O cacau é cultivado tradicionalmente em sistemas agroflorestais das regiões tropicais úmidas. Estes sistemas oferecem alta biodiversidade, mas com uma baixa produção, de cerca de 500 quilogramas de amêndoas secas por hectare. Recentemente, o cacau passou a ser cultivado também como monocultura em áreas não sombreadas para aumentar a produtividade. Além disso, houve a tentativa de cultivo inicial em regiões do semiárido. O cultivo bem sucedido nestas regiões seria benéfico especificamente para redução do estresse por doença e permitiria a expansão da área de cultivo. Para entender melhor estes sistemas, conduzimos experimentos em quatro lavouras de cacau sem sombreamento no sistema de monocultura. Duas destas lavouras estavam localizadas na zona do semiárido, e as outras duas em zona subtropical. A equipe estudou o comportamento do cacaueiro nestas regiões e, com base nos fundamentos obtidos, fez recomendações para a otimização do seu cultivo e manejo. Os resultados demonstram que o cultivo de cacau como monocultura a pleno sol nas regiões do semiárido é possível e resulta em um alto rendimento, de até 3.000 quilogramas de amêndoas seca por hectare. Este rendimento foi obtido em plantações com 1200 árvores por hectare. Na comparação entre as cinco variedades (BN34, CCN51, Cepec 2002, PS1319 e Salobrinho 03), a CCN51 e Salobrinho 03, de crescimento vigoroso, obtiveram os maiores rendimentos. O clima seco evitou a proliferação da maioria das doenças fúngicas. Descobrimos apenas os fungos patogênicos Lasiodiplodia theobromae e Ceratocystis Fimbriata. O cacaueiro possui características fisiológicas específicas. A planta abre seus estômatos no nascer do sol e os fecha quando o sol se põe. Durante o dia, a planta tem dificuldade para regular a evaporação. Como consequência, um fornecimento de água suficiente é essencial. O crescimento da planta fica estagnado durante o desenvolvimento de novas folhas (lançamentos), pois durante esta fase, os assimilados são necessários para os novos lançamentos. Enquanto isso, a transpiração aumenta e pode levar ao estresse hídrico. A camada de cera (cutícula) ainda insuficientemente desenvolvida e os estômatos causam este aumento na evaporação. O caule começa a se desenvolver apenas depois que as folhas jovens se desenvolvem, estas folhas deixam de ser um escoadouro de assimilados e passam a ser uma fonte. Como os frutos crescem no caule, concluímos que a produção de frutos é reduzida durante o desenvolvimento de novas folhas e que esta falta de assimilados representa uma causa importante de perda de frutos, o que tem papel vital na produtividade. Portanto, é importante fornecer nutrientes suficientes durante a fase inicial do desenvolvimento do fruto, mas sem estimular o desenvolvimento de novas folhas com um alto teor de nitrogênio. As folhas totalmente desenvolvidas já atingem seu máximo potencial fotossintético com uma taxa de radiação solar de 400 μmol.m-2s -1. Portanto, o sombreamento do cacaueiro não diminui a taxa fotossintética. O sombreamento com sombrite (30% de absorção luminosa) reduz, no entanto, o consumo de água em cerca de 30%, enquanto produz um aumento do rendimento de 20%. Além disso, observamos que as raízes do cacaueiro se adaptam bem à irrigação por gotejamento e a solos rasos através do desenvolvimento de sistemas radiculares rasos (de até 25 cm de profundidade) sem desenvolver a raiz pivotante. Dendrômetros, os quais registram a expansão e encolhimento diários, bem como o crescimento do diâmetro caulinar, exibem de maneira confiável o aparecimento de novos lançamentos foliares e do estresse hídrico (encolhimento intenso do diâmetro caulinar). A dendrometria é adequada para o registro dos ciclos de crescimento e refinamento do manejo hídrico do cacaueiro. O modelo vegetal recém-desenvolvido «CocoaFlo» permite a modelagem do comportamento vegetal. Este modelo concede, por exemplo,demonstrar que a densidade vegetal de 2000 árvores por hectare é ideal com os porta-enxertos e variedades disponíveis atualmente. Portanto, o CocoaFlo oferece a opção de facilitar o desenvolvimento ainda maior dos sistemas de cultivo do cacaueiro. Ainda é alto o potencial para melhorias nos sistemas de cultivo do cacaueiro. Melhores porta-enxertos para a produção de material vegetal homogêneo, assim como arquiteturas padronizadas representam as maiores alavancas para o aumento da produção através da optimização da proteção fitossanitária e da redução da carga de trabalho durante a poda e colheita.