Programa Café

As pesquisas do programa Café têm como objetivo desenvolver tecnologias e soluções para a cadeia produtiva de café no Paraná. As tecnologias desenvolvidas proporcionam: geração de empregos; aumento da produtividade e redução dos custos de produção dos cafeicultores; melhoria na qualidade de bebida com benefícios para cafeicultores, indústrias, comércios e consumidores; melhoria da eficiência da mão-de-obra e infraestrutura; redução do uso de insumos e energia; diversificação das propriedades agrícolas; sucessão familiar e redução de êxodo rural; preservação do meio ambiente.

Coordenador

Gustavo Hiroshi Sera
gustavosera@idr.pr.gov.br
Londrina
Lattes

 

 
Objetivos

O Programa Café iniciou suas atividades em 1973 tendo como objetivo principal o desenvolvimento de tecnologias para o controle da principal doença do café, a ferrugem alaranjada. Ainda da década de 1970 foram iniciadas as pesquisas para amenização dos danos provocadas pelas geadas e o desenvolvimento de tecnologias para viabilizar o cultivo de café no sistema adensado. Além disso, foram desenvolvidas tecnologias relacionadas ao manejo da fertilidade do solo. Na década de 1980, foram iniciadas pesquisas voltadas para o controle da bacteriose mancha aureolada (Pseudomonas syringae pv. garcae), dos nematoides Meloidogyne paranaensis e M. incognita e do inseto broca-do-café (Hypothenemus hampei). Na década de 1990, foram iniciadas pesquisas voltadas para o desenvolvimento de cultivares com resistência ao inseto bicho-mineiro (Leucoptera coffeella), cultivares com diferentes ciclos de maturação visando o escalonamento da colheita, além do desenvolvimento de cultivares do tipo híbridos F1. Na década de 2000, foram iniciadas pesquisas mais intensas voltadas para a qualidade de bebida.

Contamos com o Centro de Pesquisa em Qualidade do Café, um dos mais modernos do Brasil, e nossos pesquisadores possuem qualificação para a degustação e a torra dos cafés. Dois dos nossos Mestres de Torra foram classificados em 2o e 4o colocado no Campeonato Internacional de Mestres de Torra (International Coffee Roast Master Championship – ICRMC/Brasil) em 2019. Tudo isso faz com que nossas pesquisas com qualidade de bebida sejam mais precisas.

Atualmente, nós somos referência nacional e internacional em pesquisas com café e, ainda continuamos com todas as linhas de pesquisa citadas anteriormente, porém novas linhas foram iniciadas para solucionar os problemas atuais como: as mudanças climáticas (calor e seca), falta de mão-de-obra, demanda por cafés especiais e o surgimento ou agravamento de novas pragas e doenças.

As pesquisas desenvolvidas no IDR-Paraná são utilizadas no Paraná e em outros estados como São Paulo, Minas Gerais, Espírito Santo, Bahia e em países como Costa Rica, Colômbia, Guatemala, El Salvador, Honduras, Bolívia, Índia, China e Angola.

A equipe do Programa Café do IDR-Paraná conta com 13 pesquisadores com doutorado das áreas de melhoramento genético, biotecnologia, fitotecnia, fitopatologia, nematologia, entomologia, solos, ecofisiologia, agrometeorologia e bioquímica, além de dois pesquisadores da biotecnologia da EMBRAPA Café. Na nossa equipe também temos assistentes de campo, técnicos agrícolas e de laboratório, agrônomos, além de estudantes de graduação, mestrado e doutorado.

O IDR-Paraná é uma das instituições fundadoras do Consórcio Pesquisa Café. Temos parcerias de pesquisa com IAC, Instituto Biológico, APTA, EPAMIG, UFV, UFLA, UENF, UEL, UNIOESTE, IFMT, IF do Sul de Minas e EMBRAPA (Café, Cerrados, Recursos Genéticos e Biotecnologia), além de parcerias internacionais com World Coffee Research (EUA), Instituto del Café de Costa Rica, Universidade de Lisboa/ CIFC (Portugal), Cirad (França), Universidad de San Carlos de Guatemala e Ueshima Coffee Company (Japão). Também possui parcerias de validação de cultivares com cooperativas e associações do Paraná (Cocari), São Paulo (Cocapec e Coopercitrus), Minas Gerais (ASSOCAFÉ e Cooxupé). Também temos como parceiros fazendas no Paraná, São Paulo, Minas Gerais e Bahia, além de empresas privadas como a Capricornio Coffees.

O IDR-Paraná também criou uma metodologia chamada de Treino & Visita Café, que tem como objetivo transferir os conhecimentos e tecnologias desenvolvidas pela pesquisa para os agrônomos e técnicos da extensão. Esses por sua vez transferem os conhecimentos adquiridos para os cafeicultores e para outros técnicos e agrônomos. Os pesquisadores são autores de várias publicações em eventos científicos, periódicos especializados e livros. Por meio de palestras, dias de campo e outros eventos técnicos, os pesquisadores fazem, anualmente, a difusão de tecnologia para milhares de cafeicultores e profissionais da cadeia produtiva. Orientamos, principalmente, alunos das áreas de Agronomia, Biologia e Bioquímica no nível de graduação, mestrado e doutorado.

 
Principais projetos em execução

Os principais projetos em execução no IDR-Paraná, financiados pelo Consórcio Pesquisa Café, são:

1) Desenvolvimento de cultivares de café arábica com alta qualidade de bebida e resistência simultânea aos nematoides e à ferrugem alaranjada (Gerente: Gustavo Hiroshi Sera);

2) Desenvolvimento de cultivares de café arábica simultaneamente resistentes às bacterioses e à ferrugem alaranjada, com qualidade de bebida especial e diferenciada (Gerente: Gustavo Hiroshi Sera);

3) Estudos de seleção genômica ampla assistida (GWAS) para identificação de marcadores e genótipos com resistência a estresses bióticos (Gerente: Luiz Filipe Protasio Pereira);

4) Uso de ferramentas biotecnológicas para auxiliar o melhoramento genético de cafeeiros (Gerente: Luiz Filipe Protasio Pereira);

5) Identificação e análise da expressão de parálogos do gene SH3 de resistência à ferrugem (Gerente: Paula Cristina da Silva Angelo);

6) Café adensado em sistema agroflorestal: aspectos climáticos, agronômicos e ambientais (Gerente: Patrícia Helena Santoro);

7) Sistema de produção de cafeeiros arborizados com seringueira para redução dos efeitos das mudanças climáticas sobre a produtividade e qualidade do café (Gerente: Heverly Morais).

Esses sete projetos, conta com a participação dos pesquisadores, técnicos, agrônomos e estudantes das áreas de melhoramento genético, biotecnologia, fitotecnia, fitopatologia, entomologia, solos, ecofisiologia, agrometeorologia e bioquímica.

 
Principais resultados alcançados

O programa Café possui grande participação no aumento da produtividade e qualidade de bebida, além de redução das perdas de produção provocadas por pragas, doenças e adversidades climáticas. É estimado que somente com o aumento da produtividade, melhoria da qualidade de bebida e redução das perdas, as pesquisas do IDR-Paraná contribuam com 20% da produção total do cultivo de café do Paraná, que é o equivalente à cerca de US$ 19.000.000 anuais. Os benefícios se estendem também para o meio ambiente, que com as cultivares resistentes à ferrugem e outras doenças, deixam de lançar cerca de 100.000 L ou kg de fungicidas por ano no ambiente. Com isso, o consumidor final também poderá tomar o seu cafezinho com menor quantidade de defensivos agrícolas.

As maiores contribuições das pesquisas específicas para as condições do Paraná são com:

  • o aumento de produtividade das cultivares do IDR adaptadas às condições do Paraná;
  • redução de perdas devido à resistência dessas cultivares para pragas e doenças;
  • redução de perdas devido as pesquisas com controle de pragas e doenças;
  • monitoramento do clima e Alerta Geada;
  • indicações de medidas de controle de geadas, de manejo do solo e de plantas daninhas;
  • estudos com qualidade de bebida;
  • cultivares com diferentes ciclos de maturação que viabilizam o escalonamento da colheita;
  • cultivares com qualidades de bebida diferenciadas.

Atualmente, a média de produtividade no Paraná e no Brasil é cerca de 26 sacas beneficiadas de 60 kg por hectare. Com as pesquisas do IDR-Paraná, a cultura do café arábica no Paraná possui um potencial para atingir 60 sacas beneficiadas por hectare, o que viabiliza o café como uma excelente opção de alta rentabilidade por área cultivada tanto para pequenas quanto para grandes propriedades. Também é uma alternativa para a diversificação das atividades agrícolas, principalmente, para pequenas propriedades.

 

Melhoramento Genético
  • Cultivares de café arábica (8 lançadas e 4 em processo de lançamento)

As cultivares lançadas pelo IDR foram IAPAR 59, IPR 98, IPR 99, IPR 100, IPR 102, IPR 103, IPR 106 e IPR 107. Logo também será lançada a cultivar IPR 108 e, posteriormente, IPR 105 e IPR 104. Outras quatro cultivares em desenvolvimento estão em fase de formação de campos de sementes e logo serão lançadas, porém ainda não possuem nenhuma denominação. Um híbrido F1 com produtividade muito alta e resistência múltipla para doenças está em fase inicial de registro e também logo será lançada.

IAPAR 59, IPR 98, IPR 99, IPR 104, IPR 105 e IPR 107 são altamente resistentes à ferrugem, enquanto que IPR 102 e IPR 103 são, respectivamente, moderadamente resistente e moderadamente suscetíveis. Nas altamente resistentes não é necessário a aplicação de fungicidas para controle da ferrugem, enquanto que para IPR 102 e IPR 103 são necessários menor número de aplicações se comparado com cultivares suscetíveis.

O IDR-Paraná lançou em 2012 a primeira cultivar de café arábica do mundo com resistência aos nematoides Meloidogyne paranaensis e M. incognita, ambos considerados um grave problema, que tem o potencial de inviabilizar a cafeicultura no Paraná. Em 2016, ....... IPR 106 a segunda cultivar com as mesmas resistências do IPR 100. Está previsto que para 2023 Serão lançadas mais duas cultivares resistentes à esses dois nematoides, com a vantagem de terem resistência simultânea à ferrugem e ciclos de maturação mais precoces do que IPR 100 e IPR 106.

IPR 102 foi a primeira cultivar lançada no Brasil que apresenta alta resistência à bacteriose mancha aureolada provocada pela Pseudomonas syringae pv. garcae.

IPR 99, IPR 104, IPR 106, IPR 107 e IPR 108 são cultivares que se destacam pela combinação de alta produtividade com qualidade de bebida especial e diferenciada.

O IDR-Paraná logo irá lançar um dos primeiros híbridos F1 de café arábica que deverá ser multiplicado por clonagem.

  • Novas estratégias para reduzir o tempo no desenvolvimento de cultivares de café arábica, de 36 anos para 20 anos. Isso proporciona economia nos recursos financeiros para a obtenção de novas cultivares e possibilita a disponibilização de novas cultivares para solucionar os problemas da cadeia produtiva do café.
  • Identificação de fontes de resistência para os fungos (Hemileia vastatrix, Phoma spp., Cercospora coffeicola, Colletotrichum spp.), bactérias (patovares garcae e tabaci de Pseudomonas syringae), vírus (mancha anular), nematoides (Meloidogyne paranaensis e M. incognita), insetos (bicho-mineiro e broca) e ácaros. Os destaques foram:
    a) primeira identificação de que os cafeeiros da série BA possuem resistência ao nematoide M. paranaensis e à P. syringae;
    b) primeira identificação de fontes de resistência à broca (Hypothenemus hampei);
    c) primeira identificação de que Coffea racemosa possui resistência à P. syringae pv. garcae; identificação de novas fontes de resistência à Meloidogyne paranaensis em cafeeiros da Etiópia;
    d) primeira identificação de que cafeeiros do Sarchimor apresentam resistência à M. paranaensis;
    e) primeira identificação de fontes de resistência ao ácaro vermelho.
  • Primeira constatação de P. syringae pv. tabaci no Paraná.
  • Identificação de fontes de resistência à seca.
  • Identificação de cafeeiros exóticos com qualidade especial e diferenciada com pontuações SCA acima de 90 pontos, com alto potencial de dar um grande salto na qualidade de bebida dos cafés a nível mundial.
  • Novas metodologias para avaliar os níveis de resistência dos cafeeiros às pragas e doenças.
  • Identificação de cafeeiros com ciclos de maturação dos frutos desde superprecoces até supertardios, o que permite viabilizar o escalonamento da colheita em todas as regiões cafeeiras do Paraná.
  • Estudos para determinar os espaçamentos de plantio para maximizar a produtividade das cultivares.

 

Biotecnologia
  • Primeiro trabalho de Estudo de Seleção Genomica Ampla (GWAS) em cafeeiros onde foram identificados marcadores para compostos bioquímicos, como concentração de lipídeos e diterpenos no grão de café.
  • Participou do projeto brasileiro de genoma-transcriptoma do cafeeiro.
  • Atualmente, participa do Arabica Coffee Genome Consortium (ACGC), projeto de sequenciamento do genoma de Coffea arabica e Coffea eugenioides, coordenado pela Nestle e IRD.
  • Trabalhos diversos em genética, biologia molecular e fisiologia vegetal de cafeeiros envolvendo genômica e transcriptoma de cafeeiros voltados a qualidade, tolerância a estresse biótico e abióticos.
  • Desenvolvimento de protocolos de transformação genética de cafeeiros.
  • Obtenção de marcadores moleculares para resistência à mancha aureolada através de estudos de GWAS.
  • Validação de marcadores moleculares associados ao gene SH3 de resistência à ferrugem.
  • Genotipagem de 156 genótipos incluindo acessos da Etiópia e cultivares com a identificação de mais de 10000 SNPs para uso em estudos genéticos
  • Genotipagem e fenotipagem de 192 genótipos de uma população F2 para estudos de mapeamento e associação.
  • Caracterização da estrutura e diversidade da Coleção da Etiópia. Identificação de acessos selvagens e domesticados que facilitarão a seleção de genótipos para a formação da Core Collection.
  • Associação de marcadores SNPs a regiões genômicas envolvidas na biossíntese de lipídeos, caveol e cafestol.
  • Estudos para duplicação do número de cromossomos de espécies de Coffea.

 

Fitotecnia
  • Sistema adensado de cultivo de café para o Paraná.
  • Tipos de podas para o cafeeiro.
  • Indicação de espaçamentos de plantio.
  • Café arborizado no controle de plantas daninhas.
  • Redução de prejuízos decorrentes de geadas em sistemas agroflorestais de cafeeiro.
  • Redução da incidência de Bicho Mineiro em sistemas agroflorestais de cafeeiro.
  • Melhoria do desenvolvimento vegetativo e aumento de produtividade de cafeeiro consorciado com espécies arbustivas.
  • Desenvolvimento de substratos para a produção de mudas de cafeeiro no sistema orgânico.
  • Intolerância de clones de Coffea canephora às condições climáticas do Paraná.

 

Manejo Conservacionista do solo de da água
  • Concepção do Sistema de Cultivo Adensado de Cafeeiros e seus efeitos sobre os atributos químicos do solo.
  • Estudo do rendimento dos cafeeiros em função da densidade de plantio, adubação NPK e tratamentos fitossanitários para o controle da ferrugem e do bicho mineiro.
  • Compreensão da dinâmica e mobilidade iônica no sistema solo-planta a partir de corretivos aplicados superficialmente no solo.
  • Influência da densidade de plantio de cafeeiros sobre a fertilidade do solo.
  • Estudo das formas de alumínio em solução na toxidez e crescimento das raízes e parte aérea de mudas de cafeeiros.
  • Estudo dos efeitos químicos de corretivos da acidez do solo, carbonato de cálcio – CaCO3 e sulfato de cálcio di-hidradtado – CaSO4.2H2O na acidez e na mobilidade do cálcio no perfil do solo.
  • Dinâmica dos atributos químicos de fertilidade do solo em lavouras cafeeiras adensadas no estado do Paraná.
  • Estudo do estabelecimento de culturas de cobertura nas entrelinhas dos cafeeiros e compreensão da dinâmica de nutrientes e matéria orgânica do solo no sistema solo-planta.
  • Estudo do potencial de uso de resíduos orgânicos de origem vegetal, animal e agroindustrial sobre a fertilidade do solo, nutrição e rendimento dos cafeeiros cultivar IAPAR 59.
  • Estabelecimento de métodos de análise do tecido vegetal do cafeeiro.
  • Desenvolvimento de sistema de captação de NH3 volatilizada do solo, utilizando garrafa PET de 2,0 L.
  • Aquecimento da superfície do solo por radiação solar na dinâmica da biodisponibilidade de Mn. Nas linhas de cafeeiro sem cobertura morta (maior aquecimento e menor umidade) maior teor de Mn biodisponível.
  • Avaliação de resíduos vegetais adicionados na superfície do solo ácido no desenvolvimento radicular de mudas de cafeeiros.
  • Caracterização dos ramos plagiotrópicos, ortotrópicos e folhas na dinâmica dos componentes da acidez do solo, de nutrientes e da matéria orgânica do solo.
  • Avaliação da toxicidade de metais pesados nas mudas de cafeeiros.
  • Determinação espectrofotométrica das espécies (NH4+ e NO3-) do nitrogênio minerais das folhas de cafeeiros.
  • Estudo das limitações e potencialidades à mecanização de lavouras cafeeiras adensadas no estado do Paraná.
  • Avaliação dos efeitos do tráfego de máquinas para o manejo e colheita dos cafeeiros sobre as propriedades físico-hídricas e mecânicas do solo.
  • Qualidade do solo em sistemas de manejo conservacionista das plantas invasoras e seus efeitos nos atributos do solo e qualidade da matéria orgânica do solo.
  • Estudo do grau de compactação do solo no crescimento das raízes e parte aérea de mudas de cafeeiros.
  • Dinâmica dos atributos físico-hídricos e mecânicos do solo em lavouras cafeeiras no estado do Paraná.
  • Detecção de fungos micorrízicos arbusculares em raízes de cafeeiro.

 

Fitopatologia/ Micologia e Bacteriologia
  • Identificação de raças fisiológicas de ferrugem alaranjada no Paraná.
  • Identificação de genes SH de resistência à ferrugem em cafeeiros.
  • Um dos primeiros estudos sobre fontes de resistência à bactéria Pseudomonas syringae pv. garcae.
  • Estudos sobre a ocorrência da bactéria Xylella fastidiosa no cafeeiro.
  • Estudos fitopatológicos sobre o Colletotrichum spp. em cafeeiros.

 

Fitopatologia/ Nematologia
  • Descoberta do nematoide Meloidogyne paranaensis.
  • Eficácia de nematicidas químicos e biológicos no manejo do nematoide M. paranaensis em Coffea arabica.
  • Controle de M. paranaensis pelo uso de silício.
  • Primeiro estudo histopatológico em C. arabica sobre a resistência da cultivar IPR 106 à M. paranaensis.
  • Estudo sobre a densidade de inóculo de M. incognita ideal para avaliar genótipos de café.
  • Levantamento de espécies de nematoides no Paraná.
  • Caracterização molecular e bioquímica de M. paranaensis.
  • Isolamento de microrganismos promissores para controle biológico de nematoides em café, como Arthrobotrys oligospora e Purpureocillium lilacinum.

 

Entomologia
  • Desenvolvimento de um modelo de armadilha para o manejo da broca-do-café.
  • Aprimoramento de duas técnicas de criação da broca-do-café, uma utilizando dieta artificial e outra dieta natural.
  • Identificação de espécies de insetos vetores da bactéria Xylella fastidiosa, agente causal da requeima das folhas em caffeiro, em lavouras cafeeiras do Paraná.
  • Uso do Nim (Azadirachta indica) no controle da broca-do-café, bicho-mineiro e ácaro da leprose.
  • Tabela de amostragem da broca-do-café para decisão do momento certo para controle.

 

Agrometeorologia e fisiologia vegetal
  • Sistema Alerta Geada para a cultura cafeeira paranaense.
  • Zoneamento agrícola para a cultura do café (Coffea arabica L.) no Paraná.
  • Métodos para proteção dos cafeeiros contra as geadas.
  • Métodos para produção de mudas de café.
  • Estudos sobre os efeitos das geadas e dos ventos em plantas de café arábica.
  • Efeito de guandu no microclima em cafeeiro em formação sob condições de alta temperatura e deficiência hídrica.
  • Estudos sobre sequestro de carbono em café arborizados comparados com o pleno sol.
  • Criação de uma escala fenológica detalhada da fase reprodutiva de C. arabica.
  • Estudos fisiológicos e de crescimento de cafeeiro sombreado e a pleno sol.
  • Estudos fisiológicos em espécies de Coffea.

 

Bioquímica
  • Identificação de cultivares de cafés com quantidade dos diterpenos cafestol e caveol adequados para um consumo saudável.
  • Identificação de acessos de café da coleção da Etiópia com baixos valores de cafeína.
  • Fenotipagem da coleção da Etiópia assim como identificação de acessos da coleção da etiópia de café arabica com diferentes teores de compostos relacionados com qualidade de bebida como: lipídeos, proteína, cafeína, ácidos clorogênicos, cafestol, caveol, glucose, frutose, sacarose, açúcares totais, ácido cítrico, ácido málico e ácido quínico.
  • A quantificação de diterpenos nesta coleção possibilitou a indicação de genes relacionados com as suas vias metabólicas destes compostos e de lipídios.
  • A determinação da composição química e análise sensorial de cafés de várias regiões auxiliou na elaboração da Indicação geográfica dos cafés do Norte Pioneiro.
  • Análises físico-químicas, sensoriais e de funcionalidade para elucidar o efeito dos diferentes ambientes de cultivo e condições de manejo na composição dos cafés desenvolvidos pelo instituto. Isso auxiliará na produção de cafés de melhor qualidade de bebida.
  • Desenvolvimento de técnicas de identificação e quantificação de compostos empregando cromatografia líquida de alta eficiência e espectrometria de Infravermelho próximo - NIRs.

 

Qualidade de bebida: cursos e concursos

Diversas ações são realizadas para a melhoria da qualidade de bebida do café no Paraná como os cursos de classificação e degustação de cafés e o Concurso Qualidade Café Paraná. O primeiro é feito em conjunto com o MAPA e proporciona o treinamento de profissionais da cadeia produtiva do café, como degustadores, baristas, agrônomos, biólogos e proprietários de cafeterias. O Concurso estimula a produção de cafés de qualidade e melhora a imagem do café paranaense.