (giberelina e citocinina) e inibidores (ácido abicísico) Thomaziello et al. (2000). Nas revisões de Barros e Maestri (1978); Gouveia (1984); Rena e Maestri (1986) são citadas pesquisas de diversos autores, em que relaciona a dormência e sua eliminação por ação de hormônios, como: giberelina, auxina, citocinina e ácido abcisíco.

A quebra da dormência e o desencadeamento da florada podem estar relacionados não só à reidratação da planta, mas também com a rápida queda de temperatura que se verifica durante uma chuva. Associado a esses fatores, inúmeros reguladores de crescimento (giberelina, citocinina e ácido abicísico) atuariam internamente na planta (RENA e MAESTRI, 1986; THOMAZIELLO et al., 2000).

Com a quebra da dormência, o teor de citocinina aumenta no xilema, atuando nos botões a partir do segundo dia. A citocinina pode aliviar o efeito dos inibidores e acelerar a mobilização de assimilados das folhas ou estimular a divisão das células-mãe dos microsporos (RENA e MAESTRI, 1987).

Após um período seco, as primeiras chuvas estimulam o reinicio do crescimento dos

botões florais, ocorre à quebra da dormência, que se estende até a abertura das flores, aproximadamente 8 a 15 dias depois da chuva.

27

A massa seca e fresca dos botões aumenta cerca de 6 a 25 vezes respectivamente, durante o período de rápido desenvolvimento até a antese, o que implica em grande mobilização de água e nutrientes para os botões florais (TOMAZIELLO et al. 2000).

A ocorrência de chuvas acima de 10 mm é suficiente para a abertura dos botões florais, e o número de flores relaciona diretamente com o número de folhas por nó e por ramo, com a reserva de amido do lenho dos ramos e com as condições gerais da planta. Barros et al. (1982) observaram que são necessários 4,7 cm2 de área foliar para a abertura de uma flor. Os mesmos autores verificaram que os botões florais são capazes de utilizar carboidratos de outras folhas, não localizadas no mesmo internódio do botão, bem como do ramo, em ambas as direções

(ascendente e descendente).

O pegamento da florada depende grandemente do grau de enfolhamento da planta, haja

vista que ramos com poucas folhas resultam numa pequena quantidade de flores e,

posteriormente, de frutos (MAGALHÃES e ANGELOCCI, 1976).

Em determinadas situações aparecem flores atrofiadas ou anormais que abrem

prematuramente, denominadas de “estrelinhas”. Os fatores ambientais que contribuem para o seu aparecimento são: período de seca prolongado antes da florada, quantidade insuficiente de chuvas e temperaturas extremas durante a antese (THOMAZIELLO et al., 2000).

A abertura prematura dos botões florais reduz muito as possibilidades de polinização, cerca de 40% a 80% em alguns casos, devido à exposição das partes internas da flor (estiletes, estigma e anteras) (HUXLEY e ISMAIL, 1969). Em casos extremos de anormalidades, todas as partes internas das flores permanecem verdes e atrofiadas, e os lobos da corola abrem-se ligeiramente. A exposição dos dois estiletes resulta na esterilidade da flor (RENA e MAESTRI, 1986).

2.1.4.4

Desenvolvimento dos frutos e maturação

O crescimento dos frutos do cafeeiro apresenta uma fase visível e outra não visível, seguindo um modelo de dupla sigmóide. Inicialmente, após a queda da flor, o crescimento é pequeno, período que apresenta uma duração de, aproximadamente, 6 semanas - denominado de

“fruto chumbinho”. Segue, posteriormente, um período de crescimento rápido até o fruto verde 28

atingir o tamanho final, onde o endocarpo endurece (pergaminho). Nota-se que o crescimento cessa por um longo período até o início da maturação, quando reinicia com o fruto aumentando rapidamente de tamanho. No período de paralisação do crescimento visual, os fotoassimilados são destinados à formação do endosperma, que ocorre durante a parte final da expansão (endosperma leitoso ou perisperma) e o endurecimento do endosperma, que continua até o início da maturação (granação). A película prateada aderida ao grão é o resíduo do perisperma, que ao final da formação do endosperma, perde água e endurece, quando inicia a maturação. Todo esse período descrito, desde a antese até o fruto verde atingir o tamanho máximo dura em torno de 4 a 6 meses (RENA e MAESTRI, 1987).

O tamanho das sementes é definido no período da expansão rápida, logo após a fase “fruto chumbinho”, caracterizada por uma acentuada expansão, quando define o tamanho do endocarpo (pergaminho). Uma vez definido o “pergaminho”, as sementes não podem mais crescer em tamanho, devido a sua rigidez, determinando assim o tamanho da própria semente. Esse período depende muito da água ou do estado hídrico da planta, pois a ocorrência de estresse hídrico, juntamente com temperaturas elevadas, acarretará na formação de sementes pequenas e menor rendimento do cafezal. Portanto, o tamanho das sementes é determinado pela disponibilidade de água no solo e da temperatura no período.

A queda de “fruto chumbinho” ocorre no início do período de expansão rápida dos frutos, cujo crescimento inicial em tamanho é praticamente coincidente com a formação do perisperma, tecido aquoso translúcido, firme e que ocupa todo o interior do fruto, com a finalidade de fornecer água e nutrientes ao endosperma. Nessa fase de formação do perisperma, a falta de água levaria a queda prematura de frutos (MAZZAFERA e OLIVEIRO FILHO, 1991). Rena e

Maestri, (1987), também associam a queda prematura de frutos na fase inicial, aos efeitos de tensões hídricas submetidas nos “frutos chumbinho”.

Durante a formação das sementes (granação), os frutos atuam como dreno forte de

carboidratos e minerais, o que limita a mobilização de assimilados e o crescimento das partes vegetativas (CARELLI et al., 1989). Essa mobilização intensa de fotoassimilados pelos frutos, provoca o esgotamento do cafeeiro, cujo resultado é a seca de ponteiros e a produção bienal. Este período também é crítico para a produção, pois a ocorrência temporária de estresse hídrico (veranico), a alta demanda evaporativa do ar e baixo suprimento de nutrientes orgânicos e 29

minerais prejudicam a formação das sementes, que ocasiona a queda prematura de frutos (CARELLI et al., 1989; THOMAZIELLO et al., 2000).

Na maioria das condições brasileiras o amadurecimento dos frutos ocorre cerca de 30 a 35

semanas após a antese, com visível mudança de cor, que passa de verde a vermelha ou amarela, conforme a cultivar. Para isso, aumenta a atividade respiratória e a síntese de etileno, acompanhado do metabolismo de açúcares e ácidos, degradação da clorofila e síntese de pigmentos responsáveis pela mudança de cor (PIMENTA, 2003). Além da aparente mudança de cor ocorrem outras modificações, como o aumento do pericarpo e deposição de matéria seca no endocarpo. Os teores de nitrogênio e proteínas insolúveis apresentam uma tendência de aumento durante a maturação. No entanto, as proteínas solúveis e os aminoácidos aumentam somente no final da maturação, processo que demora dois meses dependendo das condições climáticas e da cultivar (RENA e MAESTRI, 1987).

2.1.5 Fenologia

A fenologia pode ser definida como o estudo dos eventos periódicos da vida da planta em função de suas reações as condições do ambiente (FANCELLI e DOURADO NETO, 1997). As relações e o grau de influência dos fatores envolvidos podem ser determinados com a ordenação das fases fenológicas da cultura (PEZZOPANE, 2004). Desta forma, CAMARGO e CAMARGO

(2001), apresentaram um modelo simples (figura 1), para definir e esquematizar a seqüência de fases fenológicas do cafeeiro arábica, nas condições tropicais do Brasil. Posteriormente Pezzopane et al. (2003), propuseram uma escala visual de avaliação de estádios fenológicos do cafeeiro, baseadas em fotografias, através de notas de 0 a 11 ilustrada na figura 2, para melhor visualização do comportamento fenológico do cafeeiro.

O modelo de Camargo e Camargo (2001) é dividido em dois anos fenológicos e seis fases.

O primeiro ano fenológico apresenta-se em duas fases (primeira e segunda), e o segundo ano fenológico, em quatro fases (terceira, quarta, quinta e sexta):

Fase inicial ou primeira fase: abrange os meses de setembro a março. Corresponde a um período de dias longos, com fotoperíodo acima de 13-14 horas de luz efetiva. É a fase da vegetação e formação das gemas foliares.

30

Segunda fase: vai de abril a agosto, também depende da condição fotoperiódica, é um período de dias curtos. Corresponde a indução, maturação e dormência das gemas florais, formadas na primeira fase. Estas gemas ficam aptas a se transformarem em botões florais e florescerem após um choque hídrico ocorrido na terceira fase (GOUVEIA, 1984). Essa fase se completa quando o somatório de evapotranspiração potencial, que significa o ganho de energia, acumula cerca de 350 mm a partir do início de abril (MEIRELES et al., 2004). No final desta fase, em julho a agosto, as plantas entram num relativo repouso da parte aérea emitindo um ou dois pares de folhas bem pequenos. É neste período que há o crescimento radicular, pois as raízes passam a ser o dreno principal dos fotoassimilados do cafeeiro (CANNELL e HUXLEY, 1969; CANNELL, 1971). Nota zero (0) na escala

proposta por Pezzopane et al. (2003).

Terceira fase: inicia-se com a florada após um choque hídrico provocado por uma chuva ou irrigação, promovendo um aumento do potencial hídrico nas gemas florais maduras.

Estas se transformam em botões florais e florescem após cerca de uma semana. Em

seguida vem a fase de frutos “chumbinho” e expansão rápida (MEIRELES et al., 2004).

Esta fase vai de setembro até dezembro. A água e a temperatura têm grande importância nesta fase. Água, para uma florada principal (irrigação com muita freqüência não define uma florada) e crescimento dos frutos. Pode resultar em peneira baixa se houver estiagem muito forte nesta época. A temperatura, se muito elevada e acompanhada de um intenso déficit hídrico resulta em flores estrela e posterior abortamento das flores. Notas um (1), dois (2), três (3), quatro (4), cinco (5) e seis (6) na escala proposta por Pezzopane et al.

(2003).

Quarta fase: ocorre nos meses de janeiro a março, correspondendo a granação dos frutos.

Estiagens severas nesta época podem causar defeitos nos frutos, como: preto, verde e ardido; como também o chochamento dos frutos. Nota sete (7) na escala proposta por

Pezzopane et al. (2003).

31

Quinta fase: corresponde a maturação dos frutos. Abrange normalmente os meses de abril a junho. Depende da precocidade da cultivar e da acumulação de energia solar, ou seja, do somatório de evapotranspiração, em torno de 700 mm, após a florada

(MEIRELES et al., 2004). Esta fase é importante na determinação da qualidade do

produto. Notas oito (8), nove (9), dez (10) e onze (11) na escala proposta por Pezzopane et al. (2003).

Sexta fase: ocorre nos meses de julho e agosto, correspondendo a ao repouso e senescência do cafeeiro após colheita.

32

1º Ano Fenológico

1ª fase

2ª fase

Vegetação e formação das

Indução e maturação

gemas foliares

das gemas florais

Dias longos

Dias curtos

7 meses

ETP ~350mm

folhas

pequenas

set

out

nov

dez

jan

fev

mar

abr

mai

jun

jul

ago

Período vegetativo

Repouso

2º Ano Fenológico

3ª fase

4ª fase

5ª fase

6ª fase

Florada (após aumento

Granação dos

Maturação dos

Repouso e

do potencial hídrico

frutos

frutos

senescência

das gemas)

dos ramos

ETP ~ 700 mm

Chumbinho e

expanção dos frutos

set

out

nov

dez

jan

fev

mar

abr

mai

jun

jul

ago

Período reprodutivo

Autopoda

Novo período vegetativo

Figura 1 - Esquematização das seis fases fenológicas do cafeeiro arábica, durante 24 meses, nas condições climáticas tropicais do Brasil. Adaptado de Camargo e Camargo (2001)

index-34_1.jpg

33

Figura 2 - Escala fenológica do cafeeiro arábica. Adaptado de Pezzopane et al. (2003) 34

2.1.6 Bienalidade

O ciclo bienal do cafeeiro é definido como a alternância de produção entre safras

sucessivas, em que após uma safra elevada de grãos segue uma safra de baixa produção. Essa é uma característica de cultivos a pleno sol. A natureza fisiológica da bienalidade de produção do cafeeiro se deve a dois fatos em conjunto (1) a concorrência por fotoassimilados entre as funções vegetativas e reprodutivas (FAHL et al. 2001) e (2) a produção ocorre, significativamente, nas partes dos ramos que ainda não produziram e cresceram na estação anterior.