Water uptake and use by plants are essentially energy processes that can be largely modified by percentage of soil cover, plant type; foliage area and its distribution; phenological stage and several environmental factors. Coffee trees (Coffea arabica - cv. Obatã IAC 1669-20) in Agrforestry System (AFS) spaced 3.4x0.9m apart, were planted inside and along rows of 12- year-old rubber trees (Hevea spp.) in Piracicaba-SP, Brazil (22 42'30" S, 47 38'00" W - altitude: 546m). Sap flow of one-year-old coffee plants exposed to 35; 45; 80; 95 and 100% of total solar radiation was estimated by the heat balance technique (Dynamax Inc.). Coffee plants under shade showed greater water loss per unit of incident irradiance. On the other hand, plants in monocrop (full sun) had the least water loss per unit of incident irradiance. For the evaluated positions average water use was (gH2O.m-2Leaf area.MJ-1): 64.71; 67.75; 25.89; 33.54; 27.11 in Dec./2002 and 97.14; 72.50; 40.70; 32.78; 26.13 in Feb./2003. This fact may be attributed to the higher stomata sensitivity of the coffee plants under more illuminated conditions, thus plants under full sun presented the highest water use efficiency. Express transpiration by leaf mass can be a means to access plant adaptation to the various environments, which is inaccessible when the approach is made by leaf area.<br>A absorção e uso da água pelas plantas são processos essencialmente energéticos que podem ser grandemente modificados pela porcentagem de cobertura do solo, tipo de plantas, área foliar e sua distribuição, estágio fenológico e diversos fatores ambientais. Cafeeiros (Coffea arabica - cv. Obatã IAC 1669-20) em Sistema Agroflorestal (AFS) espaçados de 3.4 x 0.9 m foram plantados dentro e ao lado de um seringal de 12 anos de idade (Hevea spp.) em Piracicaba, SP, Brasil (22 42'30"S, 47 38'00" W - altitude: 546 m). O fluxo de seiva dos cafeeiros com 1 ano de idade expostos a 35, 45, 80, 95 e 100% da radiação solar foi estimado pela técnica do balanço de calor (Dynamax Inc.). Cafeeiros sombreados sofreram a maior perda de água por unidade de radiação incidente. No entanto, as plantas em monocultivo (pleno sol) apresentaram a menor perda de água por unidade de radiação incidente. Nas distâncias avaliadas, o uso médio de água foi (gH2O.m-2área foliar.MJ-1): 64,71; 67,75; 25,89; 33,54; e 27,11 em dez./2002 e 97,14; 72,50; 40,70; 32,78; e 26,13 em fev./2003. Tal fato pode ser atribuído à maior sensibilidade estomatal dos cafeeiros sob condições de maior iluminação, o que faz que plantas a pleno sol apresentem eficiência de uso da água mais elevada. Expressar a transpiração por massa de folha pode ser um meio de verificar a adaptação das plantas aos diversos ambientes, a qual é inacessível quando realizado por área foliar.

El conocimiento de las interacciones del agua en el cafe en sus diferentes formas, verde, tosdado y soluble, y de las relaciones humedad-actividad del agua (aw) de estos productos, es necesario por diferentes razones, en las que se encuentran: 1) determinar la aw y la estabilidad durante el almacenamiento de productos, 2) monitorizar y establecer las condiciones del proceso de secado del extracto de cafe, 3) controlar el contenido en humedad de estos productos que estan sometidos a controles legislativos nacionales e internacionales.

En este documento se presenta una opción para resolver la falta de agua, que en muchos casos limita al productor para procesar su café, captándola de la lluvia y también el aprovechamiento del agua residual como un biofertilizante, reciclada controladamente al cafetal como agua de riego

O presente estudo foi conduzido procurando-se analisar os efeitos da disponibilidade de luz e da água no desempenho fotossintético, nas relações hídricas e no metabolismo do carbono em plantas de Coffea arabica L. cv. Catuaí Vermelho IAC 44 cultivadas sob condições contrastantes de luz (pleno sol e sombra) e de disponibilidade de água no solo (35 e 100 % de água disponível), durante o inverno. Acredita-se que o sombreamento permitiria uma melhor aclimatação do cafeeiro face às condições de inverno na Zona da Mata mineira, onde as temperaturas noturnas são baixas e os dias ensolarados. As plantas cultivadas ao sol apresentaram maior altura, área foliar, número de folhas e diâmetro do ramo ortotrópico em relação àquelas sombreadas, embora a taxa fotossintética (A), a concentração de pigmentos e a área foliar específica tenham sido maiores nas plantas à sombra. Verificaram-se, ainda, limitações fotoquímicas (redução na razão entre as fluorescências variável e inicial) e bioquímicas (redução das atividades da rubisco, da sintase de sacarose-fosfato e da pirofosforilase da ADP-glicose, e maior razão amido-sacarose) à fotossíntese. Por sua vez, o déficit hídrico (DH), nos dois ambientes lumínicos, acarretou decréscimos em A, sendo a diferença entre as plantas de sol e de sombra de 75 e de 55%, respectivamente. Estas mudanças foram acompanhadas por reduções na condutância estomática, na taxa de transpiração e na condutância hidráulica, enquanto os níveis de glicose, frutose, sacarose e aminoácidos foram aumentados. Não houve variações significativas na eficiência quântica do transporte de elétrons do fotossistema II (FSII), no rendimento quântico não fotoquímico, no rendimento quântico da dissipação não regulada de energia, na capacidade fotoquímica do FSII e na taxa de transporte de elétrons sob DH, nos dois ambientes luminicos. Enzimas-chave envolvidas no metabolismo do carbono, como a cinase da frutose-6-fosfato dependente de ATP e a fosfatase da frutose-1-6-bisfosfato também não variaram significativamente, enquanto as atividades das invertases ácida e alcalina aumentaram, em resposta ao DH, independentemente dos ambientes lumínicos. | This study aimed to explore the effects of water and light availability on photosynthesis, water relations and carbon metabolism in Coffea arabica L. cv. Catuaí Vermelho IAC 44 plants subjected to a combination of contrasting light (shade and full sun) conditions combined with two levels of available soil water (drought and field capacity, here defined as 30% and 100% available soil water, respectively), under winter conditions. It was hypothesized that shading would allow a better acclimation of coffee plants in response to winter conditions in southeastern Brazil, where the nights are relatively cool followed by sunny, warm days. Compared to shade grown plants, sun-grown plants were taller with larger leaf area and stem diameter. In contrast, sun-grown individuals showed lower photosynthetic rate (A), chlorophyll levels and specific leaf area. The decrease in the variable-to-initial chlorophyll fluorescence ratio suugests that photochemical events played a role in limitating photosynthesis, whilst lower rubisco, sucrose-phosphate synthase and ADP-glucose pyrophosphorylase activities are indicative of biochemical limitations to the photosynthetic apparatus. Increased starch-to-sucrose ratio was also detected. Decreases in photosynthetic rates were found in droughted plants grown in both the shade (55%) and full sun (75%). These changes were accompanied by decreases in stomatal conductance, transpiration rate and hydraulic conductance, while the levels of glucose, fructose, sucrose and amino acids increased. There were no differences in the quantum efficiency of electron transport by photosystem II (PSII), non-photochemical quenching, non-regulated non-photochemical energy loss in PSII, photochemical quenching and electron transport rate under water deficit in sun and shade plants. Key enzymes associated with carbon metabolism, such as phosphofructokinase and fructose-1,6-bisphosphatase did not differ significantly in response to varying light and water availabilities. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Os sistemas agroecológicos de produção de café sombreados com árvores (SAF) e a pleno sol (SPS), implementados por agricultores familiares na Zona da Mata de Minas Gerais, não foram completamente estudados quanto à economia de água e temperatura. Esse estudo avaliou esses fatores nesses sistemas. Foram selecionados SAFs e SPSs contíguos no município de Araponga-MG. Foram monitorados com base horária durante 16 meses: a precipitação, a velocidade do vento, a radiação, a umidade do ar, a temperatura do ar e do solo a 0,1 m de profundidade, a umidade do solo a 0,1, 0,3 e 1,0 m de profundidade com reflectometros, além das perdas de solo e água superficiais, associados com a cobertura vegetal. As perdas de solo e água em ambos os sistemas foram muito pequenas, devido à elevada cobertura vegetal. A temperatura do solo a 0,1 m foi atenuada nos SAFs em relação aos SPSs. Os SAFs reduziram a amplitude de variação da temperatura média do ar em relação aos SPSs e atenuaram as temperaturas máximas. A umidade do solo nos SAFs foi menor do que nos SPSs, nas três profundidades durante todo o período. Nos SAFs houve complementaridade de absorção de água entre o café e as árvores ao longo do ano. Os SAFs e os SPSs podem ser utilizados para manejar o destino da água das chuvas, com ênfase para a atmosfera no primeiro sistema e para abastecer o lençol freático no segundo. | Agroforestry (AF) and full sun (FS) agroecological systems with coffee, which were set down by smallholders in Zona da Mata de Minas Gerais, have not been studied for water economy and temperature. This study evaluated these factors for these systems. Neighboring AFs and FSs systems were selected in Araponga-MG. During 16 months were hourly monitored: rainfall, wind speed, radiation, air moisture, air temperature, soil temperature at 0,1 m, soil water content at 0,1 m, 0,3 m and 1,0 m with reflectometers and soil and water surface loss joined with soil cover. Soil and water loss of both systems were small due to the high soil cover. Soil temperature was depressed under AF system. Air temperature under AF had less variation than under FS and lower maximum temperatures. Soil moisture of AF was lower than FS for all depths in all monitored period. There was water absorption complementarity between coffee and trees in AF system. AF and FS systems may be used to manage the destiny of rainfall water, mainly for atmosphere in the first and deep drainage in the second.

In order to assess the xylem water potential in Coffea arabica L. plants, a field experiment was carried out in Mococa, São Paulo State, Brazil, from August 2005 to July 2006 with the following cultivars: Mundo Novo (MN), Obatã (OB) and Ouro-Verde (OV). The OB and OV cultivars were eight years old, and MN plants had been topped five years ago. Spacing among the plants were 3.6 x 1.0 m, 2.5 x 1.0 m and 3.5 x 0.75 m, respectively. Predawn leaf water potential (ψam) was measured each 15 days. Xylem water potential along the day (ψa) was measured at the end of April. Data concerning leaf ψam varied according to the soil water profile as affect by seasonal rainfall. ψam values were -1.29, -1.60 and -1.68 MPa during dry months and -0.06, -0.07 and -0.07 MPa during months of greater precipitations for MN, OB and OV, respectively. These values were important and relevant to Arabic coffee cultivars in order to characterize plant water status along the year, because the period of water stress was coincident with the phase of induction (February at June) and maturation of flowering buds; and the period of greater rainfall with the phase of grain filling and fruit maturation. | Para avaliar o potencial da água nas plantas de Coffea arabica L., foi desenvolvido um experimento em Mococa (SP), de agosto de 2005 a julho de 2006, com as cultivares Mundo Novo (MN), Obatã (OB) e Ouro-Verde (OV). As cultivares OB e OV tinham oito anos de idade, e as plantas do MN haviam sido recepadas há cinco anos. Os espaçamentos entre as plantas de MN, OB e OV foram de 3,6 x 1,0 m; 2,5 x 1,0 m e 3,5 x 0,74 m respectivamente. As avaliações dos potenciais da água das plantas na antemanhã (ψam) foram realizadas a cada duas semanas. O potencial da água na folha durante o período diurno (ψa) foi medido no final de abril. Os dados de ψam na folha variaram em função da quantidade de água no solo, com as oscilações decorrentes da precipitação pluvial sazonal. Os valores de ψam foram de -1,29; -1,60 e -1,68 MPa nos meses de estiagem e -0,06; -0,07 e -0,07 MPa nos meses de maiores precipitações para MN, OB e OV respectivamente. Esses valores são importantes para caracterizar o estado hídrico das folhas do cafeeiro ao longo do ano agrícola, visto que o período de estresse hídrico coincidiu com a fase de indução (fevereiro a junho) e maturação das gemas florais, bem como o período de maiores volumes de precipitação pluvial com a granação e maturação dos frutos.

ABSTRACT: The objective of this research was to define irrigation scheduling for coffee trees in the brazilian Cerrado region to optimize yield and coffee grain quality. The experimental treatments were: a) irrigation all over the year (RH1), suplemental water application after blossoming induced by rain (RH4), stop water application, at the harvesting time from June 15 to end of August until leaf water potential measured at pre-dawn reached - 2.0 MPa (RH3) and - 3,4 MPa (RH4) and rainfed crop. The soil water content was monitored by using a profile probe of 1 m. Water was applied to fill the soil profile of 0.40m until field capacity (-0,0008 MPa) as soil water depletion reached 50% of available soil water. The results shows that stopping irrigation from June 15 to end of August, until leaf potential, measured at pre-drawn, reached value of - 2.0 MPa resulted in just on uniform blossoming period, more than 80% pf mature grain at harvesting time and yield of 4.200 kg.ha(-1) of peeled coffee grain in the last three comercial harvesting.