SPCB - Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil
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Resultados da Pesquisa
Item 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 TakeshiHipótese 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.Item Digitalização tridimensional de cafeeiros em campo por visão estéreo múltipla(Embrapa Café, 2019-10) Santos, Thiago Teixeira; Rakocevic, MiroslavaO 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.Item Trocas gasosas foliares de cafeeiros após o experimento face: comparação de medições realizadas com licor 6400 e LC-pro(Embrapa Café, 2019-10) Rakocevic, Miroslava; Batista, Eunice ReisPara avaliar ajustes e aclimatação de plantas às variações ambientais, as variações nas trocas gasosas foliares apresentam as respostas vegetativas primarias. Uma das maneiras de avaliar as respostas de folhas na variação de luz e outros fatores ambientais realiza-se através de construção de curvas de respostas de fotossíntese à luz e através de modificação dos parâmetros extraídos delas. Após o enerramento de injeção de CO2 no experimento Free-Air-CO 2 - Enrichment (FACE) com cafeeiros Arabica, foram efetuadas as medições paralelas de trocas gasosas usando dois sistemas abertos, LICOR-6400 e LC-pro e foram calculados os parâmetros de curvas de respostas de fotossíntese a luz. A hipotese do trabalho foi que dois sistemas de medição apresentarão as respostas comparáveis nas trocas gasosas (fotossíntese – A, condutância estomática – g s , transpiração – E e concentração de CO2 no espaço aéreo intercelular - Ci) para a interpretação de respostas de cafeeiros nas mudanças de ambiente. Dois sistemas de medição apresentaram ajustes excelentes quando as regressões lineares foram usadas na comparação das medições de trocas gasosas e dos parâmetros estimados de curvas de luz. Revelaram-se variações significantes entre dois sistemas nas medições de A e Ci usando teste t de pares. Estas variações foram relacionadas aos intervalos de fotossíntese baixa e de respiração no escuro. Os resultados obtidos por dois sistemas de medição foram altamente compatíveis na interpretação de impactos dos tratamentos. Isso indica a recomendação de contínuo uso do mesmo sistema para as medições durante um experimento inteiro, senão algumas conclusões poderão ser a consequência de variação na precisão e erros de equipamento e não das modificações de ambiente testado. Caso precisar usar diferentes equipamentos/sistemas, usar em estágios diferenciados de desenvolvimento vegetal, quais não se comparam entre si.Item Trocas gasosas foliares de cafeeiros após o experimento face: comparação de medições realizadas com licor 6400 e LC-pro(Embrapa Café, 2019-10) Rakocevic, Miroslava; Batista, Eunice ReisPara avaliar ajustes e aclimatação de plantas às variações ambientais, as variações nas trocas gasosas foliares apresentam as respostas vegetativas primarias. Uma das maneiras de avaliar as respostas de folhas na variação de luz e outros fatores ambientais realiza-se através de construção de curvas de respostas de fotossíntese à luz e através de modificação dos parâmetros extraídos delas. Após o enerramento de injeção de CO2 no experimento Free-Air-CO2 - Enrichment (FACE) com cafeeiros Arabica, foram efetuadas as medições paralelas de trocas gasosas usando dois sistemas abertos, LICOR-6400 e LC-pro e foram calculados os parâmetros de curvas de respostas de fotossíntese a luz. A hipotese do trabalho foi que dois sistemas de medição apresentarão as respostas comparáveis nas trocas gasosas (fotossíntese – A, condutância estomática – g s , transpiração – E e concentração de CO2 no espaço aéreo intercelular - Ci) para a interpretação de respostas de cafeeiros nas mudanças de ambiente. Dois sistemas de medição apresentaram ajustes excelentes quando as regressões lineares foram usadas na comparação das medições de trocas gasosas e dos parâmetros estimados de curvas de luz. Revelaram-se variações significantes entre dois sistemas nas medições de A e Ci usando teste t de pares. Estas variações foram relacionadas aos intervalos de fotossíntese baixa e de respiração no escuro. Os resultados obtidos por dois sistemas de medição foram altamente compatíveis na interpretação de impactos dos tratamentos. Isso indica a recomendação de contínuo uso do mesmo sistema para as medições durante um experimento inteiro, senão algumas conclusões poderão ser a consequência de variação na precisão e erros de equipamento e não das modificações de ambiente testado. Caso precisar usar diferentes equipamentos/sistemas, usar em estágios diferenciados de desenvolvimento vegetal, quais não se comparam entre si.Item Sensibilidade de respostas de fotossíntese foliar de cafeeiros após o experimento face: existe a memória?(Embrapa Café, 2019-10) Rakocevic, Miroslava; Batista, Eunice ReisA 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.Item Multiescalaridade de fotossíntese de acessão ‘E083’ de cafeeiros arábica cultivados sob dois regimes hídricos(Embrapa Café, 2019-10) Rakocevic, Miroslava; Matsunaga, Fabio TakeshiObjetivo 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.Item 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, PierreAs 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.Item 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, MiroslavaA 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.Item 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, MiroslavaA 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.Item 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 TakeshiCafé 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.