Benzersiz "bitki mimarisi" tekniği, kuru havalarda bile kahveyi daha lezzetli hale getiriyor

Embrapa'daki araştırmacılar, bitki mimarisinin 3 boyutlu modelleme tekniğini kullanarak, bitki büyüme düzenleyicilerinin (PGR'ler) ve stratejik sulama yönetiminin uygulanmasının, kuraklık koşullarında bile Arabica kahve çekirdeklerinin kalitesini ve verimliliğini nasıl artırabileceğini keşfettiler.

Meyvelerin olgunlaşmasındaki homojenliğin eksikliği, doğrudan çekirdeklerin kimyasal bileşimini ve dolayısıyla içeceğin nihai kalitesini etkilediği için kahve çiftçiliğinin zorluklarından biridir. Olgunlaşmamış meyveler, kahvenin sınıflandırılmasını etkileyebilecek "büzücü, otsu veya saman benzeri" bir tat verebilir.

Meyve dağılımının mimari analizlerinin ve fonksiyonel-yapısal bitki modellemesinin (FSPM) ilk kez kullanıldığı çalışmanın, sorunun üstesinden gelinmesine yardımcı olması bekleniyor.

Araştırma Miroslava Rakočević tarafından yönetildi ve Londrina'daki (PR) UniSenai'den Eunice Reis Batista, Fabio Takeshi Matsunaga ve Paraná Tarım Enstitüsü'nden (Iapar) Maria Brígida dos Santos Scholz'un katılımını içeriyordu.

Araştırmada, bitkilerin farklı yönetim uygulamalarına nasıl tepki verdiğini simüle etmek için gelişmiş işlevsel-yapısal bitki modelleme araçları kullanıldı. Simülasyonlar, yüksek çözünürlükte, bitki mimarisinin, dal dağılımının ve meyve pozisyonunun hem ışık yakalamayı hem de tane gelişimini nasıl etkilediğini gösterdi.

Miroslava, "Modellemenin göstermeye yardımcı olduğu şey, ekofizyolojiye -yani terleme, fotosentez vb.- yaprak ölçeğinde ve bitki ölçeğinde baktığımızda büyük bir fark olduğudur," diyor. Güneş ışınlarının yolunda olan her yaprağın ışığı emdiğini ve diğer parçalara ilettiğini açıklıyor. "Çünkü entegrasyon basit bir çarpma değildir."

Kaliteli kahve için büyüme düzenleyiciler

Araştırmacılar Catuaí Vermelho IAC 144 Arabica kahve çeşidini kullandılar ve iki ana PGR'ye odaklandılar: gibberellik asit (GA3) ve Ethephon. Her ikisinin de meyvelerin homojen olgunlaşması için gerekli olduğu kanıtlandı.

GA3 özellikle etkiliydi ve meyve olgunlaşması üzerinde daha büyük bir pozitif etki gösterdi. Bitki hormonu ile tedavi edilen bitkiler, toplam biyokütleye göre daha yüksek oranda kırmızı (olgun) meyveler sundu. Ek olarak, kahve çekirdeklerinde daha düşük bir toplam klorojenik asit (CGA) içeriği kaydedildi, bu da üstün kalitenin bir göstergesidir.

Ethephon'un meyve olgunlaşmasını ve dökülmesini, yani olgunlaştığında meyvenin doğal olarak düşmesini desteklediği bilinmektedir. Araştırmalar, yaprak dökülmesini tetikleyebilse de PGR'nin bitki fotosentezini tehlikeye atmadığını ve toplam kahve çekirdeği polifenollerini artırdığını, bunun da bitkinin belirli kısımlarında daha fazla meyve üretimine yol açtığını göstermiştir.

GA3 ve Ethephon kombinasyonunun sürdürülebilir çilek üretimi için önemli olduğu, tane homojenliğine ve kalitesine katkıda bulunduğu kanıtlanmıştır.

Stratejik sulama: Kahve verimliliğinin müttefiki

Brezilya'nın uzun süreli kuraklık yaşayan bölgeleri için araştırma, hasattan altı hafta önce yapılan kısa ve sürdürülebilir sulama döneminin kahve bitkileri için önemli ölçüde faydalı olduğunu ortaya koydu.

Bu sulamayı alan bitkiler, sulanmayanlara kıyasla daha yüksek kırmızı ve toplam meyve verimliliği gösterdi. Sulama, tüm bitkinin yaprak alanını ve fotosentezini korumak için elzemdi; bunlar, ürünün sağlığı ve verimliliği için çok önemli faktörlerdir.

Sulama, bazı durumlarda olgunlaşmayı bir miktar geciktirebilse de, bu gecikme çekirdeklerin kimyasal bileşiminde önemli iyileşmeler, kahvenin aroması ve tadı için gerekli bileşenler olan lipit ve kafestol (kahweol) düzeylerinde artışla telafi edilmektedir.

Bir diğer önemli bulgu, üçüncü derece şubelerin kahve üretimindeki stratejik rolünün doğrulanmasıydı. Geleneksel yönetim genellikle ikinci derece şubelere odaklanır.

3D modelleme, üçüncü derece dalların özellikle sulanan bitkilerde kırmızı meyvelerin %37'sine ve yeşil meyvelerin %25'ine kadar sorumlu olduğunu gösterdi. Bu, budama ve gölgelik yönetimi gibi uygulamaların daha üretken ve dengeli bir kahve hasadı sağlamak için bu dalların önemini dikkate alması gerektiği anlamına gelir.

Kahvenin sürdürülebilirliği ve iklim değişikliğine uyumu

Çalışma, verimli su yönetimi ve büyüme düzenleyicilerinin akıllıca kullanımı sağlandığı takdirde, su stresi altında bile yüksek kaliteli kahve üretmenin mümkün olduğunu doğruluyor. Bu strateji, üretim bölgelerinde yaygın bir gerçeklik olan düzensiz çiçeklenmeyle karşı karşıya kalan ve hem verimi hem de kahvenin duyusal kalitesini iyileştirmeyi amaçlayan üreticiler için özellikle değerlidir.

Çalışmada önerilen uygulamalar ekonomik faydalarının yanı sıra, bitkiyi sağlıklı ve üretken tutarken aşırı su ve kimyasal kullanımından kaçındıkları için daha sürdürülebilirdir. Araştırma ayrıca iklim değişikliğine karşı daha dirençli kahve çiftçiliği için yeni yollar açıyor.