Relationships between yield, crop water stress index (CWSI) and transpiration of cowpea (Vigna sinensis L)

Abstract - This research was conducted to correlate the crop water stress index (CWSI) with evapotranspiration (ET), transpiration (T), and yield of cowpea (Vigna sinensis L) in order to apply these relationships to irrigation scheduling and yield production models for this crop. Furthermore, the influence of air and soil parameters in the application of canopy and air temperatures differential (Tc - Ta) for irrigation scheduling of cowpea were investigated. The lower baseline of cowpea during the growing season was (Tc - Ta) = 1.62 - 0.113 (VPD) in °C and mb. Its coefficients were smaller than those of most crops reported by other investigators. The upper baseline throughout the growing season was 5.0 °C which is comparable to that of sugarbeet in the same region. The k value of cowpea in equation Yt/T = k (e*- e) (where Yt is the yield and e*, e are the saturated and actual vapor pressures) was 0.041 mb which is similar to that of soybean. It was concluded that the harvest index of cowpea (grain/aerial dry matter), HI, was dependent on transpiration (T, kg/ha) as HI = 2.37 x 10^-4 (T)^0.5. The quadratic production functions (yield and irrigation water and/or ET) for grain and aerial dry matter of cowpea were obtained. The water sensitivity factors for grain and aerial dry matter of cowpea were 1.01 and 0.53, respectively, which are less than the factors for soybean grain production. The CWSI was 1.31 x (1 - ET/ETm) due to the fact that CWSI was measured and averaged over a portion of the growing season. Therefore, it was concluded that by correcting the CWSI for total growing season the CWSI nearly equals 1 - ET/ETm. Irrigation timing of cowpea might be determined by a CWSI of 0.106. Furthermore, it was found that (Tc - Ta) = 0.26RH - 3.71 may be applicable for irrigation scheduling of cowpea by canopy and air temperature measurements between 13 h 00 and 14 h 00. Finally, the appropriate equations were given for ET estimation by using canopy and air temperature measurements between 13 h 00 and 14 h 00.

Résumé - Relation entre le rendement, l'indice de contrainte hydrique sur la culture et la transpiration chez le niébé (Vigna sinensis L). Ce travail était destiné à établir les liens entre l'indice de contrainte hydrique d'une culture (CWSI) et l'évapotranspiration, la transpiration et le rendement chez Vigna sinensis L afin d'appliquer cette relation à des modèles de gestion de l'irrigation et de prévision du rendement. On a par ailleurs étudié l'influence de paramètres du sol et de l'air sur l'application du différentiel de température entre l'air et le couvert végétal (Tc - Ta) sur la gestion de l'irrigation. La limite inférieure a été : (Tc - Ta) = 1.62 - 0.113 (VPD), en °C et mb pendant la saison de végétation. Ses coefficients étaient plus petits que ceux de la plupart des cultures rapportées par d'autres auteurs. La limite supérieure pendant cette même saison a été 5 °C ce qui est comparable à celle de la betterave à sucre dans la même région. La valeur de k dans l'équation Yt/T = k/e* - e) a été 0,041 mb, ce qui est analogue à celle pour le soja. On a conclu que l'indice de récolte du (grain / matière sèche aérienne), HI, dépendait de la transpiration (T, kg/ha) par : HI = 2,37 / 10^-4 * T^-0.5. Les fonctions de production (rendement et eau d'irrigation, et/ou ET) pour le grain et la matière sèche aérienne ont été obtenues. Le facteur de sensibilité à l'eau pour le grain et la matière sèche aérienne ont été 1,01 et 0,53, respectivement, ce qui est inférieur à ceux du soja. Le CWSI a été 1,31 * (1 - ET/ETm), parce qu'il a été mesuré et moyenné sur une partie de la saison végétative. De ce fait, on a conclu que, si on corrige le CWSI pour la saison entière, il doit être proche de (1 - ET/ETm). Le calendrier d'irrigation du niébé peut être déterminé par un CWSI de 0, 106. De plus on a trouvé que (Tc - Ta) = 0,26 * RH - 3,71 peut être utilisable pour fixer le calendrier d'irrigation en fonction de mesures de la température du couvert végétal et de l'air entre 13 et 14 h 00. Enfin, les équations adéquates ont été données pour l'estimation de ET en utilisant la température du couvert et de l'air à cette même heure.