A produção de grãos verdes do feijão-caupi constitui opção de renda e fonte de emprego para produtores da agricultura familiar. No entanto, não há informações sobre o uso de plantas espontâneas do bioma Caatinga como adubos verdes para produção dessa cultura. Diante disto, o presente trabalho teve como objetivo otimizar agronômica e economicamente a produção de feijão-caupi para grãos verdes e de seus componentes produtivos quando adubado com quantidades equitativas de biomassa das espécies jitirana (Merremia aegyptia L.) e flor-de-seda (Calotropis procera Ait.) em duas estações de cultivos em ambiente semiárido. Os experimentos foram conduzidos nos períodos de dezembro de 2020 a fevereiro de 2021, e de outubro a dezembro de 2021, na Fazenda Experimental Rafael Fernandes, Mossoró, RN. O delineamento experimental utilizado foi em blocos completos casualizados, com cinco tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos consistiram de quantidades equitativas de biomassa de jitirana (M. aegyptia) e de flor-de-seda (C. procera) nas quantidades de 16, 29, 42, 55 e 68 t ha-1, em base seca. Em cada experimento, foram utilizados dois tratamentos adicionais – um sem adubo (testemunha absoluta) e outro com adubação mineral, para efeito de comparação com o tratamento de máxima eficiência fisica ou econômica. As características avaliadas no feijão-imaturo foram: altura de plantas (cm), comprimento de vagens verdes, número de vagens verdes por planta, produtividade de vagens verdes, número de grãos verdes por vagem, peso de 100 grãos verdes e produtividade e massa seca de grãos verdes. Além disso, os seguintes indicadores econômicos foram determinados: rendas bruta e líquida, custos operacionais de produção, taxa de retorno e índice de lucratividade. Os valores de máxima eficiencia fisica físicas (agronômicas) otimizadas da produção de vagens foi de 3,90 t ha-1 e para produtividade de grãos verdes foi de 4,06 t ha-1, com a incorporação ao solo de 45,07 e 50,48 t ha-1 de biomassa de M. aegyptia e C. procera, respectivamente. A máxima eficiência econômica da produção de grãos verdes do feijãocaupi foi alcançada na renda líquida de 5.826,12 R$ ha-1 e na taxa de retorno 1,29 reais por cada real investido com incorparação ao solo de 38,74 e 37,85 t ha-1 de biomassa dos adubos verdes testados. O uso da biomassa dessas espécies como adubos verdes se apresenta como tecnologia viável para produtores de feijão-imaturo em monocultivo em ambiente semiárido