Grain yield and physiological parameters of gas exchange in common bean as a function of copper fertilization

Abstract

Conducting a field study to investigate the effects of foliar and soil fertilization with copper on the nutritional and physiological parameters and grain yield of common bean. The experimental design was a randomized block, in a 2 x 5 factorial scheme. The first factor was the site of application of copper fertilization. The second factor was copper doses: 0, 1, 2, 3, and 4 kg ha-1 (6 replicates). The following were evaluated: leaf nitrogen and copper contents, relative chlorophyll index (RCI), gas exchange, photochemical efficiency of photosystem II, and grain yield. The data were subjected to analysis of variance and F test (p-value < 0.05), using the Scott & Knott for qualitative data and polynomial regression for quantitative data. Leaf Cu content was higher with soil application (4% and 28%), both at 24 and 45 DAE, respectively. Net photosynthesis reached a maximum index of 18.77 μmol m-2 s-1 with foliar Cu fertilization at the dose of 4 kg ha-1. The application of 2.0 kg ha-1 Cu was the one that led to the highest grain yields; however, soil application stood out with a yield about 12% higher of the foliar. Soil fertilization proved to be more efficient in terms of Cu absorption and RCI rates, improving grain yield (12%) in relation to foliar, especially at the dose of 2 kg ha-1. The dose of 2 kg Cu ha-1 provided the best differential profit, reaching US$ 581.96 ha-1 and US$ 503.01 ha-1 for soil and foliar application, respectively.

El estudio en la campaña fue realizado para investigar las respuestas de los parámetros nutricionales, fisiológicos, productivos y económicos del frijol común (Phaseolus vulgaris L.) después de la aplicación de fertilizante de cobre, en hojas y suelo. Para el ensayo se empleó un diseño de bloques completo al azar, con arreglo factorial 2x5 en seis repeticiones. El primer factor fue el tipo de la aplicación de fertilizante. El segundo fue los doses de cobre: 0, 1, 2, 3 y 4 kg ha-1. Las diferencias entre medias de tratamientos fueron comparadas utilizando variancia y la prueba de F (pvalor < 0,05) y los valores cualitativos y la regresión polinomial la prueba Scott & Knott. Las variables en estudio fueron: los niveles de nitrógeno y cobre en las hojas, el índice relativo de clorofila (ICR), los intercambios de gases, eficiencia fotoquímica de fotosistema II y el rendimiento de granos. La aplicación en suelo fue más responsiva para los niveles de Cu (4% y 28%) en las hojas a los 24 y 45 días después de la germinación, respectivamente. La fotosíntesis liquida alcanzó el índice máximo de 18,77 μmol m-2 s-1 con fertilización de Cu de 4 kg ha-1 en las hojas. La aplicación de 2,0 kg Cu ha-1 fue el que proporcionó los más grandes rendimientos de granos; mientras tanto, la aplicación en suelo ha tenido 12% más expresión que la aplicación en las hojas. La fertilización en suelo demostró ser más eficiente de absorción de Cu y clorofila (IRC) sobre todo a la dosis de 2 kg ha-1. Esta misma dosis proporcionó lo mejor gano diferencial, con cerca de US$ 581,96 ha-1 y US$ 503,01 ha-1 para la aplicación en suelo y en las hojas, respectivamente.