Navegando por Autor "Rakocevic, Miroslava"

Agora exibindo 1 - 20 de 23

AmostraCafe3D – Software para inclusão de informações na escala de metâmeros em eixos plagiotrópicos parcialmente codificados
(Embrapa Café, 2013) Rakocevic, Miroslava; Tosti, Jonas Barbosa; Matsunaga, Fabio Takeshi
Café arábica (Coffea arabica L.) tem o crescimento contínuo; a sua arquitetura segue o modelo de Roux que é definido pela diferenciação geométrica e funcional entre o tronco principal – ortotrópico e os eixos laterais – plagiotrópicos. As medições de arquitetura de cafeeiros estão sendo feitas através de amostragem. O eixo principal é sempre descrito na escala de metâmeros, enquanto se amostram quatro eixos plagiotrópicos de 2ª ordem de ramificação (orientados para quatro pontos cardeais) em cada estrato do perfil vertical, a cada 40 cm. Nesses eixos realiza-se codificação completa na escala de metâmeros, mais a descrição detalhada das suas ramificações laterais de 3ª a 5ª ordem. Todos os outros ramos plagiotrópicos de 2ª ordem foram descritos pela sua posição ao longo de eixo ortotrópico, seu comprimento total, numero de frutos e orientação cardinal. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um software (AmostraCafe3D) auxiliar a VPlants, para inclusão de informações na escala de metâmeros em eixos parcialmente codificados, considerando interpolação, proporcionalidade e probabilidade de ocorrência de eventos botânicos. Plantas foram codificadas em objetos matemáticos hierarquizados que apresentam topologia e geometria de plantas (MTG). As saídas do software são MTGs de entrada enriquecidos com as informações incluídas após a computação. AmostraCafe3D considera duas situações: 1) não houve nenhuma observação temporal precedente e 2) existiram observações precedentes dos mesmos indivíduos. A lógica de inclusão de informações em eixos parcialmente medidos é baseada nos eixos completamente medidos do estrato e da orientação procurada em todas as plantas. O comprimento de cada entrenó é estimado como média referente ao seu índice. A probabilidade de presença de folhas e ramificações em cada metâmero é baseada na ocorrência deste evento em eixos medidos e distribuída em eixos reconstruídos com algoritmo randômico. A distribuição de frutos ajustou-se através da interpolação linear e a de Lagrange. A validação do modelo desenvolvido deu-se por comparação de área foliar formada pelos estratos de perfil vertical de cafeeiros completamente codificados de cv. IAPAR 59 com as maquetes geradas pelo AmostraCafe3D. Atualmente, o software produz as reconstruções com uma fraca superestimação de área foliar, melhor estimada em camadas de 40 cm do que em plantas inteiras.
Atributos arquiteturais de cafeeiros com geometrias contrastantes cultivados em diferentes espaçamentos
(Embrapa Café, 2013) Araujo-Junior, Cezar Francisco; Androcioli Filho, Armando; Rakocevic, Miroslava; Barros, Carlos Vitor; Yada Junior, George Mitsuo; Rosa, Fabio Trizotti
As características morfológicas dos cafeeiros são fatores decisivos para o manejo e as operações mecanizadas em lavouras cafeeiras adensadas. O objetivo deste estudo foi avaliar atributos arquiteturais de três cultivares de cafeeiros arábica de geometrias contrastantes, cultivados em diferentes espaçamentos. O experimento foi instalado na Estação Experimental do Instituto Agronômico do Paraná – IAPAR, município de Londrina, região Norte do Paraná. O solo da área de estudo foi classificado como Latossolo Vermelho distroférrico típico - LVdf, muito argiloso, relevo suave-ondulado com 3 % de declividade. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, em esquema de parcelas subdivididas. O espaçamento entrelinhas foi 2,0 m; 2,5 m e 3,0 m e nas sub-parcelas os cultivares de cafeeiros IPR 106 (ramificação normal - ângulo de implantação dos ramos no tronco entre 50 e 85 °), Catuaí IAC-99 (ramificação normal) e Catuaí Erecta IAPAR 88039 (ramificação ereta com ângulo entre os plagiotrópicos e ortotrópico de 26 °). Os atributos arquiteturais (altura, diâmetro da copa e diâmetro do caule) foram avaliados onze meses após o plantio da lavoura cafeeira, estes foram influenciados pelo espaçamento. Em geral, o menor espaçamento de entrelinhas favoreceu os atributos avaliados. O cultivar IPR 106 apresenta menor altura do eixo ortotrópico e o diâmetro de copa quando comparada aos cultivares Catuaí 99 e Erecta em três espaçamentos estudados. Isso provavelmente se deve às características gerais da cultivar porte baixo e comprimento menor dos entrenós dos eixos ortotrópicos e plagiotrópicos. Os diâmetros da copa e do caule da cultivar Erecta 88039 não foram influenciados pelo espaçamento nas entrelinhas. Por outro lado, para os cultivares Catuaí 99 e IPR 106, calculou-se que o diâmetro de copa máximo, a partir do ponto de inflexão da parábola foi obtida no espaçamento de 2,23 m e 2,37 m entrelinhas, respectivamente. O diâmetro do caule reduz com o aumento do espaçamento nas entrelinhas para os cultivares IPR 106 e Catuaí 99. Portanto, o aumento do espaçamento nas entrelinhas influencia negativamente os atributos avaliados para os cultivares em estudo.
Chemometric analysis of UV characteristic profile and infrared fingerprint variations of Coffea arabica green beans under different space management treatments
(Sociedade Brasileira de Química, 2016) Terrile, Amélia E.; Marcheafave, Gustavo G.; Oliveira, Guilherme S.; Rakocevic, Miroslava; Bruns, Roy E.; Scarminio, Ieda S.
Ultraviolet characteristic profiles and infrared spectroscopic (FTIR) fingerprints of green bean extracts of Coffea arabica L., cv. IAPAR 59, cultivated in two planting patterns, rectangular and square, and at two different densities, 10,000 and 6,000 plants ha-1, identified as R10,R6,S10, and S6 were analyzed with principal component and hierarchical cluster analyses. A simplex centroid design for four solvents (ethanol, acetone, dichloromethane, hexane) was used for sample extraction. The largest chlorogenic acid (CGA) contents were found at the lower planting density. The dichloromethane extracts of the S10 treatment showed the highest levels of unsaponifiable lipids (cafestol and kahweol). The R6 treatment showed a slightly higher content of cafestol and kahweol. Cluster analysis of FTIR fingerprints confirmed that the CGA and caffeine levels differentiate the spatial arrangements. The FTIR fingerprints suggest that green beans from S6 and R10 were richer in lipids and the other two treatments had more sugars and proteins.
Coeficiente de extinção calculado a partir das reconstruções 3D de acessão ‘E083’ de cafeeiros cultivados sob dois regimes hídricos
(Embrapa Café, 2019) Rakocevic, Miroslava; Pazianotto, Ricardo Antônio Almeida; Matsunaga, Fabio Takeshi
Hipótese deste trabalho foi que o regime hídrico pode modificar a arquitetura de plantas, modificando inclinação foliar (λ) e diminuindo índice de área foliar (IAF) no regime hídrico de campo (NI) comparado ao regime irrigado (IRR), o que pode influenciar no coeficiente de extinção de luz (k) que pode variar ao longo de crescimento de cafeeiros. Objetivou-se calcular azimute foliar, λ, área individual foliar (AFI), IAF e k de dossel de uma acessão de cafeeiros de Etiópia, ‘E083’, considerando alguns estágios fenológicos, usando maquetes 3D de plantas. A tendência geral de distribuição de λ foi plagiófila, porém as plantas NI, apresentaram o λ médio maior do que as IRR, o que pode explicar a tendência de evitar a dissipação de energia sob alta irradiância, já que os estresses abióticos foram múltiplos. As plantas NI apresentaram IAF muito menor do IRR, na faixa de diferenciação entre 2.5-3 vezes. A AFI mostrou um constante aumento entre cinco fenofases; em plantas IRR, a AFI média cresceu de 18.9 a 29.5 cm 2 , enquanto nas plantas NI de 15.2 a 27.7 cm 2 . O aumento na AFI devia-se ao aumento de número de folhas de ordens de ramificação superiores, sombreadas e formadas com AFI maior. k’ de radiação direta mostrou-se maior em plantas NI de que IRR durante fenofase de expansão de frutos e folhas de 2° ano produtivo. Maior k’ mostrou-se em fenofases que privilegiavam o crescimento vegetativo (expansão de área foliar e frutos) do que o reprodutivo (maturação de frutos e colheita). Nosso trabalho mostrou que algumas respostas morfológicas, como são variações na AFI e inclinação das folhas, têm grande valor para aclimatação à alta irradiância e pouca disponibilidade de água.
Digitalização tridimensional de cafeeiros em campo por visão estéreo múltipla
(Embrapa Café, 2019-10) Santos, Thiago Teixeira; Rakocevic, Miroslava
O registro da arquitetura de uma planta, isto é, a descrição da topologia e da geometria de sua estrutura, é empregado em estudos funcionais-estruturais variados como intercepção solar, interações bióticas e abióticas e dispersão de defensivos, entre outros. Porém, a realização desse registro é extremamente laboriosa, especialmente em plantas de maior porte e complexidade como o cafeeiro, o que restringe sua adoção e, consequentemente, o volume de dados disponíveis a tais estudos. Neste trabalho, mostramos que técnicas de visão computacional podem ser empregadas na construção de modelos tridimensionais de cafeeiros com o uso de uma única câmera comum e software adequado. Esses resultados indicam a possibilidade de automação do registro in silico da estrutura tridimensional de cafeeiros, permitindo um maior volume na obtenção de dados da arquitetura das plantas. Tal metodologia de aquisição de dados tridimensionais está ao alcance de qualquer grupo de pesquisa, devido ao baixo custo do equipamento necessário e implementações em software livre. Exemplos de reconstruções tridimensionais para oito cafeeiros adultos estão disponíveis em uma base de dados pública.
DISTRIBUIÇÃO DE FRUTOS E INTERCEPTAÇÃO LUMINOSA CALCULADAS PARA PLANTAS VIRTUAIS DE Coffea arabica EM 3D
(2009) Rakocevic, Miroslava; Gouveia, William Martins de; Embrapa - Café
O acoplamento de modelos tridimensionais (3D) estruturais com os funcionais mostra-se útil na simulação de interceptação luminosa, transpiração, fotossíntese, alocação de carbono e efeito da temperatura, ao considerar diferentes níveis de organização espacial e temporal. Este trabalho teve como objetivo analisar os padrões de distribuição espacial de folhas e frutos considerando a ordem de ramificação, e consequentemente a interceptação luminosa da folhagem de plantas de Coffea arabica cultivadas em diferentes arranjos e densidades, com base em plantas virtuais construídas a partir de medições efetuados em campo. A densidade (6000, 10000 e 14000 plantas ha-1) não afetou o número de frutos, a área foliar (AF) nem a Taxa de Silhueta de Área Total (STAR) nas camadas horizontais do dossel. Aceitando menor rigor na análise estatística, observou-se que as plantas apresentaram maior produção e menor AF no arranjo quadrado do que no retangular. Os frutos apareceram com maior exuberância nos ramos plagiotrópicos de primeira e segunda ordem e nas camadas superiores e medianas. O espaço de camadas superiores foi ocupado por folhagem de primeira ordem de ramificação e poucos frutos, permitindo maior interceptação luminosa e produção para as camadas medianas e inferiores. A eficiência de interceptação foi, em geral, maior nas folhas que se originaram nos plagiotrópicos de primeira e segunda ordem, qualquer que fosse sua posição vertical no dossel. A projeção da copa das plantas virtuais foi superestimada em comparação às medições obtidas no campo, e portanto, uma futura aquisição das informações arquiteturais necessita ser mais detalhada e efetuada no nível de metâmeros.
Estudo sobre regime de água, intercepetação de luz e compostos metabólicos em folhas de cv. 'Catuaí'
(Embrapa Café, 2015) Scheel, Guilherme Luiz; Scarminio, Ieda Spacino; Rakocevic, Miroslava
A arquitetura vegetal, disponibilidade de água e condições meteorológicas podem causar impactos sobre a fisiologia de folhas de cafeeiros e como consequência, muitos compostos do metabolismo das folhas são fortemente modificados. O objetivo deste trabalho foi entender os impactos de déficit hídrico e de condições de luz extremas (expostas à luz alta e autossombreamento) nas folhas de cafeeiros e em seus compostos metabólicos. Para esta finalidade usaram-se modelagem arquitetural, métodos quimiométricos de planejamento experimental e análise estatística associada a dados espectrofotométricos. Para as análises espectrofotométrica e estatística foram preparados extratos de folhas de plantas irrigadas (IRR) e não irrigadas (NI) em diferentes alturas: camada inferior (<40 cm, autossombreadas) e superior (> 80 cm, expostas à luz alta) de cafeeiros Arábica (Coffea arabica L.). Na modelagem arquitetural usou-se o software VPlants e o programa VegeSTAR, enquanto na quimiometria aplicaram-se o modelo simplex centroide, a análise dos extratos na região ultravioleta-visível (200 – 800 nm) e a análise de componentes principais. Apesar de grande variabilidade entre as respostas de plantas de mesmo tratamento do regime hídrico, particularmente destas sob a irrigação, a área foliar das plantas foi significativamente reduzida mostrando que a água foi um fator limitante no crescimento de cafeeiros. A distribuição da folhagem bem como a área foliar distribuidas nas diferentes camadas permitiu maior interceptação de luz pelos cafeeiros não irrigados, com maior acesso de radiação solar até a camada intermediária. Pela análise de componentes principais dos dados espectrofotométricos na região ultravioleta-visível, observou-se a separação de grupos devido suas constituições metabólicas. Alguns solventes extratores foram mais eficientes para discriminar os extratos de folhas de cultivo IRR daqueles NI, por apresentarem absorbâncias em comprimentos de onda relacionados a pigmentos tetrapirrólicos, como clorofilas. Os resultados demonstraram que submeter cafeeiros do cultivar ‘Catuaí’ a regimes de água distintos (com ou sem irrigação) afetam a distribuição da folhagem e o tamanho de área foliar, comprometendo a interceptação luminosa e a composição metabólica.
Fingerprint” metabolômico das folhas de Coffea arabica L. originadas de diferentes ocupações do espaço e condições de luz
(Embrapa Café, 2013) Scarminio, Ieda Spacino; Delaroza, Fernanda; Rakocevic, Miroslava; Malta, Galileu Bernardes; Salamanca Neto, Carlos Alberto Rossi
O objetivo deste estudo foi verificar se a área (densidade) e a forma de espaço (arranjo) que as plantas podem ocupar no cultivo de cafeeiros arábica (Coffea arabica L.) influenciam o perfil metabolômico em folhas originas de duas camadas do dossel vegetal (autossombreadas e expostas ao pleno sol). Cuidou-se que as folhas sejam de mesma idade. Para as análises dos metabolitos primários e secundários foram coletadas folhas de cafeeiros em duas datas (04/11/2010 – 1ª coleta e 07/10/2011 – 2ª coleta) no campo experimental do IAPAR, Londrina - PR. O plantio compreendeu um arranjo quadrado (AQ) de 0,84 m x 0,84 m, disponibilizando espaço para uma planta de 0,71 m2 (densidade de 14.000 plantas ha-1) e um arranjo retangular (AR) de 3,0 m x 0,41 m, com o espaço para uma planta de 1.25 m2 (densidade de 8.000 plantas ha-1). A extração do material vegetal seguiu o planejamento experimental simplexcentróide com solventes puros, etanol (e), acetona (a), diclorometano (d) e hexano (h). Estes solventes foram combinados em seis misturas binárias (1:1), quatro misturas ternárias (1:1:1) e uma mistura quaternária (1:1:1:1). Os extratos foram analisados por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier e submetidos à análise exploratória de componentes principais. Os extratores que melhores diferenciam os espaços ocupados das folhas autossombreadas foram misturas e:a na 1ª coleta e e:h na 2ª coleta. Os metabólitos em folhas originadas de folhas do pleno sol de cafeeiros cultivados em dois arranjos e densidades foram diferenciados pelos extratores e:d:h na 1ª coleta e e:h na 2ª coleta. As primeiras análises indicam que as folhas autossombreadas originadas de plantas disponibilizadas ao espaço de 1.25 m2 planta-1 em AR conteriam mais cafeína e/ou precursores da cafeína e ácido clorogênico do que as autossombreadas originadas de plantas disponibilizadas ao espaço de 0,71 m2 e AQ.
Fotossíntese foliar de quatro genótipos de cafeeiros em resposta a irrigação ao longo de período bianual
(Embrapa Café, 2015) Rakocevic, Miroslava; Scholz, Maria Brígida dos Santos; Charmetant, Pierre
As respostas fotossintéticas dentro de uma espécie variam com a sua base genética, a sua ontologia, fase fenológica e condições externas. O trabalho teve como foco o impacto de luz e água na fotossíntese foliar de quatro genótipos de café Arábica (Coffea arabica L.), considerando alguns momentos cruciais em fenologia de espécie e as folhas de mesma idade cronológica, mas originadas em posições arquiteturais diferenciadas. As folhas avaliadas encontram-se nos ramos plagiotrópicos secundários (eixos de segunda ordem de ramificação considerando o eixo ortotrópico o de primeira ordem) e situadas em camadas superior e inferior da planta. Foram medidas sempre as folhas mais recentes, completamente expandidas, pertencentes ao terceiro até quinto par foliar a partir de ápice. Coletaram-se as informações sobre fotossíntese líquida (A), densidade de fluxo de fótons de radiação fotossinteticamente ativa (PPFD) e temperatura (Tl) foliar. A temperatura não apresentou diferenças significativas entre duas posições foliares (camada superior e inferior) em nenhuma época, enquanto foram encontradas diferenças significativas em PPDF entre as posições foliares somente em Dezembro de 2012. A falta de diferenciação em microclima entre as folhas de posição inferior e superior relaciona-se com a arquitetura e distribuição foliar em cafeeiros, onde a estrutura de eixos secundários em crescimento ativo encontra-se linearizada com o eixo ortotrópico. Observaram-se diferenças em A entre os genótipos, onde se sobressaiu o E083 quando aplicada a irrigação. A posição de folhas analisada mostrou impacto significativo na fotossíntese líquida somente em Dezembro de 2011 e Dezembro de 2012. Estas datas correspondem a fenofases 1 (vegetativa) e 3 (formação de chumbinhos e a expansão dos frutos). A resposta similar pode-se explicar pela coexistência de fases síncronas de dois anos do ciclo bianual, assim como fase 1 (dias longos) em paralelo com a fase 3 (dias longos) dentro da meta-população de uma planta. A fotossíntese líquida foi fortemente modificada com os tratamentos de irrigação em todas datas de medições. Os acessos de cafés de Etiópia (E083 e E027) apresentaram A menor do que os cultivares IAPAR 59 e Catuaí IAC 99, em praticamente todas as fases de observação, sugerindo a menor adaptação de acessos selvagens às condições locais.
Integrated chemometric approach to optimize sample preparation for detecting metabolic changes provoked by abiotic stress in Coffea arabica L. leaf fingerprints
(Sociedade Brasileira de Química, 2019) Marcheafave, Gustavo G.; Tormena, Cláudia D.; Afoso, Sabrina; Rakocevic, Miroslava; Bruns, Roy E.; Scarminio, Ieda S.
The effects of water-deficit stress on irrigated and unirrigated field plants of Coffea arabica L. genotype IAPAR 59 were investigated. Plant extracts were obtained following an ethanoldichloromethane-hexane statistical mixture design. Proton nuclear magnetic resonance (1 H NMR) fingerprints of the extracts were discriminated using factor analysis (FA) and hierarchical clustering techniques. Extracts from the 1:1:1 ternary mixture presented the largest discriminations compared with those from the pure solvents or their 1:1 binary mixtures. Metabolites resulting from fermentation processes and nutritional deficiencies as well as senescence and abscission precursors such as lactate, arginine and methionine were prevalent in unirrigated plants that can provoke expressive decreases in bean productivity as well as premature plant aging. Amino acids that control regulatory, physiological processes and soil salinization have higher concentrations in the irrigated plants. The NMR assignments of eighteen substances observed here were confirmed by electrospray ionization mass spectrometry.
Irrigation and light acess effects on Coffea arabica L. leaves by FTIR-chemometric analysis
(Sociedade Brasileira de Química, 2018) Sanchez, Patrícia M.; Pauli, Elis D.; Scheel, Guilherme L.; Rakocevic, Miroslava; Brunsc, Roy E.; Scarminio, Ieda S.
Coffee bean chemical compositions has been extensively studied. However, there is a small amount of research on other parts of the coffee plant, including leaves. Fourier transform infrared (FTIR) spectral profiles of Coffea arabica L. cv. IAPAR 59 leaf extracts from a simplex-centroid design were studied by principal component analysis (PCA) to evaluate the effect of solvente extractor on its metabolites. PCA indicated that the extractor solvents containing ethanol were the most suitable for this study. FTIR spectra in conjunction with orthogonal signal correction and partial least squares-discrimination analysis (OSC-PLS-DA) were used to classify and discriminate the leaves of irrigated and non-irrigated plants by bands related to carbohydrates, amino acids and lipids. Leaves receiving different intensities of solar radiation were also discriminated by bands corresponding to caffeine, carbohydrates and lipids. FTIR spectral profile analyzed with chemometric tools showed to be a useful, powerful and simple procedure to discriminate coffee leaves collected from different microclimate conditions.
Isômeros de ácidos clorogênicos em grãos de café originados de diferentes arranjos de plantio
(Embrapa Café, 2013) Scholz, Maria Brígida dos Santos; Kitzberger, Cintia Sorane Good; Durand, Noel; Rakocevic, Miroslava
Vários compostos do fruto do café contribuem para a formação dos atributos sensoriais da bebida do café e entre estes estão os isômeros dos ácidos clorogênicos (ACG). O objetivo deste estudo foi avaliar a formação de isômeros de ACG em grãos originados nos diferentes estratos de perfil vertical de plantas da cultivar IAPAR 59. As plantas foram cultivadas em duas altas densidades (6000 e 10000 plantas ha-1) com a distribuição retangular (6AR e 10AR) e quadrangular (6AQ e 10AQ). Grãos foram coletados na safra de 2011 de três estratos de 40 cm em cada densidade e arranjo. Os principais isômeros dos ácidos clorogênicos (ACQ, AFQ e diACQ) foram determinados por cromatografia líquida de ultra desempenho(UFLC). Os tratamentos de menor densidade (6AQ e 6AR) apresentaram menor índice de área foliar, o que sugere menor autossombreamento do que em 10AQ e 10 AR. Em 6AQ e 6AR foram observadas maior concentração de ACG, dos seus isômeros e menor relação entre ACQ/diACQ, indicando menor grau de maturação para estes frutos. Com o uso de ANOVA identificou-se grande variabilidade na concentração dos diversos isômeros nos estratos de todos os tratamentos estudados. A análise de componentes principais mostrou que os grãos de estrato inferior dos tratamentos 10AQ e 10AR apresentam baixos níveis de 5-ACQ e situação inversa foi observada nos seus estratos superiores. Os estratos dos tratamentos 6AQ e 6AR foram associados a elevados níveis de todos os isômeros de ACG. Neste estudo foi possível observar a influência de ambientes microclimáticos na concentração de ACG. A densidade de plantas influenciou a variabilidade na concentração de isômeros de ACG nos estratos de cada tipo de arranjo. Nos estratos inferiores (auto-sombreados) de cafeeiros, de ambas altas densidades estudadas, encontraram-se menores concentrações de ACG comparadas com os estratos superiores, o que mostra o impacto de radiação incidente na qualidade de frutos verdes.
MAQUETES DE PLANTAS ADULTAS DE CAFÉ ARÁBICA, RECONSTRUÍDAS A PARTIR DE MEDIÇÕES MORFOLÓGICAS EM CAMPO
(2009) Rakocevic, Miroslava; Androcioli Filho, Armando; Embrapa - Café
A arquitetura vegetal é definida como qualquer descrição individual baseada na análise da planta em componentes, especificando o seu tipo biológico e/ou sua forma e/ou sua localização e/ou orientação no espaço e/ou a maneira como eles são fisicamente relacionados uns com os outros. O objetivo deste trabalho foi definir parâmetros para a análise arquitetural de plantas adultas de Coffea arábica, e modelar a construção de suas maquetes para futuras simulações ecofisiológias. As plantas foram codificadas e reconstruídas virtualmente com uso de VPlants e representadas em PlantGLViewer. A reconstrução foi feita com base em parâmetros medidos a campo (altura do tronco ortotrópico, número total de entrenós do tronco, posição e comprimento de ramos primários plagiotrópicos, posições de ramos da II-IV ordem, número total de entrenós de ramos plagiotrópicos primários a quaternários, número de entrenós verdes e de pares de folhas), além de diversas premissas. Foi calculado o índice de área foliar (IAF), a partir de maquetes foliares em VegeSTAR, para cafeeiros (cv. IAPAR 59) cultivados em diferentes arranjos e densidades. O arranjo retangular, na densidade de 10000 plantas ha-1, foi o que apresentou os maiores valores de IAF do que quadrangular. Acredita-se que para uma futura análise arquitetural, com a utilização do protocolo desenvolvido a partir do modelo estrutural de cafeeiro adulto, será necessário coletar e correlacionar parâmetros mais precisos (i.e. comprimento de cada entrenó, tamanho de folhas, ângulos de inserção de ramos e de folhas) ao longo do desenvolvimento de entidades vegetais e reprodutivas. \
Módulo generalizado para reconstrução e visualização 3D de caffeiros com frutos baseado em um banco de dados de Coffea arabica
(Embrapa Café, 2015) Matsunaga, Fabio Takeshi; Pense, Wagner Luiz; Brancher, Jacques Duílio; Rakocevic, Miroslava
A arquitetura de cafeeiros arábica (Coffea arabica L.) é descrita pelo modelo de Roux, o que indica a existência de dimorfismo de galhos. As medições de plantas foram realizadas na escala de metâmeros ou pela amostragem (medições mistas). As plantas foram codificadas em grafos em árvores multiescalares (MTG) no software VPlants. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um módulo computacional denominado Cafe3D para reconstrução de plantas de cafeeiros, permitindo sua visualização da estrutura topológica (estruturas de ramificações) e geométrica (folhas + frutos) em 3D. Para isso foi desenvolvido um banco de dados de MTG de diversos genótipos e manejo de cafeeiros, de modo que o usuário possa selecioná-los para reconstrução. Software Cafe3D permite a reconstrução e visualização 3D de todos os constituintes de cafeeiros (estrutura de galhos, folhas e frutas), com todos os atributos correspondentes. No Cafe3D, o MTG pode ser obtido do banco de dados ou pode ser algum MTG próprio gerado pelo usuário. Este MTG foi convertido em uma estrutura de dados computacional denominado EDCafe, utilizando os recursos de orientação a objetos e classes em Python. Esta estrutura genérica permitiu que o usuário especifique todos os atributos desejados. Dessa forma, o usuário não necessita ter conhecimento da estrutura semântica de um MTG, basta apenas ter conhecimento das informações topológicas e geométricas, como estruturas de ramificações e valores dos atributos foliares e de frutos, significando que com um mínimo de informações, cada usuário pode produzir as suas maquetes de cafeeiros em 3D.
Morphophysiological characteristics of (Coffea arabica L.) in different arrangements: lessons from a 3d virtual plant approach
(Editora UFLA, 2010-05) Rakocevic, Miroslava; Androcioli Filho, Armando
3D vegetative structural and functional models are useful in simulations of ecophysiological and biophysical processes. The main objective of this study was to model a 3D Coffea arabica L. structure. The specific aim was to use 3D mock-ups for analysis of vertical leaf and berry distribution and light interception in coffee crops cultivated in different planting densities and arrangements. The mock-ups were built after abstraction and codification by VPlants, based on morphological measurements (orthotropic shoot height and its number of internodes; positions of second to fourth branching order plagiotropics; internode number on first to fourth branching order plagiotropics number of leaf pairs), and several hypotheses. Mock-ups were visualized in PlantGLViewer, while Silhouette to Total Area Ratio (STAR), leaf area (LA) and berry distribution were processed in VegeSTAR. Planting arrangements influenced STAR when the plants were grown in a low density (6,000 plants ha -1 ). Plant density had a significant effect on the number of berries in square arrangements. The higher layers were occupied by first order foliage and few berries, allowing more light to pass to the lower canopy layers. Berries were abundant in the first and second order plagiotropic branches, in the highest and middle layers. Light distribution was more uniform than leaf area distribution, indicative of a disperse foliage and efficient space occupation. STAR correlated strongly with berry number, especially in the upper, less shaded canopy layers, where flower induction was the most intense.
Multiescalaridade de fotossíntese de acessão ‘E083’ de cafeeiros arábica cultivados sob dois regimes hídricos
(Embrapa Café, 2019-10) Rakocevic, Miroslava; Matsunaga, Fabio Takeshi
Objetivo deste trabalho foi integrar a fotossíntese foliar (A) na escala de fotossíntese de plantas inteiras (Ap’) de cafeeiros Arábica (Coffea arabica L.) cultivados sob irrigação (IRR) e regime hídrico de campo (NI), com uso de modelagem estrutural-funcional (FSPM). No estudo, os cálculos de A p ’ foram realizados a partir das reconstruções 3D de uma acessão de Etiópia, ‘E083’, ao longo de cinco fenofases, abrangendo as duas primeiras produções de frutos no ciclo de vida de plantas. A foi medida nas folhas completamente expandidas que pertenciam aos ramos plagiotrópicos de 2a ordem situadas em estratos superior e inferior da planta e foi altamente sensível ao regime de suprimento de água no primeiro ano produtivo, quando a área foliar de plantas (AFp) foi baixa. Com aumento de AFp no segundo ano produtivo, as diferenças de A não apareceram entre dois regimes hídricos. Não houve diferenciação em A pela posição de folhas, o que se pode explicar pela adaptação na alta irradiância de folhas de 2a ordem de ramificação no estrato inferior, já que se encontram na periferia de ramos. AF p foi altamente afetada pelo regime hídrico, sendo até três vezes menor no regime NI do que no IRR, no primeiro ano produtivo. Ap’ mostrou-se impactada pela seca em todas as fenofases observadas. A sua evolução entre fenofases acompanhou a evolução de AFp . Os resultados indicam que a aclimatação na seca prolongada em cafeeiros ‘E083’ ocorreu na fotossíntese foliar, enquanto respostas de Ap ́ continuaram com alta redução, devido à redução de AFp na seca.
POSIÇÃO DE FOLHAS E INTERCEPTAÇÃO LUMINOSA AFETAM A DISTRIBUIÇÃO DE FRUTOS DE CAFEEIROS ARÁBICA VIRTUAIS
(2011) Rakocevic, Miroslava; Perez, Fernando Lucambio; Androcioli Filho, Armando; Matsunaga, Fabio Takeshi; Embrapa - Café
A arquitetura de café Arábica (Coffea arabica L.) foi descrita por modelo de Roux, especificado por existência de dimorfismo de galhos. O tronco principal é ortotrópico, ereto, radial com as folhas opostas. Os ramos laterais são plagiotrópicos, responsáveis para assimilação de carbono e reprodução. Hipotetizou-se que a produção de frutos de uma safra é relacionada com a área foliar (AF) formada no ano precedente, considerado a ocupação de quase mesma posição espacial destes dois constituintes botânicos nos ramos plagiotrópicos em dois anos subseqüentes. Neste sentido, objetivou-se correlacionar a AF e o número de frutos presentes em cubos tridimensionais (voxels), considerando dois anos subseqüentes (2007 e 2008). As plantas de C. arabica cultivadas em dois arranjos (retangular e quadrangular) e em três densidades (6000, 10000 e 14000 plantas ha-1) foram codificadas no software VPlants e reconstruídas em 3D no PlantGLViewer. STAR (Razão da Área Total da Silhueta), AF e número de frutos foram calculados no software VegeSTAR, diferenciando as camadas verticais de 30 cm e considerando a distância do tronco ortotrópico (em cada 30 cm) nos plagiotrópicos orientados para Norte e Sul. Aplicou se o modelo Poisson inverso Gaussiano para calcular o impacto do micro-clima luminoso (STAR) e da distribuição de AF em 2007 na distribuição dos frutos em 2008. Nas densidades 10000 e 6000 plantas ha-1 formaram-se mais frutos por planta em comparação de 14000 plantas ha-1. O número médio de frutos foi menor no arranjo retangular do que no quadrangular. Foi apresentada diferença entre as duas orientações nos plagiotrópicos, com maior produção de frutos perto de ortotrópico, na camada 0-30 cm no sentido Sul do que no sentido Norte. Na camada 31-60 cm o número de frutos diminui significativamente, enquanto que as camadas mais periféricas carregam pouco ou nenhum fruto. Quanto maiores foram AF e STAR por voxel em 2007, maior produção de frutos pode-se esperar em 2008 no mesmo espaço. Isso tem origem no fato que a indução floral começa em gemas seriadas de entrenós ocupados pelas folhas em 2007 e a seqüência de eventos é a reocupação deste espaço pelos frutos e algumas folhas antigas em 2008.
Produção e composição química de acessos de cafés da etiópia e cultivares de café cultivados sob dois regimes hídricos
(Embrapa Café, 2015) Scholz, Maria Brígida dos Santos; Kitzberger, Cintia SoraneGood; Rakocevic, Miroslava
A arquitetura vegetal, disponibilidade de água e condições climáticas podem causar impactos sobre a fisiologia de transpiração, crescimento e ganho de carbono em plantas. Como consequências, muitos compostos bioquímicos do metabolismo da planta são fortemente modificados. O objetivo do estudo foi avaliar o impacto da arquitetura da planta e a disponibilidade de água em cultivares (Iapar 59 e Catuaí IAC 99) e acessos da coleção da Etiópia (E027 e E083) cultivados em dois regimes de água: irrigado (IRR) e não irrigado (NI) na estação experimental do IAPAR, Londrina-PR, na safra de 2013. Foram realizadas três coletadas de frutos completamente maduros, avaliando-se peso, umidade e rendimento de frutos. Após secagem ao sol e beneficiamento determinou-se cafeína, proteínas, lipídios, sacarose, açúcares totais, ácidos clorogênicos (ACG) e compostos fenólicos (CF) no grão moído. A cultivar Catuaí e o acesso E027 apresentaram os menores valores de umidade, massa e rendimento de grãos secos nas condições IRR e NI. A disponibilidade de água mostrou grande impacto na composição química dos frutos de café. A cultivar Catuaí apresentou maior concentração de cafeína e proteínas e baixa concentração de lipídios, açúcares totais, sacarose e CF nas condições IRR e NI. Os acessos da coleção da Etiópia apresentaram composição química muito particular: o acesso E083 teve composição semelhante ao Iapar 59, porém com menor quantidade de CF. Por outro lado, acesso E027 tem uma composição intermediária entre Catuaí e Iapar 59, porém com alta concentração de cafeína. Notou-se que além das características arquiteturais diferentes, estes genótipos apresentaram composições químicas diferentes, mostrando que modificações/adaptações de arquitetura refletem intensamente na composição, qualidade e produção de frutos.
Sensibilidade de respostas de fotossíntese foliar de cafeeiros após o experimento face: existe a memória?
(Embrapa Café, 2019-10) Rakocevic, Miroslava; Batista, Eunice Reis
A hipótese deste trabalho foi que as respostas de fotossíntese de folhas de cafeeiros serão maiores em plantas que foram previamente cultivadas sob elevada concentração de CO2 (e[CO2]) do que nestas que sempre foram cultivadas sob a concentração atual de CO2 (a[CO2]), especialmente em condições de irrigação. Para estudar a existência de ‘memória’ positiva de e[CO2], o objetivo do estudo foi determinar variações de curvas de respostas de fotossíntese (A) na luz em folhas de café ao longo de perfil vertical de árvores, após um mês que o enriquecimento de CO2 foi encerrado no experimento FACE. As plantas previamente cultivadas sob e[CO2] apresentaram menor A comparadas com as que sempre foram cultivadas sob a[CO2]. O período transitório de rustificação (aclimatização) às condições de a[CO2] aumentou a sensibilidade das plantas cultivadas previamente sob e[CO2], especialmente estas sob irrigação. Em plantas continuamente cultivadas sob regime hídrico de campo e sob a[CO2], as folhas autossombreadas apresentaram maior resposta de A à concentração de CO2 de 590 μL CO2 L-1 na câmara de medição na época de seca, como possível consequência de um "estado de alerta", para lidar com novos eventos de seca com sucesso. A hipótese de ‘memória’ em plantas previamente estimuladas com e[CO2] foi provada, mas ela induziu diminuição de A, por causa do aparelho fotossintético construído previamente no experimento FACE.
SOFTWARE PARA AJUSTE DA GEOMETRIA NA RECONSTRUÇÃO DE AFEEIROS EM 3D
(2011) Matsunaga, Fabio Takeshi; Rakocevic, Miroslava; Embrapa - Café
A arquitetura de cafeeiros arábica (Coffea arabica L.) é descrita pelo modelo de Roux, o que indica a existência de dimorfismo de galhos. As medições de plantas foram realizadas na escala de metâmeros definido o tamanho e posição de todas as entidades desta escala (entrenó e as folhas) e o número de frutos. As plantas foram codificadas em grafos em árvores multiescalares no software VPlants. As reconstruções geométricas apresentaram algumas distorções na orientação de folhas e ramificações, além do tamanho e a posição de folhas. Por isso, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um software que aproxima a planta virtual de um cafeeiro à realidade. A plataforma NetBeans IDE, que é um ambiente de programação em linguagem Java Standart Edition, foi utilizada para o desenvolvimento do software VirtualCafe3D. A lógica do algoritmo do programa constitui-se de seguintes passos: 1/ ajuste espacial das folhas nas ramificações plagiotrópicas (de primeira à quarta ordem), 2/ ajuste espacial das folhas no tronco ortotrópico e 3/ correção da orientação dos ramos. A solução geral na correção de orientação e de posição de folhas e ramos foi realizada com a inserção de ramos virtuais constituídos de um entrenó extremamente curto, mas os passos no algoritmo diferençaram para cada ajuste solucionado. A saída final efetua corretamente a modificação da codificação topológica de cafeeiros para o ajuste de reconstrução geométrica de plantas.