Estudo mostra que teores mais altos de CO2 alteram compostos fenólicos da folha do café

A relação entre CO2 atmosférico e compostos fenólicos em cafeeiros foi analisada pela primeira vez em um equipamento raro no hemisfério sul, o chamado FACE (sigla do inglês Free-Air Carbon Dioxide Enrichment), que nada mais é que uma área experimental a céu aberto com enriquecimento do ar com dióxido de carbono (o famoso CO2). Essa relação chamou a atenção para a necessidade de se considerar a variabilidade natural das defesas das plantas para o manejo fitossanitário dos cafezais. 

Os compostos fenólicos são sintetizados pelas plantas em resposta a pressões ecológicas, como ataque de patógenos e insetos, a radiação UV e às lesões. Como eles estão presentes em alimentos consumidos na dieta humana e em plantas utilizadas na medicina tradicional de várias culturas, sua presença e quantidade é um tema de pesquisa. 

No caso do cultivo cafeeiro, por exemplo, a alteração de componentes fitoquímicos que são baseados em carbono, como os fenólicos, pode modificar a interação das plantas com os insetos herbívoros.

Cientistas da Embrapa Meio Ambiente e do Instituto Biológico estudaram essa interação entre CO2 e variabilidade climática natural e seus efeitos na química vegetal e na interação com insetos herbívoros. Também foram analisadas possíveis alterações na quantidade e composição de compostos fenólicos foliares de cafeeiros e as relações com abundância e diversidade de ácaros. 

Foram investigados os efeitos do aumento de CO2 e da variação climática local em plantas jovens de café, das cultivares Catuaí vermelho IAC-144 e Obatã vermelho IAC-1669-20. As plantas foram cultivadas na unidade FACE, no campo experimental da Embrapa Meio Ambiente, sob duas condições atmosféricas: normal e enriquecida com CO2. Folhas de café foram avaliadas quanto aos fenólicos solúveis totais (TSP), ácidos clorogênico (5-CQA) e cafeico (CAF), diversidade e tamanho populacional de ácaros, ao longo de duas estações secas e duas chuvosas. O CO2 atmosférico elevado diminuiu significativamente o 5-CQA no Catuaí, mas não afetou o Obatã. 

“Contrariamente à nossa hipótese”, explica o pesquisador da Embrapa Meio Ambiente Alfredo Luiz, “o teor mais alto de CO2 não elevou os fenólicos da folha do café, mas reduziu a concentração de ácido clorogênico (5-CQA) no cultivar Catuaí, na estação seca”.

“Considerando que o 5-CQA é conhecido por ser responsável por muitos aspectos da qualidade da bebida do café e por ter importante participação nas interações ecológicas, como sugerido por nossos resultados com a análise da população de ácaros, a redução dos níveis de 5-CQA nas folhas do café é um efeito indesejável do aumento na concentração de CO2 na atmosfera, especialmente durante a estação seca, quando é observada alta incidência de ácaros e outras pragas em muitos sistemas de cultivo”, explica Eunice Reis, pesquisadora da Embrapa Meio Ambiente.

Os resultados mostraram que os níveis de compostos fenólicos foram maiores durante a estação chuvosa do que na estação seca, mas não ocorreu interação com o CO2. “Além disso, a diversidade e abundância de ácaros nas folhas do café não foram afetadas pelo teor de CO2, mas foi fortemente relacionada à variabilidade sazonal dos fenólicos da folha do café”, explica Eunice. 

Em geral, altos níveis de fenólicos foram negativamente correlacionados com a abundância de ácaros, enquanto a diversidade foi negativamente correlacionada com os níveis de 5-CQA e TSP. A riqueza de espécies e o tamanho da população de ácaros nas folhas do café não foram afetados pelo aumento do CO2, mas foram fortemente relacionados à variabilidade sazonal dos fenólicos da folha do café. 

Em geral, altos níveis de fenólicos foram negativamente correlacionados com o tamanho da população, enquanto a riqueza de espécies de ácaros foi negativamente correlacionada com os níveis de 5-CQA e TSP. Os resultados mostram que o aumento de CO2 afeta os fenólicos em cafeeiros de maneira diferenciada por cultivares. No entanto, a sazonalidade é o principal determinante da composição dos fenólicos, riqueza de espécies de ácaros e tamanho da população.

“Simular esse fenômeno em experimentos agrícolas e estudar os efeitos sobre as plantas é fundamental para continuarmos produzindo alimentos”, acredita Alfredo Luiz. Investigações adicionais podem destacar a contribuição de diferentes metabólitos secundários nas interações ácaro-folha do café. 

FACE

Esse tipo de equipamento permite a injeção de CO2 no ar, por meio de uma série de tubos que parecem postes ou moirões e que formam uma cerca sem fios. No interior da área cercada por esses postes, a atmosfera fica com teor mais elevado de CO2 que o normal, como pode ser que venha a acontecer no futuro, simulando o aumento do efeito estufa sem alterar outras características ambientais. É o mais parecido que se pode chegar, no presente, de uma atmosfera enriquecida em CO2 que poderá existir no futuro.

Afinal, os estudos de modelagem sobre mudanças climáticas preveem aumentos contínuos na concentração de dióxido de carbono atmosférico (CO2) e consequente aumento na temperatura. A equipe acaba de publicar um artigo na revista Anais da Academia Brasileira de Ciências. O trabalho é intitulado “O aumento do CO2 atmosférico combinado com a variação climática local afeta os fenólicos e as populações de ácaros nos cafeeiros”. O artigo completo está aqui.