Chemical analyses of flowers and leaves for nutritional diagnoses of coffee trees / Diagnóstico nutricional do cafeeiro por meio de análise floral e foliar

ABSTRACT: The chemical analysis of flowers has been studied for some crops. In coffee trees, the flower tissue analysis could anticipate the nutritional diagnosis. This study aimed to: (i) compare the mineral composition of coffee flowers and leaves; and to (ii) generate reference values for nutritional diagnosis of coffee trees, based on flower and leaf analysis. Nutrient content of flowers and leaves and coffee productivity were evaluated in 26 commercial farms located in Manhuaçu, MG, Brazil throughout three years. The critical nutrient content range in flowers are respectively: 2.78 - 3.17, 0.23 - 0.28, 2.80 - 3.12, 0.30 - 0.37, 0.24 - 0.30, 0.15 - 0.18 dag kg-1 of N, P, K, Ca, Mg, and S; and 17 - 21, 12 - 18, 52 - 80, 26 - 43, and 28 - 48 mg kg-1 of Zn, Cu, Mn, Fe, and B. For leaves, the critical nutrient ranges are respectively: 2.63 - 2.86, 0.13 - 0.14, 2.13 - 2.33, 1.04 - 1.22, 0.27 - 0.33, 0.15 - 0.18 dag kg-1 of N, P, K, Ca, Mg, and S; and 9 - 14, 15 - 23, 80 - 115, 99 - 148, and 31 - 37 mg kg-1 of Zn, Cu, Mn, Fe, and B. The nutritional diagnosis of coffee trees for N, P, Ca, Fe, Cu, and Mn can be anticipated using flower analysis.

RESUMO: A análise química de flores tem sido estudada em algumas culturas. Para o cafeeiro, a análise do tecido floral possibilitaria a antecipação do diagnóstico nutricional das lavouras. O estudo objetivou (i) comparar a composição mineral de flores e de folhas de cafeeiros (ii) e gerar normas para diagnose nutricional do cafeeiro com base na análise de tecidos de flores e folhas das plantas. Para isso, foram avaliados os teores de nutrientes em flores e folhas e a produtividade de café em 26 lavouras comerciais na região de Manhuaçu, MG, durante três anos. As faixas críticas de nutrientes determinadas em flores são: 2,78 - 3,17; 0,23 - 0,28; 2,80 - 3,12; 0,30 - 0,37; 0,24 - 0,30; 0,15 - 0,18 dag kg-1 de N, P, K, Ca, Mg e S, e 17 - 21; 12 - 18; 52 - 80; 26 - 43 e 28 - 48 mg kg-1 para Zn, Cu, Mn, Fe e B, respectivamente. As faixas críticas de nutrientes em folhas foram: 2,63 - 2,86; 0,13 - 0,14; 2,13 - 2,33; 1,04 - 1,22; 0,27 - 0,33; 0,15 - 0,18 dag kg-1 de N, P, K, Ca, Mg e S, e 9 - 14; 15 - 23; 80 - 115; 99 - 148 e 31 - 37 mg kg-1 para Zn, Cu, Mn, Fe e B, respectivamente. A diagnose nutricional do cafeeiro, quanto aos nutrientes N, P, Ca, Fe, Cu e Mn, pode ser antecipada por meio da análise de flores.

Source-sink manipulations in Coffea arabica L. and its effect on growth of shoots and root system / Manipulação da relação fonte-dreno em Coffea arabica L. e seu efeito no crescimento da parte aérea e do sistema radicular

This paper investigated changes in growth and carbohydrate content of shoots and root systems in response to source-sink manipulation in field-grown coffee trees. The source-sink manipulations were carried out using manual de-fruiting. Two plots of trees were established: in one group, the fruit was left on the tree, while in the second group all fruits were removed manually. Similar results were obtained for coffee trees with and without fruit in terms of height, stem and skirt diameter and branch lengths. A biochemical evaluation of the roots showed that no differences were found between the levels of carbohydrates. In the leaves, levels of soluble sugars and reducing sugars were higher in plants with fruit. The starch concentration in leaves and roots did not vary between the plots. Root length density did not vary between plants with and without fruit in the 0 - 0.4 m soil layer. However, plants without fruit had a higher root length density than plants with a full fruit load. These results contrast with results published by others on source-sink relationships of coffee plants. The joint data analysis shows that young trees, with a moderate fruit load, and with good nutritional and health status, produce carbohydrates in sufficient quantities to maintain vegetative and reproductive growth, without harming root system growth.

Foram investigadas as alterações no crescimento e nos teores de carboidratos da parte aérea e sistema radicular em resposta à manipulação fonte-dreno em cafeeiros cultivados em condições de campo. Essas manipulações foram realizadas mediante desfrutificação manual. Dois grupos de plantas foram estabelecidos: em um grupo, a produção de frutos foi mantida, enquanto no segundo grupo, todos os frutos foram retirados manualmente. Cafeeiros, com e sem frutos apresentaram resultados semelhantes em termos de altura, diâmetro do caule e saia e comprimentos de ramos. Nas avaliações bioquímicas nas raízes não foram verificadas diferenças entre os níveis de carboidratos. Nas folhas, os teores de açúcares solúveis e açúcares redutores foram maiores nas plantas com frutos. As concentrações de amido nas raízes e folhas não variaram entre os tratamentos. A densidade de comprimento de raízes na camada de solo de 0-0,4 m.não se diferenciou entre plantas com e sem frutos. Entretanto, as plantas sem frutos apresentaram maior densidade de comprimento radicular que aquelas plantas com carga completa. Esses resultados contrastam com os resultados publicados por outros autores considerando-se as relações fonte-dreno do cafeeiro. A análise conjunta dos dados mostra que os cafeeiros jovens, com carga moderada e com bom estado nutricional produzem carboidratos em quantidades suficientes para manter o crescimento vegetativo e reprodutivo, sem prejudicar o crescimento do sistema radicular.

Cold induced changes on sugar contents and respiratory enzyme activities in coffee genotypes / Alterações dos teores de açúcares e da atividade de enzimas do metabolismo respiratório em genótipos de café submetidos ao frio

The present research aimed to characterize some biochemical responses of Coffea canephora (clones 02 and 153) and C. arabica (Catucaí IPR 102) genotypes subjected to low positive temperatures, helping to elucidate the mechanisms involved in cold tolerance. For that, one year old plants were subjected successively to 1) a temperature decrease (0.5°C a day) from 25/20°C to 13/8°C (acclimation period), 2) a three day chilling cycle (3x13/4°C) and to 3) a recovery period of 14 days (25/20°C). In Catucaí (less cold sensitive when compared to clone 02) there was an increased activity in the respiratory enzymes malate dehydrogenase and pyruvate kinase. Furthermore, Catucaí showed significant increases along the cold imposition and the higher absolute values after chilling exposure of the soluble sugars (sucrose, glucose, fructose, raffinose, arabinose and mannitol) that are frequently involved in osmoregulation and membrane stabilization/protection. The analysis of respiratory enzymes and of soluble sugar balance may give valuable information about the cold acclimation/tolerance mechanisms, contributing to a correct selection and breeding of Coffea sp. genotypes.

A pesquisa teve por objetivo caracterizar respostas bioquímicas de genótipos de Coffea canephora (clones 02 and 153) e C. arabica (Catucaí IPR 102) submetidos a baixas temperaturas positivas, ajudando a elucidar os mecanismos envolvidos na tolerância ao frio. Plantas com um ano de idade foram submetidas sucessivamente a 1) decréscimo da temperatura (0,5°C por dia) desde 25/20°C até 13/8°C (período de aclimatização), 2) um ciclo de três dias a 13/4°C e 3) 14 dias de recuperação (25/20°C). Em Catucaí, genótipo menos sensível ao frio quando comparado com o clone 02, observou-se um aumento das atividades das enzimas malato desidrogenase e piruvate cinase, relacionadas com a respiração. Nesse genótipo, os níveis de açúcares solúveis sacarose, glucose, frutose, rafinose, arabinose e manitol (frequentemente envolvidos em processos de regulação osmótica e estabilização/proteção de membranas) aumentam significativamente durante a imposição de baixas temperaturas, mostrando ainda os valores absolutos mais elevados depois de exposição a 4°C. Portanto, a análise de enzimas respiratórias e do balanço de açúcares solúveis pode fornecer informação importante sobre mecanismos de aclimatização/tolerância ao frio, contribuindo para seleção e melhoramento de genótipos de Coffea sp.

Faixas críticas de teores foliares de macronutrientes em mudas de cafeeiro (Coffea arabica L. ) produzidas em tubetes / Critical ranges of macronutrient content in leaves of coffee seedlings (Coffea arabica L. ) grown in plastic pots

Conduziu-se este trabalho, com o objetivo de determinar os teores foliares de macronutrientes em mudas de cafeeiro produzidas em tubetes. O experimento foi conduzido em viveiro localizado no Setor de Cafeicultura do Departamento de Agricultura da Universidade Federal de Lavras (UFLA), no período de maio de 2003 a janeiro de 2004. Foi utilizado o delineamento de blocos casualizados em esquema fatorial simples 6 x 3 com quatro blocos, sendo seis níveis de adubação do substrato (50, 75, 100, 125, 150 e 200 por cento da dose padrão de Osmocote por m³ de substrato) e três estádios de desenvolvimento das plantas: 3, 4 e 5 pares de folhas. Foram avaliadas as seguintes características: altura de planta (cm), diâmetro de caule (mm), área foliar (cm²), massa seca de raiz (g), massa seca de caule (g), massa seca das folhas (g), massa seca de parte aérea (g), massa seca total (g) e concentrações foliares de: N, P, K, Ca, Mg, S. As faixas críticas de teores obtidas para macronutrientes são as seguintes: nitrogênio (2,26 a 2,62 dag/Kg); fósforo (0,22 a 0,25 dag/Kg); potássio (2,59 a 2,92 dag/Kg); cálcio (0,69 a 0,76 dag/Kg); magnésio (0,11 a 0,12 dag/Kg); enxofre (0,15 a 0,24 dag/Kg). Além disso, constatou-se que o estádio de 4 pares de folhas verdadeiras é o ideal para a coleta de folhas visando à avaliação do estado nutricional das mudas.

The aim of this study was to determinate the macronutrient content in leaves of coffee seedlings grown in plastic pots. The experiment was carried out at a greenhouse located in the coffee research area at the Agronomy Department of Lavras Federal University from May 2003 to January 2004. We used a block design in a sample factorial 6 x 3 with four blocks, where the substrate was treated with six levels of fertilization (50, 75, 100, 125, 150, and 200 percent of standard fertilization with Osmocote for m³ substrate) and the evaluations were performed at three stages of development (sampling times): three, four, and five pairs of leaves. The following characteristics were evaluated: plant height (cm), stem diameter (mm), leaf area (cm²), root dry weight (g), stem dry weight (g), leaf dry weight (g), total dry weight (g), and leaf analysis for the following nutrients: N, P, K, Ca, Mg, S. The critical ranges obtained for macronutrients were: nitrogen (2.26 to 2.62 dag/Kg); phosphorus (0.22 to 0.25 dag/Kg); potassium (2.59 to 2.92 dag/Kg); calcium (0.69 to 0.76 dag/Kg); magnesium (0.11 to 0.12 dag/Kg); sulfur (0.15 to 0.24 dag/Kg). It was confirmed that the four true pair of leaves were the ideal for leaf sampling aiming at the identification of the mactonutrient contents.