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Unformatted text preview: Aspectos Fisiológicos de la Producción de Café (Coffea arabica L.) Jaime Arcila P.* Pág. CAPITULO 1. Fisiología; conceptos Básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CAPITULO 2. La semilla del cafeto y proceso germinativo 60 . 61 CAPITULO 3. Factores que afectan el desarrollo de la planta de café en almácigo 67 CAPITULO 4. Desarrollo vegetativo del cafeto y factores que lo afectan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 CAPITULO 5. Desarrollo reproductivo del cafeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 CAPITULO 6. El proceso productivo de la planta de caté ......................•...................... CAPITULO 7. Integración de funciones en la planta Jefe Seccicn F1rohs1ologia del Centro 97 109 eciooel de lnve s nqacrones de Café. CENICAFE .. Ctvnchmá. Caldas. Colombia 59 CAPITULO 1 FISIOLOGIA: CONCEPTOS BASICOS La producción de un cultivo es controlada por la interacción entre el potencial genético de la planta y el ambien te en que éstas crecen. Variaciones en el genotipo y el ambiente, incluyendo las prácticas culturales, actuan a través de los procesos fisiológicos para controlar el crecimiento. Entonces, los procesos fisiológicos de la plan ta constituyen la maquinaria por medio de la cual tanto el potencial genético como el ambiente, interactúan pa ra producir la cantidad y calidad de crecimiento que nosotros denominamos producción. (Figura 1 .1 ). Potencial genético Factores ambientales Fija límites dentro de los cuales el ambiente puede afectar el crecimiento. Precipitación, temperatura, luz, suelos. prácticas culturales, aspectos socioeconómicos. Procesos fisiológicos Fotosíntesis, translo cación, asimilación, respiración, transpi ración. l Cantidad y calidad del crecimiento (Cosecha) Figura 1.1 El papel de la Fisiología Vegeta.len la producción de cosechas. Fuente: Kramer, P.J. y Kozlowski, T.T. Physiology of Woody Plants. Academic Press, N. Y. 811 p. 1979. Se discuten a continuación aspectos relativos a los procesos fisiológicos en las diferentes etapas del ciclo de vi da del cafeto. 60 CAPITULO 2 La Semilla del Cafeto y Proceso Germinativo 2.1 LA SEMILLA La semilla de café es una nuez, oblonga, plano convexa, de tamaño variable ( 1 01 8 mm de lar qo y 6. 5 9. 5 mm de ancho) y constituida en su mayor parte por un endosperma córneo en uno de cuyos extremos y muy su perficialmente se encuentra un embrión de 3.5 a 4.5 mm de largo, de radícula cónica y cotiledones or dif or mes. Este endosperma está recubierto por una capa muy fina de células esclerenquimatosas (la película platea da) de cerca de 70 micrómetros de espesor y dispuestas en su mayoría er forma paralela a la superficie de la se milla. La semilla está además encerrada en forma suelta dentro de una envoltura cartilaginosa de color blanco arnariherito de aproximadamente 100 micrómetros de espesor y que corresponde al endocarpio (perqarruno) del fruto (6). La composición química de la semilla de caté muestra que es muy rica en carboludr atos (60%), contenidos 1n termedios a bajos de iípidos ( 1 3% l y proteína ( 1 3%) y contenrdos de caf eina entre 12 %. Estas reservas están almacenadas en el endosperma y durante la germinación son hidrolizadas y moviliz adas hasta el embrión para ayudar a su crecimiento. 2.2 GERMINACION DE LA SEMILLA 2. 2. 1- Características generales La madurez fisiológica de la semilla de café se alcanza alrededor de 220 días después de la ante sis (8) Aunque la semilla carece de un periodo de latencia ya que las semillas húmedas (4045% humedad) os cas (11 13% de humedad) alcanzan un porcentaje de germinación alrededor del 90%, posee características morfológicas es peciales que afectan la germinación como son: la presencia del endocarpio (pergamino) y la ubrcacrón casi su perficial del embrión dentro de la ernilla. Una semilla con el endocarpio presente ge,;111na entre los 50 y 70 días y la remoci n del mismo ac lera la ger minación en 20 días aproximadamente (Figura 2.1) (9, 16, 17, 19). La ubicación superficial del embrión lo predispone a daños mecánicos o por condiciones ambientales adversas (ejemplo: frío y calor excesivos) y a su expulsión de la semilla por efecto del agua cuando la semilla e sr deteno rada ( 1 3) á Otra característica de la semilla de café e la pérdida rápida de su viabihdad cuando se almacena con un conte nido al o (3540%) o bajo (121 !;,0·o) de humedad en una atmósfera no controlada, ya que después de cinco mese en esta condiciones, el pacer germinativo es menor del 60% (Tabla 2.1) (16). 2. 2, 2 Condiciones ambientales la información acerca de la influencia de factores ambientales como luz (intensidad y calidad), temperaturas cardinales (máxima, media y mínima) y humedad en la germinación del café es limitada. 61 100� 80- Sin endocarpio e ·O "G 60 c., .-o, E o o. t , Con endocarpio 4020 o o 20 40 Tiempo en días 60 80 Figura 2.1 Efecto del endocarpio (pergamino) en la germinación de las semillas de Coffea arabica L. ( 18, 19). Tabla 2.1 Porcentaje de germinación y días promedios de germinación de semillas de café en las variedades Barbón y Típica, según la edad de almacenamiento en condiciones no controladas. CENICAFE, Colombia. Edad de la semilla (en semanas) Porcentajes (Promedios de germinación) Días promedios de germinación Barbón o 4 8 12 16 20 24 28 32 94.00 94.00 94.75 91.75 82.75 80.75 67.75 37.50 40.00 49 37 32 35 34 40 48 36 38 96.00 96.25 96.50 95.25 87.50 86.50 72.50 50 37 32 35 43 43 53 Típica o 4 8 12 16 20 24 62 Luz: Hay discrepancias sobre el efecto de la luz (cantidad y calidad) en la germinación de la semilla del cafeto. Hux ley ( 11 l. opina que la semilla germina bien bajo condiciones de luz difusa. Valio ( 17), observó que las semillas germinaron más en la oscuridad que en la luz. Por su parte Arcila (1 ), observó que la luz tiene un efecto inhibi torio en la morfogénesis de la raíz y no parece afectar la emisión de la radícula ya que las semillas germinadas en la oscuridad presentaron radícula con más desarrollo de raíces absorbentes pero igual porcentaje de germina ción que semillas dejadas a la luz. En otro estudio se encontró que la presencia del endocarpio y la luz retardan apreciablemente el proceso de germinación (3). Temperatura: Según Wellman (20) y Huxley (1 O), la mejor temperatura para germinar semillas de café es de 2830ºC (Tabla 2.2). En CENICAFE se ha observado que las semillas germinan bien a la temperatura ambiente (2025 ºC) (3). Humedad: Es importante mantener saturación de humedad en el medio de germinación para que la semilla se embeba y se inicien los procesos metabólicos característicos de la germinación (9, 11 ). 2. 2. 3- Otros factores que afectan la germinación. Sistema de beneficio: los resultados de germinación en la Hacienda Maracay muestran que el proceso u, h,,rwficio normal no afecta la germinación (3). Secado de la semilla: Aunque se ha sugerido que las semillas de café deben secarse a la sombra, se ha demostrado que es posible se carlas al sol (4, 5) o artificialmente hasta 45 º C (2), siempre y cuando no se rebaje el contenido de humedad del grano del 1 21 3 % . Según Bacchi (5) PI nivel crítico de humedad del grano es del 89 % . Rehidratación de la semilla: En CENICAFE se ha encontrado que no es necesario remojar las semillas previamente a su siembra en el qerrru nador (3). Medio de Germinación: En CENICAFE se evaluaron: la arena lavada de río, tierra cernida, tierra cernida pulpa, borra de café y aserrín de madera y se encontró que cualquiera de estos materiales puede utilizarse con éxito en los germinadores de café (7). Tamaño y forma de la semilla: 63 Control en la oscuridad 75e -o I' (.) ro e E... . (!) 50- ,,, ,, "" I I O> / "O #. .,,,,,. 25- / ¡;� .. _,- �; 1mM y oscuridad o-��������������-������!... 1 1 1 1 1 1 1 1 ) O 5 10 15 20 25 30 Período de germinación (días) Figura 2. 2. Efecto del ácido giberélico en la germinación de las semillas en luz y oscuridad ( 14). Tabla 2.2. Efecto de la temperatura en la germinación de la semilla de café. Wellman (20) Huxley (1 O) T (ºC) Germinación T (ºC) 20 Muy lenta e irreqular Lenta pero satisfactoria Buena y rápida Pobre Pobre 24 (arena) 24 29 25 2830 35 40 34 39 Germinación 99.5 99.3 99.0 96.0 44 Nula Nula Fluctuante 98.0 (Max 30, Min 1 8) 35 64 Tabla 2.3 Influencia de la temperatura de secado en la germinación de semillas de C. Arabica L. var. Caturra. CENICAFE. 1976. Contenido de humedad de la semilla: 1213% (2). Temperatura de secado (ºC) % de Germinación A la sombra (temperatura ambiente) Estufa a: 95 25 95 94 30 92 35 40 95 95 45 80 50 55 60 45 4 o o 70 80 Según diferentes estudios (12), para efectos de propagación parece más conveniente la utilización de las semi llas de mayor tamaño puesto que el tamaño aunque no afecta el porcentaje de germinación, si puede tener in fluencia en el desarrollo posterior de la planta. La forma de germinación. la semilla (ejemplo caracoles) no afecta la Número de semillas por m2 de germinador: Se recomienda sembrar como máximo 1 /2 kg. de semilla por m2 de germinador (3). REFERENCIAS 1. ARCILA P .. J. Efecto de la luz en la germinación de las semillas de Café.l!:!_: Federación Nacional de Cafeteros de Colombia, Centro Nacional de Investigaciones de Café. Sección de Fitofisiología. Informe Anual de la· bares 19821983. Chinchiná, CENICAFE, p. 34. 1983. 2. . Influencia de la temperatura de secado en la germinación de las semillas de café. CENICAFE (Co lombia) 27: 899. 1976. 3. y BOTERO J., M. Fisiología de la semilla del cafeto.J.0..; Federación Nacional de Cafeteros de Co lombia. Centro Nacional de Investigaciones de Café, Sección de Fitofisiología. Informe Anual de labores 19841985. Chinchiná, CENICAFE, p. 1-41 1985. 4. BACCHI, O. Seca da semente de cafe ao sol. Bragantia 14: 225236. 1955. 5. . Novas ensaios sobre a seca de semente de café ao sol. Bragantia 1 5:8391. 1956. 65 6. DEDECCA, D. M. Anatomía e desenvolvimiento ontogenético de Coffea arabica L. Var. Typica Craner. Bra gantia 16: 31 5366. 1957. 7. FEDERACION NACIONAL DE CAFETEROS DE COLOMBIA. Centro Nacional de Investigaciones de Café. Sec ción Café. Avance Técnico Nº 3 Abril, 1971. 8. FRANCO C., l. y G., ALVARENGA. Maturacao fisiologica da semente do caffeiro (Coffea arabica L. cv. Mun do Novo). Cienc. Prát: Lavras 5: 4854. 1981. 9. HUXLEY, P.A. Sorne factors which can regulate germinatíon and influence viability of coffee seeds. Proc. lnt. Seed. Test. Ass. 29: 3357. 1964. 1 O. . The effects of hydrogen ion concentration, temperature and seed drying method on the germi natíon ofcoffee seeds. Proc. lnt. Seed. Test. Ass. 29:61 70. 1 964. 11. . Coffee germination test. Recomendations and detective seed types. Proc. lnt. Seed. Test. Ass. 30: 705714.1965. 12. OSORIO J. y CASTILLO Z., J. Influencia del tamaño de la semilla en el crecimiento de las plántulas de café. CENICAFE (Colombia) 20: 2040. 1969. 13. QUINTERO, H. M. Determinación del poder germinativo de semillas de café (Coffea arabica L. var. Barbón) bajo diferentes pruebas. Manizales, Universidad de Caldas, Facultad de Agronomía 1968. 41 p (Tesis In geniero Agrónomo). 14. TAKAKI, M. y DIETRICH, S.M.C. Effect of gibberellic acid on peroxidases trom coffee seeds during germi nation. Hoehnea 8:2933. 1979. 1 5. VALENCIA A., G. Almacenamiento de la semilla de café. l!}_: Federación Nacional de Cafeteros de Colom bia. Centro Nacional de Investigaciones de Café. Sección de Fitofisiología. Informe Anual 1976197 7. Chinchiná, Cenicafé. 1 6. . Tratamientos para acelerar la germinación de la semilla de café. Revista Cafetera de Colombia. 19: 5559. 1970. 17. VALIO, 1.F.M. lnhibition of germination of coffee seeds (Coffee arabica L. c.v. Mundo Novo) by the endo carp. J. Seed. Teclan. 5: 3239. 1980. 18. . Germination of coffee seeds (C. arabica L. cv. Mundo Novo) J. Exp. Bot. 27: 983991. 19. VELASCO, J.R. y GUTIERREZ J. Germination and its inhibition in coffee. Philipp. J. Sci. 103: 111. 1974. 20. WELLMAN, F. L. y TOOLE, V. K. Cooffee seed germination as affected by species, diseases, temperature and chemicals (Abs.). Proc. Caribbean Sect. Amer. Soc. Hort. Sci., Puerto Rico 4: 16. 1960. 66 CAPITULO 3 FACTORES QUE AFECTAN EL DESARROLLO DE LA PLANTA DE CAFE EN LA ETAPA DE ALMACIGO. Materiales resultantes en el germinador: En 1 m2 de germinador se obtienen a los 7 5 días los tipos de materiales que se muestran en la tabla 3. 1. Tabla 3. 1 M atería les resultantes en el germ i nador % por Variedad Material resultante Caturra Chapela normal Chapola normal atrasada Chapola débil Chapola clorótica Fósforo adelantado Fósforo normal Fósforo atrasado Colombia 41 33 22 2 5 8 21 1 1 2 8 3 3 6 1 3 Si se manejan adecuadamente, gran parte de estos materiales son utilizables en la etapa de almácigo (2). Tamaño de la semilla: Según Osorio y Castillo (6), debe seleccionarse la semilla de mayor tamaño pués éstas producirán plantas más vigorosas, como se observa en las tablas 3. 2 y 3. 3 ...._ Tabla 3.2 Desarrollo de la chapela que proviene de semillas de tres pesos diferentes. Peso de la semilla Miligramos Grande 21 O Mediana 180 Pequeña 80 Peso seco de la chapela Miligramos Area de los cotiledones. cuadrados Longitud del tallo Milímetros 99 91 52 1 5 51 47 13 7 41 Longitud de la raíz Milímetros 104 100 79 Tomado de: Revista Cafetera de Colombia. Vol. XIX: 60-68. 1970. 67 Tabla 3.3. Valor medio de diversas medidas de crecimiento en plantas de café provenientes de granos grandes y pequeños. a los 185 días desde la siembra en almácigo. Tipo de granos Medidas Altura de la planta (Cm) Número de ramas Número de pares de hojas Peso seco de los tallos (gram.) Peso seco de hojas (gram.) Peso seco total (gramos) Porcentaje: semilla Grande 250 mg Peque�o 130mg Grande= 1 00% (52% humedad) 49.70 2.35 16.90 42.00 1. 1 5 11. 51 84.5 48.9 68.1 3.01 5.87 8.82 1.49 3.25 4.74 49.5 56.4 53.7 Tomado de: Revista Cafetera de Colombia Vol. XIX: 6068. 1970. Importancia de los cotiledones: Los cotiledones constituyen el primer tejido fotosintético de la planta y por tanto tienen una influencia decisiva en el crecimiento subsiguiente. Osario y Castillo (6), encontraron que las plantas a las que se les suprimió un cotiledón tuvieron un crecimiento marcadamente inferior al de las plantas que tenían los dos cotiledones pre sentes. Altitud: La altitud influye notoriamente en el desarrollo de las plantas de café en almácigo, tanto al sol como a la som bra. A medida que aumenta la altitud, el crecimiento, el peso S9CO de la parte aérea, el número de hojas por planta, el peso seco de hojas y el número de cruces es menor. Este menor desarrollo a mayores altitudes parece debido a la menor temperatura y mayor proporción de luz ultravioleta al aumentar la altitud (Tablas 3,4 y 3. 5). ( 1 .4}. No se recomienda establecer almácigos por encima de 1.850 m.s.n.m., porque ocurrirá enanismo, clorosis y mala formación de las plántulas (4). Luz: Los almácigos de café se pueden establecer a pleno sol en altitudes entre 1 .050 y 1.550 m.s.n.m. (4). Entre 1.550 y 1.850 m.s.n.m., se deben utilizar umbráculos que proporcionen 50% de sombra (4l. Temperatura: Según Jara millo y Guzmán (3), la temperatura óptima para el crecimiento del café es alrededor de 21 ° C, con un limite inferior de 1 Oº C y uno superior de 3 2 º C, fuera de los cuales el crecimiento es nulo. (Figura 3. 1 ) . 68 Tabla 3.4 Efecto de la altitud sobre el desarrollo y peso seco de caté en almácigo. Promedios de 32 plántulas (4). ALTITUDES 1.050 1.250 1.550 1.850 2.050 Promedio de Modalidades Sol 21.47 24.28 17 .2 5 14.82 6.62 17 .29 Sombra 31.79 27.28 22.15 15.53 9.20 21. 1 9 Sol 18.08 23.01 18.38 16.66 14.05 18.04 Sombra 23.01 21.23 19.80 16.23 13. 72 18.80 Peso seco parte aérea (gramos) Sol Sombra 3.93 5.87 4.55 4.45 3.34 4.14 2.54 2.49 1.00 1.24 3.07 3.64 Peso seco hojas (gramos) Sol Sombra 2.78 4.25 3.24 3.20 2.41 3.04 1.85 1 .81 071 0.95 2.20 2.65 Sol 0.72 1. í 6 0.60 O. 18 0.01 0.53 Sombra 1.30 0.93 0.88 0.07 0.00 0.64 VARIABLES A!tura de la Planta (Centimetros) Número de Hojas Número de Cruces Tabla 3.5- Efecto de la luz ultravioleta en el desarrollo de plántulas de caté en almácigo. Promedio de 1 O plán tulas ( 1 ). Variable N ° do cruces Altura (cm) Area foliar (cms2) Número de hojas Peso fresco de la parte aérea (g) Peso fresco de las hojas Peso fresco de raíces Al sol Promedios registrados Bajo techo Con 50% de vidrio sombra 0.00 10.73 162.11 16.20 0.60 17.28 300.87 20.60 0.10 11. 1 2 157.58 13.90 6.36 5.03 5.18 12. 12 9.27 7.95 5.98 4.66 3.63 69 Peso seco/planta lo) 5 4 3 2 o Altura/planto (cm) 25 20 15 IO / 5 1 o / ; / / 25 20 ,,"' 15 o '' 13 N!? hoíos /ptcnto 'º5 .: ''' ., .,,"',,.,, 13' 10 12 .,, .,, 14 .,, »>.' �l�l�I �l�I Altitud. m. 16 18 20 22 24 '' '' , 33 Figura 3.1 Crecimiento de plantas de Coffea arabica L., var. Caturra a los 6 meses de edad, a libre exposición solar para diferentes condiciones de temperatura (3). -, ' ' ',,,,_3, 1 26 1 1 1 i 28 30 32 34°C Temperatura Nutrición: Este es uno de los factores más críticos para el desarrollo de las planticas en el almácigo. De los diferentes es tudios realizados en CENICAFE se destacan los siguientes resultados (Tabla 3.6): 1. La adición de abonos orgánicos corno la pulpa descompuesta, gallinaza, etc , a la tierra para el almácigo en proporción 1: 1 2: 1 (tierrapulpa) y 2: 1 ó 3: 1 (tierragallinaza) llevará a la obtención de plantas más vigorosas y sanas porque estos abonos aportan nutrimentos y dan una mayor aireación al suelo, lo que re dundaría en menor compactación, buena capacidad de retención de húmedad y mayor desarrollo de raíces (5, 1 O, 11 ). ó 2_ La aplicación de fertilizantes químicos (simples o compuestos) a la bolsa no es redomendable y más bien puede ser contraproducente (7, 12) 3. 4. No se justifica la aplicación foliar de fertilizantes como Coljap, Wuxal, úrea, Nutrimins. Aspersiones frecuentes de úrea pueden causar quemazón de los tejidos o intoxicaciones por bíuret (8, 9)_ Edad de transplante: Cuando se hacen los almácigos en bolsas de polietileno, la mejor edad para transplantar las plantas al sitio defi nitivo es alrededor de los seis meses ( 13). Comparación del desarrollo en almácigo de las variedades Caturra y Colombia: Bajo idénticas condiciones de manejo, no se observaron diferencias en el desarrollo de la raíz y de la parte aérea de las variedades Caturra y Colombia (2) (Tabla 3. 7) 70 Tabla 3.6 Influencia de la nutrición sobre el desarrollo de las plantas en el almácigo. Tratamiento Altura Peso seco (g) Fuente Testigo (sin fertilizante) 291212172 491212172 6 g 1 21 21 72 9.20 8.40 10.1 O 9.1 O 5.50 3.70 5.80 4.60 Sección Café. CENICAFE Informe Anual 197576. Testigo (sin úrea) 2 g úrea 4 g úrea 14.20 9.60 7 .1 O 7.70 4.20 2.20 Cenicafé 28 ( 2) 61 66 66/7 7 Testigo (sin superfosfato) 2 g superfosfato 4 g superfosfato 8.80 10.40 11 .70 2.80 5.00 6.30 Cenicafé 28(2): 6166/77 Testigo (sin sulfato) 2 g sulfato K 4 g sulfato K 9.90 10.30 10.70 4.60 4.70 4. 70 Cenicafé 28(2): 6166177 Testigo (sin gallinaza) Testigo (con pulpa 2:2) gallinaza (3: 1) Suelo Suelo+ gallinaza (2:2) Suelo + gallinaza { 1 :3) 13.1 O 26.00 23.60 18.1 O 15.70 12. 50 40.80 34.80 26.00 22.30 Sección Café. CENICAFE Informe anual 1 97980. Testigo (sin pulpa) Suelo + pulpa (3: 1) Suelo+ pulpa (2:2) Suelo + pulpa ( 1 : 3) 17.40 20.90 24.1 O 25.60 16.30 23.60 34.30 38.60 Avance Técnico N º 28 Testigo con pulpa Testigo sin pulpa Coljap con pulpa Coljap sin pulpa Wuxal con pulpa Wuxal sin pulpa Urea con pulpa Urea sin pulpa Nutrimin con pulpa Nutrimin sin pulpa 17 .6 9.5 18.6 10.5 1 7. 5 9.9 17 .9 1 1 .2 18. 7 Y1. 1 70.4 9.5 80.9 1 3.8 69.3 9.9 77.9 23.8 81.0 18.6 Avance Técnico N ° 49 OT A: No deben compararse valores entre los diferentes experimentos pues estos corresponden a diferentes épocas. 71 Tabla 3. 7 Desarrollo en almácigo, a los 6 meses, de las variedades Caturra y Colombia (2) Variedad Altura epicoti...
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