A atividade agrícola está sofrendo alterações resultantes das mudanças climáticas, as quais representam uma séria ameaça à segurança alimentar. Dentre as modificações, a concentração atmosférica de dióxido de carbono (CO2) vem aumentando, significativamente nas últimas décadas, e as previsões indicam que o processo dificilmente será revertido.

Apesar das evidências a respeito dos efeitos benéficos do CO2 sobre plantas, pouco é conhecido se esses efeitos persistirão na presença de patógenos e outros fatores limitantes, especialmente em países tropicais. Experimentos do tipo FACE (Free Air Carbon-dioxide Enrichment) são caracterizados por exposições em larga escala e por longo tempo de plantas a elevadas concentrações de CO2 em condições de campo, permitindo avaliações interdisciplinares. Não há informações sobre os impactos da alta concentração de CO2 em plantas de café, apesar da importância da cultura.

Durante a condução do projeto Impactos das Mudanças Climáticas Globais sobre Problemas Fitossanitários - Climapest, foi desenvolvido e instalado um FACE na Embrapa Meio Ambiente, com a cultura do café. Trata-se do primeiro FACE da América Latina, sendo o primeiro a estudar a cultura do café no mundo e o primeiro a priorizar o estudo de problemas fitossanitários e suas relações com as demais áreas do conhecimento. O experimento teve início em 25 de agosto de 2011 para gerar dados em condições de campo para duas cultivares de café (Catuaí Vermelho IAC 144 e Obatã IAC 1669-20) com e sem irrigação.

O experimento está instalado em uma área de 7 ha de café e possui doze parcelas octogonais com 10 m entre lados opostos. Seis dessas parcelas, que representam o grupo de controle, foram deixadas sem tratamento, ou seja, em condições atmosféricas normais, enquanto as outras seis têm sido tratadas com CO2 .

Dessa forma, o projeto tem por objetivo geral estudar os impactos do aumento da concentração de CO2 do ar e disponibilidade de água em duas cultivares de café (Catuaí Vermelho e Obatã), por meio da avaliação dos efeitos sobre problemas fitossanitários, interações multitróficas, plantas e solo, visando à análise da vulnerabilidade do agro-ecossistema e à elaboração de medidas de adaptação.

O projeto inclui o desenvolvimento de novos dispositivos sensores e atuadores baseados em rede de sensores sem fio e a otimização do algoritmo de controle da fumigação pela Embrapa Instrumentação. Os aspectos fitossanitários estudados incluem o progresso da ferrugem e da cercosporiose, população endofítica de Colletotrichum spp., monitoramento de bicho-mineiro (Perileucoptera coffeella), ácaro vermelho (Oligonychus ilicis), ácaro-branco (Polyphagotarsonemus latus), ácaro-da-leprose (Brevipalpus phoenicus), broca-do-café (Hypothenemus hampei) e freqüência e diversidade de plantas invasoras e seus patógenos.

As interações multitróficas incluem a atividade microbiana do solo, inimigos naturais de pragas, antagonistas de patógenos e cupins subterrâneos. Quanto às plantas, são estudadas a fisiologia, morfologia, características espectrais, biologia floral e reprodutiva, produtividade e aspectos econômicos em relação ao solo o estudo é focado na decomposição e ciclagem de nutrientes, atributos físicos e químicos, emissão de N2O a partir de fertilizantes nitrogenados e dinâmica do C e N.

Ao entender como as plantas, os patógenos, as pragas e os organismos envolvidos, respondem ao futuro incremento na concentração de CO2 e suas interações com a disponibilidade de água, será possível o desenvolvimento de estratégias de adaptação.