Una tecnica di “architettura vegetale” senza precedenti rende il caffè più saporito anche con tempo asciutto

Utilizzando una tecnica di modellazione 3D dell'architettura delle piante, i ricercatori dell'Embrapa hanno scoperto come l'applicazione di regolatori della crescita delle piante (PGR) e la gestione strategica dell'irrigazione possano migliorare la qualità e la produttività dei chicchi di caffè Arabica, anche in situazioni di siccità.

La disomogeneità nella maturazione dei frutti è una delle sfide della coltivazione del caffè, poiché influisce direttamente sulla composizione chimica dei chicchi e, di conseguenza, sulla qualità finale della bevanda. Le bacche acerbe possono conferire un sapore "astringente, erbaceo o di fieno", che può influire sulla classificazione del caffè.

Lo studio, che ha utilizzato per la prima volta analisi architettoniche della distribuzione delle bacche e modelli funzionali-strutturali delle piante (FSPM), dovrebbe contribuire a superare il problema.

La ricerca è stata guidata da Miroslava Rakočević e ha visto la partecipazione di Eunice Reis Batista, Fabio Takeshi Matsunaga, dell'UniSenai, di Londrina (PR), e Maria Brígida dos Santos Scholz, dell'Istituto Agronomico del Paraná (Iapar).

La ricerca ha utilizzato strumenti avanzati di modellazione funzionale-strutturale delle piante per simulare la risposta delle piante a diverse pratiche di gestione. Le simulazioni hanno mostrato, ad alta risoluzione, come l'architettura della pianta, la distribuzione dei rami e la posizione dei frutti influenzino sia la cattura della luce che lo sviluppo della granella.

"Ciò che la modellizzazione aiuta a dimostrare è che c'è una grande differenza se consideriamo l'ecofisiologia – ovvero la traspirazione, la fotosintesi e così via – alla scala delle foglie e alla scala della pianta", afferma Miroslava. Spiega che ogni foglia che si trova sul percorso dei raggi solari assorbe e trasmette luce alle altre parti. "Perché l'integrazione non è una semplice moltiplicazione".

Regolatori di crescita per un caffè di qualità

I ricercatori hanno utilizzato la varietà di caffè Arabica Catuaí Vermelho IAC 144 e si sono concentrati su due principali PGR: acido gibberellico (GA3) ed etefon. Entrambi si sono dimostrati essenziali per ottenere una maturazione omogenea delle bacche.

Il GA3 si è rivelato particolarmente efficace, dimostrando un maggiore effetto positivo sulla maturazione dei frutti. Le piante trattate con il fitoormone hanno presentato una maggiore proporzione di bacche rosse (mature) rispetto alla biomassa totale. Inoltre, nei chicchi di caffè è stato riscontrato un contenuto inferiore di acido clorogenico totale (CGA), a indicare una qualità superiore.

L'etefon è noto per promuovere la maturazione e l'abscissione dei frutti, ovvero la caduta naturale dei frutti a maturazione. La ricerca ha dimostrato che, sebbene possa indurre la caduta delle foglie, il PGR non compromette la fotosintesi delle piante e aumenta i polifenoli totali dei chicchi di caffè, portando a una maggiore produzione di bacche in alcune parti della pianta.

La combinazione di GA3 ed Ethephon si è rivelata fondamentale per una produzione sostenibile di bacche, contribuendo all'omogeneità e alla qualità dei chicchi.

Irrigazione strategica: un alleato della produttività del caffè

Per le regioni del Brasile soggette a lunghi periodi di siccità, la ricerca ha anche rivelato che un breve periodo di irrigazione sostenibile, effettuato sei settimane prima del raccolto, è significativamente benefico per le piante di caffè.

Le piante che hanno ricevuto questa irrigazione hanno mostrato una maggiore produttività di bacche rosse e totali rispetto a quelle che non sono state irrigate. L'irrigazione è stata essenziale per preservare la superficie fogliare e la fotosintesi dell'intera pianta, fattori cruciali per la salute e la produttività della coltura.

Sebbene l'irrigazione possa, in alcuni casi, ritardare leggermente la maturazione, questo ritardo è compensato da miglioramenti significativi nella composizione chimica dei chicchi, con un aumento dei livelli di lipidi e cafestolo (kahweol), componenti essenziali per l'aroma e il sapore del caffè.

Un altro risultato rilevante è stata la conferma del ruolo strategico delle filiali di terzo ordine nella produzione di caffè. La gestione tradizionale si concentra generalmente sulle filiali di secondo ordine.

La modellazione 3D ha mostrato che i rami di terzo ordine sono responsabili fino al 37% delle bacche rosse e al 25% di quelle verdi, soprattutto nelle piante irrigate. Ciò significa che pratiche come la potatura e la gestione della chioma devono tenere conto dell'importanza di questi rami per garantire un raccolto di caffè più produttivo ed equilibrato.

Sostenibilità e adattamento del caffè ai cambiamenti climatici

Lo studio conferma che è possibile produrre caffè di alta qualità anche in condizioni di stress idrico, a condizione che vi sia un'efficiente gestione idrica e un uso oculato dei regolatori di crescita. Questa strategia è particolarmente preziosa per i produttori che devono affrontare una fioritura irregolare – una realtà comune nelle regioni produttrici – e che desiderano migliorare sia la resa che la qualità organolettica del caffè.

Oltre ai benefici economici, le pratiche raccomandate nello studio sono anche più sostenibili, poiché evitano l'uso eccessivo di acqua e prodotti chimici, mantenendo la pianta sana e produttiva. La ricerca apre anche nuove strade per una coltivazione del caffè più resiliente ai cambiamenti climatici.