A evapotranspiração constitui a transferência de água, na forma de vapor, do sistema solo-planta para a atmosfera. Trata-se de um fluxo que depende principalmente da energia disponível para a evaporação da água. Não havendo restrição de água no solo, a evapotranspiração é controlada pela disponibilidade de energia e pelo poder evaporante do ar.
Contudo, em condições normais de cultivo, a disponibilidade de água no solo nem sempre encontra-se em níveis ótimos. Dessa forma, a evapotranspiração está sujeita à interação entre a demanda atmosférica e a umidade do solo. Denmead & Shaw (1962) mostraram que o solo é um reservatório ativo de água que, dentro de certos limites, controla a taxa de perda de água pelas plantas.
Com o objetivo de sistematizar o uso dos métodos de determinação da evapotranspiração e padronizar os conceitos, Doorenbos & Pruitt (1997a) apresentaram os conceitos básicos de evapotranspiração de referência (ETo ), evapotranspiração máxima ou de cultura (ETm) e coeficiente de cultivo (Kc). Segundo os autores, a ETo corresponde à evapotranspiração de uma superfície extensa de gramínea verde de 8 a 15 cm de altura, uniforme, em ativo crescimento, sombreando completamente o solo e onde não exista limitação de água. A ETo constitui-se como um fator básico na determinação
do total de água necessária durante o ciclo de uma cultura, quando se deseja um manejo racional da água de irri_gação.
Considerando a diferença existente entre a grama em crescimento ativo e outras culturas, definiram a ETm como a perda de água por uma cultura qualquer, sem restrição hídrica em qualquer estádio de desenvolvimento. O valor de ETm é relacionado ao de ETo através de um coeficiente apropriado, denominado de coeficiente de cultura (Kc). Esse coeficiente quantifica os efeitos das características da cultura sobre suas necessidades hídricas. Na ausência das condições fixadas para a definição da ETm_, a
evapotranspiração é chamada de evapotranspiração real (ETr), ou seja, refere-se à perda de água por uma comunidade vegetal qualquer, com ou sem restrição hídrica, em qualquer estádio de desenvolvimento. Dessa forma, o valor de ETr será sempre menor ou igual a ET m.
Diversos são os métodos de estimativa da evapotranspiração de referência. Contudo, o importante é conhecer-se as limitações de cada método e os detalhes de seu desenvolvimento, a fim de permitir ao usuário a decisão quanto a conveniência de sua utilização em uma determinada situação (Pereira et al.y 1997a).
Segundo estes autores, de acordo com os princípios envolvidos no desenvolvimento, os métodos de estimativa da ETo podem ser a_grupados em cinco categorias: a) empíricos; b) aerodinâmico; c) balanço de energia; d) combinados e e) correlação de turbilhões. Dentro da cate_goria dos métodos combinados, destacam-se o método de Penman e o de Penman - Monteith, os quais integram os efeitos do balanço de energia com os do poder evaporante do ar.
O método de Penman - Monteith constitui uma modificação do método de Penman ori__ginal, com a inclusão dos parâmetros relativos à resistência aerodinâmica e resistência da cultura, sendo atualmente recomendado pela F AO como método padrão de estimativa, sempre que houver disponibilidade dos dados requeridos para o seu cálculo (Brito & Amorim Neto, 1994). Segundo esses autores, cálculos comparativos entre esses dois métodos, efetuados em oito diferentes localidades, su__gerem uma tendência de superestimativa da ETo pelo método de Penman em relação a Penman - Monteith.
Para as condições climáticas de Teresina (PI), Lima & Silva ( 1988) compararam os valores de ETo determinados pelos métodos de Radiação Solar, do tanque Classe A, de Thomthwaite, de Hargreaves, de Blaney & Criddle e de Benavídez & Lopez durante o período de maior demanda hídrica ( outubro a dezembro). Observaram que os métodos baseados nos mesmos elementos meteorológicos, tais como: Thomthwaite, Hargreaves, Blaney & Criddle e Benavídez & Lopez apresentaram coeficientes de correlação similares entre si. Por exemplo, os modelos de Hargreaves e de Benavídez & Lopez, que utilizam a temperatura média e a umidade relativa do ar, apresentaram um coeficiente de correlação �ai a 0,98. Os autores recomendaram, para a estimativa da ETo na re_gião, os modelos de Radiação Solar, tanque Classe A e Thomthwaite.
Nas mesmas condições climáticas, Nascimento et al. (1997) correlacionaram valores médios diários de ETo, medidos em evapotranspirômetros com lençol freático de nível constante, com a evaporação do tanque Classe A (ECA), para subperíodos de cinco dias. Ajustaram uma equação de regressão linear simples entre esses dois elementos (ETo = 0,97 + 0,5869 ECA) com um coeficiente de determinação R2 = 0,80**, que permite a estimativa da ETo sem a necessidade de dados de umidade relativa do ar e velocidade do vento locais. Observaram que os coeficientes de tanque (Kp ), obtidos experimentalmente pela relação ETo/ECA, foram, em geral, inferiores aos sugeridos pelaFAO.
Utilizando a evaporação do tanque Classe A para a estimativa da ETo na região de Teresina (PI), Bastos et ai. (1997) efetuaram o ajuste da distribuição de freqüência da evapotranspiração de referência através do modelo de Gumbel, com a finalidade de orientar a escolha de valores representativos de ETo, para períodos acumulados de 1 a 7 dias, em diferentes níveis de probabilidade visando o dimensionamento mais criterioso dos sistemas de irrigação nessa região.
As necessidades hídricas das culturas são normalmente expressas mediante a evapotranspiração de referência, as quais estão relacionadas com a evapotranspiração máxima da cultura através dos coeficientes de cultivo (Kc). Os valores dos coeficientes de cultivo variam com a cultura, com seu estádio de desenvolvimento e, até certo ponto, com a velocidade do vento e a umidade relativa do ar (Doorenbos & Pruitt, 1997b ).
Diversos trabalhos foram executados para determinar os coeficientes de cultivo para feijão caupi (Silva & Millar, 198 la; Espínola Sobrinho et ai., 1989; Padilha Júnior, 1986; Aguiar et ai., 1992; Santos et ai., 1998; Bezerra & Oliveira, 1998b; Bezerra et ai., 1999) e melancia (Bezerra & Oliveira, 1998a; Freitas & Bezerra, 1999a) em diferentes condições agroecológicas.
Para as condições edafoclimáticas de Parnaíba (PI), destaca-se o trabalho de Andrade et ai. (1993), no qual os autores propõem equações de re__gressão para o cálculo diário do Kc de feijão caupi cv. BR 12 Canindé, nos seus diferentes estádios de desenvolvimento, em função dos dias após o plantio. Para as condições de Teresina (PI), Lima & Silva (1988) determinaram o Kc do feijão caupi utilizando diferentes métodos para a estimativa da evapotranspiração __potencial.
A análise do efeito do suprimento de água sobre os rendimentos das culturas é fundamental para o planejamento, projeto e operação de sistemas de irri_gação. A relação entre o rendimento da cultura e o suprimento de água pode ser determinada a partir da quantificação das necessidades hídricas da cultura, dos efeitos dos déficits hídricos, do rendimento máximo e real da cultura (Downey, 1972; Howell & Hiler, 1975; Doorenbos & Kassam, 1994).
Segundo esses autores, os déficits hídricos nas culturas e o conseqüente estresse hídrico na planta têm certos efeitos sobre a evapotranspiração e o rendimento da cultura. O estresse hídrico na planta pode ser quantificado mediante a relação entre a evapotranspiração real (ETr) e a evapotranspiração máxima (ETm), denominada de evapotranspiração relativa (1 - ETr/ETm). A queda de rendimento é obtida pela relação entre o rendimento real (Yr) e o rendimento máximo da cultura (Ym), chamada de rendimento relativo (1 - YrNm).
A resposta do suprimento hídrico de água sobre o rendimento da cultura é quantificada através do fator de resposta da cultura (Ky), o qual relaciona a queda de rendimento relativo com o déficit de evapotranspiração relativa (Doorenbos & Kassam, 1994).
Sousa & Frizzone (1997) e Sousa (1999) utilizaram essa relação para quantificar o efeito do estresse hídrico, oriundo da ocorrência de veranicos de diferentes
intensidade, sobre a queda de produção das culturas. Por outro lado, Bernardo et al. ( 1988) fizeram uso dessa relação para a estimativa da produtividade das culturas de feijão, milho, sorgo e alfafa em função do déficit de evapotranspiração, no desenvolvimento de um modelo de simulação visando a otimização econômica da lâmina de irrigação sob condição de disponibilidade de água limitada.
O valor de Ky para diferentes culturas baseia-se na avaliação de inúmeros resultados de pesquisa, abrangendo ampla faixa de condições de crescimento. No caso específico das culturas de feijão caupi e melancia, destacam-se os trabalhos de Cordeiro et ai. ( 1998b) e Freitas & Bezerra ( 1999b ), respectivamente.
O rendimento máximo de uma cultura (Ym) é aquele obtido de uma variedade altamente produtiva e bem adaptada ao respectivo ambiente de crescimento, sem limitações de fatores como água, nutrientes, pragas e doenças durante todo o ciclo. É determinado, principalmente, por suas características genéticas e grau de adaptação ao meio ambiente (Doorenbos & Kassam, 1994).
Existem vários métodos de cálculo do rendimento máximo das culturas para diferentes condições climáticas. Entretanto, segundo Doorenbos & Kassam (1994), devido à complexidade das inter-relações entre muitos parâmetros, a derivação desses métodos torna-se muito complicada. Por isso, uma alternativa viável para se obter uma estimativa confiável seria a utilização de valores potenciais de produtividade, a nível de campo ou experimentais, nas condições edafoclimáticas de interesse. Franke ( 1996) utilizou com sucesso esse procedimento para estimar a produtividade potencial das culturas de soja e milho, visando avaliar a viabilidade econômica de sua exploração sob 1mgação.
A taxa real de absorção de água do solo pela cultura em relação à sua evapotranspiração máxima é regulada pela suficiente disponibilidade de água no solo e/ou pela ocorrência de déficit hídrico. A determinação da evapotranspiração real (ETr) deve considerar o nível de água disponível no solo. Quando a disponibilidade de água no solo for suficiente para a cultura, tem-se que ETr = ETm. Porém, quando a disponibilidade de água no solo for limitada, ocorre que a ETr < ETm. A disponibilidade
de água no solo é definida pela fração p que pode ser deduzida da água total disponível do solo, sem que a ETr se torne menor que a ETm (Doorenbos & Kassam, 1994).
É importante destacar que a relação entre o suprimento de água e o rendimento das culturas é afetada por outros fatores, tais como: cultivar, fertilizantes, salinidade, pragas e doenças e práticas agronômicas. Contudo, com o intuito de facilitar a análise efetuada nesse estudo, considerou-se que as relações apresentadas referem-se a cultivares altamente produtivas, bem adaptadas ao ambiente de crescimento, onde as práticas agronômicas e o manejo da irrigação são realizados sob condições ótimas, conforme ressaltado por Doorenbos & Kassam (1994).