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Bases teóricas 1. Evapotranspiración (ET) La evaporación y la transpiración ocurren simultáneamente y no hay forma sencilla de distinguir cuanto vapor de agua es producido por cada uno de los dos procesos. Por ello, se usa el término Evapotranspiración (ET) que engloba el proceso de transferencia de agua a la atmosfera tanto por acción de las plantas como por evaporación directa desde el suelo. En un cultivo la proporción de evaporación y transpiración cambia según las diferentes fases de desarrollo y crecimiento. En el momento de la siembra, casi el 100% de la ET ocurre en forma de evaporación, mientras que cuando la cobertura vegetal es completa, más del 90% de la ET ocurre como transpiración. (Bochetti, 2010, p.7) Segura y Ortiz (2017) manifiestan que la evapotranspiración (ET) es la transmisión de agua de la tierra a la atmosfera por procesos de evaporación de la superficie del suelo y transpiración de las plantas. La ET es un fenómeno complejo que controla el intercambio de masa y energía en el sistema atmosférico global y se considera como una herramienta útil para el monitoreo del cambio de energía y transferencia de humedad del suelo a la atmósfera, pues es gobernado por diversas variables climáticas, como radiación, temperatura, velocidad del viento, humedad atmosférica y su efecto en la humedad del suelo, y el albedo. Dos conceptos relacionados con la ET son la evapotranspiración real o de referencia (ET0), y la evapotranspiración potencial (ETP). La ET0 es definida como la cantidad de agua perdida por el complejo suelo-planta en las condiciones meteorológicas, edáficas y biológicas existentes; mientras que la ETP es la máxima cantidad de agua capaz de ser perdida por una capa continua de vegetación que cubre todo el terreno, cuando la cantidad de agua suministrada al suelo es ilimitada. Aun cuando se reconoce que estos conceptos son diferentes, ambos indican cantidades máximas de agua perdida en favor de la atmósfera; por ello, en algunos estudios, han sido considerados como equivalentes. Según Esmeral (2011), la evapotranspiración (ET) es un componente del balance de agua, y un parámetro importante en la definición de las necesidades hídricas de los cultivos y por consiguiente en la programación de riego de los cultivos. Se emplea el término ET debido a la dificultad de diferenciar entre los procesos de evaporación y transpiración, los cuales se producen de manera simultánea. El agua que se pierde por transpiración entra a la planta a través de la raíz, pasa al follaje y luego a la atmósfera por medio de la apertura de las estomas. Entre tanto, la pérdida de agua a través de la evaporación se presenta por el paso directo del agua disponible en el suelo a la atmósfera. “En condiciones bajo invernadero, la evaporación es baja como consecuencia de la alta proporción de suelo cubierto por el cultivo, por lo general se desprecia y se habla solo de transpiración en vez de ET” (Esmeral, 2011, p.25) 1.1 1.2 1.3 1.4

Evaporación (E) Transpiración (T) Factores que intervienen en la evapotranspiración (ET) Conceptos de evapotranspiración (ET) Evapotranspiración potencial (ETP) Evapotranspiración de referencia (ETO)

1.5 Unidades de evapotranspiración. 2. Evapotranspiración del cultivo (ETC) 3. Coeficiente de cultivo (KC) Es un coeficiente que tiene en cuenta las características del cultivo y los efectos promedios de la evaporación en el suelo, este describe las variaciones de la cantidad de agua que las plantas extraen del suelo a medida que se van desarrollando, desde la siembra hasta la recolección. Los cultivos se desarrollan no de una manera regular, si no, de una manera dinámica y acorde a las características de su entorno, por ello, el KC presenta valores pequeños al inicio del desarrollo del cultivo y aumenta a medida que se incrementa la cobertura del suelo, el valor máximo alcanza durante la floración, se mantiene durante la fase media y finalmente decrece durante la maduración. (Zea, 2015, p.36) “El coeficiente del cultivo (KC) es básicamente el cociente entre la evapotranspiración del cultivo ETC (mm/día) y la evapotranspiración del cultivo de referencia ETO (mm/día)” (FAO, 2006, p.90). Esmeral (2011) menciona que el kc está relacionado con las fases de crecimiento del cultivo y se define a través de la curva de kc. La curva describe cuatro fases: inicial, desarrollo del cultivo, mediados de temporada o intermedia y final de temporada. La fase inicial va desde la siembra hasta que el cultivo alcanza un 10% de la cobertura del suelo. La fase de desarrollo, empieza cuando termina la etapa anterior y va hasta el crecimiento activo de la planta. La fase intermedia, va desde la floración hasta que el cultivo alcanza el 70-80% de cobertura máxima de cada cultivo. La fase final, va desde la madurez hasta la cosecha. 3.1 Curva del coeficiente de cultivo (KC) Obtenidos el tiempo de duración de cada etapa de desarrollo del cultivo y sus valores de KC, podemos elaborar nuestra curva del coeficiente de cultivo. Esta curva nos detalla los cambios de los valores de KC a lo largo de las diferentes etapas de desarrollo del cultivo, y la forma de la curva nos indicara los cambios en la vegetación y el grado de cobertura del suelo. (Tenecota, 2016, p.13) 4. Etapas del crecimiento de los cultivos. 4.1 Etapa inicial La etapa inicial está comprendida entre la fecha de siembra y el momento que el cultivo alcanza aproximadamente el 10 % de cobertura del suelo. La longitud de la etapa inicial depende en gran medida del tipo de cultivo, la variedad del mismo, la fecha de siembra y del clima. (FAO, 2006, p.95) 4.2 Etapa de desarrollo del cultivo La etapa de desarrollo del cultivo está comprendida desde el momento en que la cobertura del suelo es de un 10 % hasta el momento de alcanzar la cobertura efectiva completa. Para una gran variedad de cultivos, el estado de cobertura efectiva completa ocurre al inicio de la floración. Para cultivos en hileras, la cobertura efectiva completa puede ser definida como el momento cuando algunas hojas de las plantas en hileras adyacentes comienzan a solaparse, lo que produce un sombreamiento casi completo del suelo, o cuando las plantas casi alcanzan su tamaño máximo, en el caso que no ocurra el solape entre las hojas. (FAO, 2006, p.95)

4.3 Etapa de mediados de temporada La etapa de mediados de temporada comprende el período de tiempo entre la cobertura efectiva completa hasta el comienzo de la madurez. El comienzo de la madurez está indicado generalmente por el comienzo de la vejez, amarillamiento o senescencia de las hojas, caída de las hojas, o la aparición del color marrón en el fruto, hasta el grado de reducir la evapotranspiración del cultivo en relación con la ETO de referencia. (FAO, 2006, p.96) 4.4 Etapa final del periodo La etapa final o tardía de crecimiento comprende el período entre el comienzo de la madurez hasta el momento de la cosecha o la completa senescencia. Se asume que el cálculo de los valores de KC y ETC finaliza cuando el cultivo es cosechado, secado al natural, alcanza la completa senescencia o experimenta la caída de las hojas. (FAO, 2006, p.97) 5. Lisímetro 6. Tensiómetro 7. Disponibilidad del agua en el suelo para los cultivos La cantidad de agua disponible en el suelo a ser utilizada por los cultivos está comprendida entre el rango de humedad a capacidad de campo (CC) y el punto de marchitez permanente (PMP), si se mantuviera el contenido de humedad del suelo a un nivel mayor que la CC, existe el peligro de que la falta de aire en el suelo sea un factor limitante para el normal desarrollo de los cultivos. (Tarazona, 2017, p.30) 7.1 Saturación Un suelo está saturado cuando todos sus poros están ocupados por agua. La tensión es inferior a 0.3 bares y el agua está sujeta a la fuerza de la gravedad. Esta situación no es óptima desde el punto de vista biológico, debido a la falta de oxígeno. Esta situación se produce después de un riego pesado o de una lluvia prolongada. (Tarazona, 2017, p.30) 7.2 Capacidad de campo (CC) Se define como la máxima capacidad de retención de agua en un suelo sin problemas de drenaje, y que alcanza según la textura del suelo entre las 12 y 72 horas después de un riego pesado o una lluvia que permitió saturar momentáneamente al suelo; es decir, cuando la percolación y drenaje del agua gravitacional haya prácticamente cesado. También se puede decir que el contenido de humedad a capacidad de campo es aquel que corresponde a un estado energético del agua en el suelo de aproximadamente 0.33 bares para un suelo pesado (arcillosos) y de 0.10 bares para un suelo de textura gruesa (arenoso). (Tarazona, 2017, p.30) 7.3 Punto de marchites permanente (PMP) Es el contenido de humedad del suelo en el cual la vegetación manifiesta síntomas de marchitamiento, caída de hojas, escaso desarrollo o fructificación, debido a un flujo muy lento de agua del suelo hacia la planta; y que, en promedio corresponde a un estado energético del agua de 15 bares. Donde la planta no puede extraer agua fácilmente entrando a un proceso irreversible de marchitamiento permanente. (Tarazona, 2017, p.31) 7.4 Humedad aprovechable total (HAT)

Viene a ser la cantidad de agua retenida por el suelo y de libre disponibilidad para las plantas. Matemáticamente es la diferencia que existe entre los contenidos de humedad del suelo a capacidad de campo (CC) y punto de marchitez permanente (PMP). (Tarazona, 2017, p.31) HAT = θCC % − θPMP % … 𝐄𝐜. 𝟏 Dónde: HAT: Humedad aprovechable total o agua disponible total en la capa enraizada del suelo (Vol. %). Θ CC %: Contenido de humedad a capacidad de campo (Vol. %). Θ PMP %: Contenido de humedad a punto de marchitez permanente (Vol. %). 7.5 Fracción del agua del suelo fácilmente disponible (F) Aunque en teoría, el agua disponible para los cultivos en el suelo es la comprendida entre el contenido de humedad del suelo a capacidad de campo y a punto de marchitez permanente. En realidad, no todas las especies tienen la capacidad de extraer esa cantidad de agua. Por tal motivo, se ha introducido un factor de carácter fisiológico, característico de cada especie, que indica la fracción de la humedad aprovechable a partir de la cual el cultivo empieza a manifestar síntomas fisiológicos adversos (clorosis, disminución del crecimiento, disminución del rendimiento, marchitez, etc.). A este concepto, se le conoce como fracción del agua del suelo fácilmente disponible. (Tarazona, 2017, p.32) 7.6 Humedad fácilmente aprovechable (HFA) “De la humedad aprovechable total (HAT), cada cultivo tiene la capacidad fisiológica de utilizar solamente una fracción. A esta fracción se le conoce como Humedad Fácilmente Aprovechable” (Tarazona, 2017, p.32). HFA% = f ∗ [θCC % − θPMP %] … 𝐄𝐜. 𝟐 Dónde: f: Fracción del agua del suelo fácilmente aprovechable o disponible. Θ CC %: Contenido de humedad a capacidad de campo (Vol. %). Θ PMP %: Contenido de humedad a punto de marchitez permanente (Vol. %). 7.7 Volumen de agua disponible total en la capa de raíces “Conociendo la lámina de agua aprovechable o disponible total, se calcula el volumen de agua disponible o aprovechable total en la capa de raíces” (Tarazona, 2017, p.33). La =

[θCC % − θPMP %] ∗ Dap.∗ Prof. … 𝐄𝐜. 𝟑 100 ∗ ρw

Luego, el volumen de agua disponible está dado por la relación: VAD = 10 ∗ La … 𝐄𝐜. 𝟒 Dónde:

La: Lámina de agua disponible total (mm). Dap: Densidad aparente del suelo (gr/cm3). Prof.: Profundidad radicular (cm). ρw : Densidad del agua, equivalente a 1 gr/cm3. VAD: Volumen de agua disponible total en la zona de raíces (m3/Has). 8. Cultivo de experimento frijol