Performance of Mesoamerican bean (Phaseolus vulgaris L.) lines in an unfertilized oxisol

• James S. Beaver ^[1] ; Abiezer González-Vélez ^[1] ; Giovanni Lorenzo-Vázquez ^[2] ; Raul Macchiavelli ^[1] ; Timothy G. Porch ^[2] ; Consuelo Estevez-de-Jensen ^[1]
  1. [1] University of Puerto Rico System

     University of Puerto Rico System

     Puerto Rico

     
  2. [2] United States Department of Agriculture

     United States Department of Agriculture

     Estados Unidos

     
• Localización: Agronomía Mesoamericana, ISSN-e 2215-3608, ISSN 1021-7444, Vol. 32, Nº. 3, 2021, págs. 701-718
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Comportamiento de líneas mesoamericanas de frijol (Phaseolus vulgaris L.) en un oxisol no fertilizado
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• Resumen
  • español

    Introducción. El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) en América Central y el Caribe a menudo se produce en suelos de baja fertilidad que reduce el rendimiento del cultivo. Los programas de mejoramiento de frijoles necesitan identificar genotipos que tengan una adaptación superior a estas condiciones. Objetivo. Identificar líneas de germoplasma de frijol mesoamericano con una adaptación superior a la baja fertilidad del suelo. Materiales y métodos. El comportamiento de veintisiete líneas de frijol mesoamericano (Phaseolus vulgaris L.) del Vivero de Adaptación de Frijol a Estreses Abióticos (BASE 120), fue evaluado en un oxisol sin fertilizante químico en Isabela, Puerto Rico, durante cinco épocas de siembra (periodo de cuatro años de 2015-2018). Las líneas se inocularon con una mezcla de Rhizobium etli y R. tropici para promover la fijación simbiótica de nitrógeno (SNF). Resultados. Cuatro líneas produjeron rendimientos promedios de semilla >1200 kg ha-1 y presentaron estimaciones de nitrógeno derivado de la atmósfera (NDFA) >50 %. El mayor número de nódulos se correlacionó positivamente con % NDFA, días a la madurez y rendimiento de semilla. El cultivar rojo pequeño tolerante al calor y la sequía ‘Rojo Chortí’ y el cultivar blanco ‘Verano’ tolerante al calor, presentaron los valores de discriminación de isótopos de C más bajos que sugieren una mayor eficiencia en el uso del agua. El daño por pudrición de la raíz fue mínimo y los ángulos de crecimiento basal de la raíz fueron intermedios (40-60 %), lo que favoreció la absorción de agua y nutrientes del suelo en las líneas élites del ensayo. Conclusión. Se identificaron líneas de frijol mesoamericanas con un rendimiento superior y una mejor fijación simbiótica de nitrógeno en un suelo de baja fertilidad. Algunas líneas también poseen resistencias a otros factores bióticos y abióticos que limitan el rendimiento de semilla de frijol en Centroamérica y el Caribe.

  • English

    Introduction. Common beans (Phaseolus vulgaris L.) in Central America and the Caribbean are often produced on low fertility soils which reduces crop yield. Bean breeding programs need to identify genotypes that have superior adaptation to these conditions. Objective. Identify Mesoamerican bean germplasm lines with superior adaptation to low soil fertility. Materials and methods. The performance of twenty-seven Mesoamerican bean (Phaseolus vulgaris L.) lines from the Bean Abiotic Stress Evaluation (BASE) 120 panel were evaluated in an unfertilized oxisol at Isabela, Puerto Rico over five growing seasons (four-year period from 2015-2018). The lines were inoculated with a mixture of Rhizobium etli and R. tropici to promote symbiotic nitrogen fixation (SNF). Results. Four lines produced mean seed yields >1,200 kg ha-1 and had estimates of nitrogen derived from the atmosphere (NDFA) >50 %. Greater nodule number was positively correlated with % NDFA, later maturity and seed yield. The heat and drought tolerant small red cultivar ‘Rojo Chortí’ and the heat tolerant white cultivar ‘Verano’ had among the smallest apparent C isotope discrimination values suggesting greater water use efficiency. Among the elite lines in the trial, root rot damage was minimal and the basal root growth angles were intermediate (40-60 %), which favored the uptake of water and soil nutrients. Conclusion. Mesoamerican bean lines with superior seed yield and enhanced symbiotic nitrogen fixation in a low fertility soil were identified. Many of these lines also possess resistance to other biotic and abiotic factors that limit bean seed yield in Central America and the Caribbean.