Relationship of gas exchanges in different phenological phases with coffee productivity in the Cerrado

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i7.4123

Keywords:

Coffea arabica; photosynthesis; productivity; adaptability; irrigation.

Abstract

Coffee growing has been expanding in the Brazilian Cerrado. To identify genotypes adapted to the conditions, in 2015, an experiment was implanted with 35 genotypes of Coffea arabica, irrigated, in Ceres, Goias, Brazil, latitude 15°21′00.67′′, longitude: 49°35′56.98′′, Altitude approximately 570 m. The coffee trees showed differences in growth and, in the first harvest, were grouped into low, medium and high productivity. Seeking to understand the divergences in growth and productivity between coffee trees, gas exchange between 9:00 - 10:00 h was evaluated; 12:00 - 13:00 h and 15:00 - 16:00 h, in five phenological phases of the second harvest (fruit formation, fruit filling, maturation, after harvest and vegetative phase), of three coffee trees (Sarchimor MG 8840, Catucaí Amarelo 2SL and IBC - Palma 2) with high, medium and low productivity, respectively, in the first harvest. The genotypes showed the same pattern of productivity in the first and second crop. Gas exchange in coffee trees, with different productive potential, grown in the Cerrado, under irrigation, varied between genotypes and phenological phases. The best results prevailed in the formation and filling phases of the fruits. Variation of the genotypes was observed between the phenological phases. Despite the differences found, gas exchange does not explain the divergences in the growth and production responses of the studied genotypes, indicating the involvement of other factors in the growth and productivity of coffee trees cultivateds in the Cerrado.

References

Allen, R. G., Pereira L. S., Raes, D., Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop water requirements – FAO Irrigation and Drainage. Paper 56. Rome: FAO. 300p.

Araújo, W. L. Dias, P. C., Moraes, G. A., Celin, E. F., Cunha, R. L., Barros, R. S., DaMatta, F. M. (2008). Limitations to photosynthesis in coffee leaves from different canopy positions. In: SIMPÓSIO DE PESQUISAS DOS CAFÉS DO BRASIL, 5. Águas de Lindóia, SP. Anais... Águas de Lindóia: Consórcio Brasileiro de Pesquisas e Desenvolvimento do Café.

Ávila, E.A.S., Sousa, C. M., Pereira, W., Almeida, V. G., Sarti, J. K., Silva, D. P. (2020). Growth and Productivity of Irrigated Coffee Trees (Coffea arabica) in Ceres – Goiás. Journal of Agricultural Science, 12:138-150, 2020.

Charbonnier, F., Olivier, R., Guerric, M., Joannè, G., Fernando, C., André, L., Philippe, V., Clémentine, A., Louise, A., Aurélie, C., Anne, C., Elsa, D., Remko, A. D., Laura, J., Christophe, J., Emmanuelle, K., Patricia, L., Belinda, E. M., Laurent, S., Philippe, T., Karel, V. D. M., Alejandra, B. A., Peter, L., Erwin, D. (2017). Increased light-use efficiency sustains net primary productivity of shaded coffee plants in agroforestry system. Plant Cell and Environment, 40:1592–1608.

DaMatta, F. M., Maestri, M., Mosquim, P. R., Barros, R. S. (1997). Photosynthesis in coffee (Coffea arabica and C. canephora) as affected by winter and summer conditions. Plant Science, 128:43-50.

DaMatta, F. M. (2004). Ecophysiological constraints on the production of shaded and unshaded coffee: a review. Field Crops Research, 86: 99–114.

DaMatta, F. M., Cláudio, P. R., Maestri, M., Barros, R. S. (2008). Ecophysiology of coffee growth and production. Brazilian Journal of Plant Physiology, 19:485-510.

DaMatta, F. M., Godoy, A. G., Menezes-Silva, P. E., Martins, S. C. V., Sanglard, L. M. V. P., Morais, L. E., Torre, N. A., Ghini, R. (2016). Sustained enhancement of photosynthesis in coffee trees grown under free-air CO2 enrichment conditions: disentangling the contributions of stomatal, mesophyll, and biochemical limitations. Journal of Experimental Botany, 67:341–352.

Farquhar G. D., Sharkey, V. C. (1982). Modelling of photosynthetic response to environmental conditions. In OL Lange, PS Nobel, CB Osmond, H Ziegler, eds, Encyclopedia of Plant Physiology, New Series, Vol 12B. Springer-Verlag, Heidelberg. In press.

Ferreira, A. D., Carvalho, G. R., Rezende, J. C., Botelho, C. E., Rezende, R. M., Carvalho, A. M. (2013). Desempenho agronômico de seleções de café Bourbon Vermelho e Bourbon Amarelo de diferentes origens. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 48:388–394.

Guerra, A. F., Rocha, O. C., Rodrigues, G. C., Sanzonowick, C., Sampaio, J. B. R., Helon, C. S., Araújo, M. C. (2005). Irrigação do Cafeeiro no Cerrado: estratégia de manejo de água para uniformização de florada. Planaltina: Embrapa Cerrados. 4p. (Embrapa Cerrados. Comunicado técnico, 122).

Guimarães, P. T. G., Garcia, A. W. R., Alvarez V., V. H., Prezotti, L. C., Viana, A. S., Miguel, A. E., Malavolta, E., Corrêa, J. B., Lopes, A. S., Nogueira, F. D. & Monteiro, A. V. C. (1999). Cafeeiro. In: Ribeiro, A. C.; Guimarães, P. T. G.; Alvarez, V. H. (Eds). Recomendações para uso de corretivos fertilizantes em Minas Gerais: 5ª aproximação. Viçosa: CFSEMG. p. 289-302.

Laviola, B. G., Martinez, H. E. P., Salomão, C. C., Cruz, C. D., Mendonça, S. M., Neto, A. P. (2007). Alocação de fotoassimilados em folhas e frutos de cafeeiro cultivado em duas altitudes. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 42:1521-1530.

Lemos, J. P., Galvão, J. C. C., Silva, A. A., Fontanetti, A., Corrêa, M. L. P., Cecon, P. R. (2012). Morfologia de plantas de milho em competição com picão-preto e trapoeraba submetidas a roçada. Planta Daninha, 30:487-496.

Mendonça, R. F., Rodrigues, W. N., Martins, L. D., Tomaz, M. A. (2011). Abordagem Sobre a Bienalidade de Produção em Plantas de Café. Enciclopédia Biosfera, Centro Científico Conhecer, 7:1–9.

Miner, G. L., Bauerle, W. L., Baldocchi, D. D. (2017). Estimating the sensitivity of stomatal condutance to photosynthesis: a review. Plant, Cell & Environmet, 40, 1214–1238.

Morais, H., Marur, C. J., Caramori, P. H., Ribeiro, A. M. A., Gomes, J. C. (2003). Características fisiológicas e de crescimento de cafeeiro sombreado com guandu e cultivado a pleno sol. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 38:1131-1137.

Oliveira, L. F. C., Oliveira, R. Z., Borges, L. B., Wehr, T. R., Bonomo, R. (2007). Coeficiente de cultura e relações hídricas do cafeeiro, cultivar Catucaí, sob dois sistemas de manejo de irrigação. Pesquisa Agropecuária Tropical, 37:154-162.

Ovalle-Rivera, O., Läderach, P., Bunn, C., Obersteiner, M., Schroth, G. (2015). Projected shifts in Coffea arabica suitability among major global producing regions due to climate change. Plos One, 10:1–13.

Peloso, A. F., Tatagiba, S. D., Reis, E. F., Pezzopane, E. M., Amaral, J. F. T. (2017). Photosynthetic limitations in leaves of arabic coffee promoted by the water deficit. Coffee Science, 12:389 - 399.

Rezende, F. C., Caldas, A. L. D., Scalco, M. S., Faria, M. A., Silva, E. L. (2011). Resistência estomática e taxa de transpiração do cafeeiro em função da densidade de plantio e da irrigação. In: Anais do 7⁰ Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil. 22 a 25 de agosto de 2011. Araxá.

Rocha, O. C., Ramos, M. L. G., Veiga, A. D., Guerra, A. F., Bartholo, G. F., Rodrigues, G. C., Silva, J. E. (2016). Chemical and hydrophysical atributes of an Oxisol under coffee intercropped with brachiaria in the Cerrado. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 51:1476–1483.

Rodrigues, W. P., Silva, J. R., Ferreira, L. S., Filho, J. A. M., Figueiredo, F. A. M. M. A., Ferraz, T. M., Bernardo, W. P., Bezerra, L. B. S., Abreu, D. P., Cespon, L., Ramalho, J. C., Campostrini, E. (2018). Stomatal and photochemical limitations of photosynthesis in coffee (Coffea spp.) plants subjected to elevated temperatures. Crop and Pasture Science, 69:317–325.

Ronchi, C. P., Araújo, F. C., Almeida, W. L., Silva, M. A. A., Magalhães, C. E. O., Oliveira, L. B., Drumond, L. C. D. (2015). Ecophysiological responses of coffee plants subjected to water defici to narrow blossom period in the Cerrado in the state of Minas Gerais, Brazil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 50:24–32.

Santos, C. S. (2017). Características anatômicas e fisiológicas de Coffea arabica em condições de Cerrado. Dissertação, Universidade Federal de Lavras.

Santos, H. G., Jacomine, P. K. T., Anjos, L. H. C., Oliveira, V. A., Lumbreras, J. F., Coelho, M. R., Almeida, J. A., Filho, F. C. A., Oliveira, J. B., Cunha, T. J. F. (2013). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 3.ed. rev. e ampl. Brasília: Embrapa. 353 p.

Shimazaki, K. I. (2007). Light regulation of stomatal movement. Annual Review of Plant Biology, 58:219-247.

Silva, E. A., DaMatta, F. M., Ducatti, C., Regazzi, A. J., Barros, R.S. (2004). Seasonal changes in vegetative growth and photosynthesis of Arabica coffee trees. Field Crops Research, 89:349–357.

Sousa, C. M., Pereira, W., Silveira, M. G., Rocha, M.C., Almeida, V.G. (2019). Genetic dissimilarity and growth of coffee in Cerrado. Journal of Plant Breeding and Crop Science, 11:213-224.

Souza, T. M. A., Souza, T.A., Solto, L.S., Sá, F. V. S., Paiva, E. P., Brito, M. E. B., Mesquita, E. F. (2016). Crescimento e trocas gasosas do feijão caupi cv. BRS pujante sob níveis de água disponível no solo e cobertura morta. Irriga, 21:796-805.

Downloads

Published

12/05/2020

How to Cite

ÁVILA, E. A. da S.; SOUSA, C. M.; PEREIRA, W.; MELO, H. C. de; ALMEIDA, V. G.; SARTI, J. K. Relationship of gas exchanges in different phenological phases with coffee productivity in the Cerrado. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 7, p. e293974123, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i7.4123. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/4123. Acesso em: 26 dec. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences