Coffee growth, pest and yield responses to free-air CO2 enrichment

Abstract

Despite the importance of coffee as a globally traded commodity and increasing concerns about risks associated with climate change, there is virtually no information about the effects of rising atmospheric [CO 2 ] on field-grown coffee trees. This study shows the results of the first 2 years of an innovative experiment. Two commercial coffee cultivars (Catuaí and Obatã) were grown using the first free-air CO 2 enrichment (FACE) facility in Latin America (ClimapestFACE). Plants of both cultivars maintained relatively high photosynthetic rates, water-use efficiency, increased growth and yield under elevated [CO 2 ]. Harvestable crop yields increased 14.6 % for Catuaí and 12.0 % for Obatã. Leaf N content was lower in Obatã (5.2 %) grown under elevated [CO 2 ] than under ambient [CO 2 ]; N content was unresponsive to elevated [CO 2 ] in Catuaí. Under elevated [CO 2 ] reduced incidence of leaf miners (Leucoptera coffeella) occurred on both coffee cultivars during periods of high infestation. The percentage of leaves with parasitized and predated mines increased when leaf miner infestation was high, but there was no effect of elevated [CO 2 ] on the incidence of natural enemies. The incidence of rust (Hemileia vastatrix) and Cercospora leaf spot (Cercospora coffeicola) was low during the trial, with maximum values of 5.8 and 1 %, respectively, and there Climatic Change was no significant effect of [CO 2 ] treatments on disease incidence. The fungal community associated with mycotoxins was not affected by the treatments.

Fertilidade do solo e estado nutricional do cafeeiro cultivado em atmosfera enriquecida com CO2

“…Os maiores valores de pH foram encontrados no solo com plantas cultivadas sob concentração de 550 μmol mol -1 de CO 2 do que sob a condição atual de CO 2 atmosférico, de 390 μmol mol -1 . O maior crescimento do cafeeiro, em resposta ao enriquecimento do ar com CO 2 , foi constatado por Ghini et al (2015) em fase anterior do experimento ClimapestFACE. O enriquecimento com CO 2 pode Tabela 1.…”

“…Isso mostra a importância de estudos que avaliem as respostas do cafeeiro e de seus sistemas de cultivo ao acréscimo de CO 2 na atmosfera. Ghini et al (2015) verificaram aumento de 7,4% em altura e de 9,5% em diâmetro do caule em cafeeiro 'Catuaí', sob concentração de 550 μmol mol -1 de CO 2 , quando comparado às plantas cultivadas na concentração atual de CO 2 no ar, de 390 μmol mol -1 . Como o CO 2 é substrato primário para a fotossíntese, o aumento de sua concentração na atmosfera pode promover efeitos benéficos sobre as culturas, ao estimular a fotossíntese (Walter et al, 2015) e aumentar o crescimento e a produtividade (Sujatha et al, 2008).…”

Concentration and accumulation of macronutrients in leaf of coffee berries in the Amazon, Brazil

“…In a different situation, lower nitrogen content was reported in cv. Catuaí leaves sampled in January 2013 grown under high CO 2 concentration, and this behaviour may be attributed to the greater growth of the coffee plant in this condition causing dilution of the nutrient (Ghini et al, 2015). As for phosphorus, different data were found, where the content increased until a maximum concentration was achieved in the middle of the fruit development stages, with a subsequent decrease up to 224 days after flowering.…”

Impacto do aumento da concentração atmosférica de dióxido de carbono sobre a ferrugem e o crescimento do cafeeiro

“…As duas cultivares apresentaram maior área foliar e taxa de crescimento em altura e em diâmetro do caule, quando cultivadas em ambiente com adição de CO 2 . O aumento do desenvolvimento de plantas foi observado por outros autores e é resultante do estímulo à fotossíntese (Ramalho et al, 2013;Ghini et al, 2015;DaMatta et al, 2016). Carvalho et al (2010) relataram que há correlação positiva entre altura de plantas, diâmetro do caule e produtividade do café, o que ressalta a importância de estudos que abordem o efeito do aumento do CO 2 do ar na cultura.…”

“…As estufas de topo aberto (OTCs, open top chambers) têm sido utilizadas para a avaliação do impacto do aumento da concentração de gases em diversos países (Pritchard & Amthor, 2005;Lessin & Ghini, 2009 Os trabalhos sobre os impactos do aumento da concentração de CO 2 atmosférico sobre a cultura do café, em geral, abordam efeitos sobre a fisiologia das plantas (Ramalho et al, 2013;Batista, 2015;Ghini et al, 2015;DaMatta et al, 2016), em que aspectos fitossanitários foram pouco estudados. O CO 2 à alta concentração estimula a fotossíntese e o crescimento das plantas.…”