TASA DE EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO DE LA VID Y SU RELACIÓN CON LA DE REFERENCIA DEL MÉTODO FAO PENMAN-MONTEITH EVAPOTRANSPIRATION RATE OF A VINEYARD AND ITS RELATION TO THE REFERENCE OF THE FAO PENMAN-MONTEITH METHOD

Abstract

Timely and adequate irrigation scheduling in agriculture requires information corresponding to the daily rate of crops ET established or to be established in different agricultural regions. Therefore, the objective of this study was to determine the daily rate of current ET (ETa) of the vine cultivation, from the reference ET (ETr) obtained with the FAO Penman Monteith method and its comparison with the crop ETa obtained with an eddy covariance system. We conducted the study in a vineyard of Vinícola San Lorenzo, Parras, Coahuila, during the production cycle of the vine (Vitis vinifera cv Shiraz) from April to September 2014. Within the vineyard we delimited two sections of 5.2 ha, and on each we installed eddy system sensors to obtain the daily rate of crop ET (ETa). Simultaneously, we continuously measured the total incident solar radiation, temperature and relative humidity and wind speed. With this information, we obtained the daily reference ET rate (ETr). The daily rate (ETa) of one of the sections of the vineyard was compared to the ETr to obtain the monthly adjustment coefficients of crop development (Kc). The study results showed that based on the Wilcoxon test for paired populations (p≤0.01), the daily rate of ETa measured in the vineyard (with the eddy covariance method) was equal to the Eta rate obtained from the ETr (with the FAO Penman Monteith procedure) corrected by the plant coverage ratio factor and the monthly coefficients (Kc) of crop development.

Full text

1
Resumen
Una oportuna y adecuada programación del riego en la agri-
cultura requiere información correspondiente a la tasa de ET
diaria de los cultivos establecidos o por establecer en las di-
ferentes regiones agrícolas. Por lo tanto, el objetivo de este
estudio fue determinar la tasa diaria de ET actual (ETa) del
cultivo de la vid, con la ET de referencia (ETr) obtenida con el
método FAO Penman Monteith y su comparación con la ETa
del cultivo obtenida con un sistema de covarianza eddy. El es-
tudio se realizó en un viñedo de la Vinícola San Lorenzo, Pa-
rras, Coahuila, durante el ciclo de producción de la vid (Vitis
vinífera cv Shiraz) de abril a septiembre de 2014. Dentro del
predio se delimitaron dos secciones de 5.2 ha, y en cada una
se instalaron los sensores de un sistema eddy para obtener la
tasa diaria de ET actual del cultivo (ETa). Simultáneamente,
se midió en forma continua la radiación solar total inciden-
te, la temperatura y humedad relativa del aire y la velocidad
del viento. Con esta información se obtuvo la tasa diaria de
ET de referencia (ETr). La tasa diaria de ETa de una de las
secciones del viñedo se comparó contra la ETr, para obtener
los coecientes mensuales de ajuste por desarrollo del cultivo
(Kc). Los resultados del estudio mostraron que con base a la
prueba de Wilcoxon para poblaciones pareadas (p£0.01), la
tasa diaria de ETa medida en el viñedo (con el método de la
covarianza eddy) fue igual a la tasa de ETa obtenida desde la
ETr (con el procedimiento FAO Penman Monteith) corregida
por el factor de relación de cobertura y los coecientes men-
suales (Kc) de desarrollo del cultivo.
Palabras clave: ET de referencia, covarianza eddy, coeciente de
cultivo, Vitis vinífera.
TASA DE EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO DE LA VID Y SU RELACIÓN
CON LA DE REFERENCIA DEL MÉTODO FAO PENMAN-MONTEITH
EVAPOTRANSPIRATION RATE OF A VINEYARD AND ITS RELATION TO THE
REFERENCE OF THE FAO PENMAN-MONTEITH METHOD
Alejandro Zermeño-González1*, A. Isain Melendres-Alvarez1, L. Alberto Fuerte-Mosqueda1,
J. Plutarco Munguia-López2, Luis Ibarra-Jiménez2
1Departamento de Riego y Drenaje, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, 25315.
Buenavista, Saltillo, Coahuila. México. (azermenog@hotmail.com). 2Centro de investigación
en Química Aplicada, San José de los Cerritos. 25294. Saltillo, Coahuila, México.
* Autor responsable v Author for correspondence.
Recibido: enero, 2016. Aprobado: junio, 2016.
Publicado como ARTÍCULO en Agrociencia 51: 1-12. 2017.
AbstRAct
Timely and adequate irrigation scheduling in agriculture
requires information corresponding to the daily rate of
crops ET established or to be established in dierent
agricultural regions. erefore, the objective of this study
was to determine the daily rate of current ET (ETa) of the
vine cultivation, from the reference ET (ETr) obtained with
the FAO Penman Monteith method and its comparison with
the crop ETa obtained with an eddy covariance system. We
conducted the study in a vineyard of Vinícola San Lorenzo,
Parras, Coahuila, during the production cycle of the vine
(Vitis vinifera cv Shiraz) from April to September 2014.
Within the vineyard we delimited two sections of 5.2 ha,
and on each we installed eddy system sensors to obtain the
daily rate of crop ET (ETa). Simultaneously, we continuously
measured the total incident solar radiation, temperature and
relative humidity and wind speed. With this information,
we obtained the daily reference ET rate (ETr). e daily rate
(ETa) of one of the sections of the vineyard was compared to
the ETr to obtain the monthly adjustment coecients of crop
development (Kc). e study results showed that based on the
Wilcoxon test for paired populations (p£0.01), the daily rate
of ETa measured in the vineyard (with the eddy covariance
method) was equal to the Eta rate obtained from the ETr
(with the FAO Penman Monteith procedure) corrected by the
plant coverage ratio factor and the monthly coecients (Kc)
of crop development.
Keywords: Reference ET, eddy covariance, crop coecient, Vitis
vinífera.

AGROCIENCIA, 1 de enero - 15 de febrero, 2017
VOLUMEN 51, NÚMERO 1
2
IntRoduccIón
Para aumentar la eciencia del uso del agua en
la agricultura es necesario determinar la tasa
diaria de ET (ET) de los cultivos establecidos
en una región, que permita determinar los volúme-
nes de agua por aplicar (Béziat et al., 2013; Lawson
y Blatt, 2014). La tasa de ET es el resultado de la
evaporación desde la supercie del suelo y la trans-
piración por los estomas de las hojas. Estos procesos
ocurren simultáneamente y en un ecosistema natural
son difícil de separar (Allen et al., 2006; Escrig et al.,
2012). Los principales factores ambientales que de-
terminan la tasa de ET son la radiación, temperatura
del aire, décit de presión de vapor y velocidad del
viento (Allen et al., 2006).
La tasa de ET se puede medir por métodos, como
los de enfoque micro meteorológico, uso de lisíme-
tros y medición de los cambios de la humedad del
suelo (Abtew y Melesse, 2013; Escarabajal-Henarejos
et al., 2014). Sin embargo, la implementación de es-
tos métodos es muy costosa y de difícil aplicación,
por lo cual se debe aplicar métodos que permitan de-
terminar la ET de cultivos a partir de la ET de refe-
rencia. Hay varios métodos para obtener la ET de re-
ferencia en una localidad (Li et al., 2008; Vega y Jara,
2009; Escarabajal-Henarejos et al., 2014). El méto-
do más recomendado es el FAO Penman-Monteith
(Guevara-Diaz, 2006; Sentelhas et al., 2010), que es
el procedimiento estándar. Trezza (2008) aplicó di-
cho método para la programación del riego mediante
el balance hídrico en el suelo, en un cultivo de caña
de azúcar (Saccharum ocinarum), mientras que In-
trigliolo et al. (2009) lo usaron para determinar la
tasa de ET de una plantación de vid (cv Riesling) y en
la programación del riego. Moratiel y Martínez-Cob
(2012) determinaron la ET de referencia mediante el
método FAO Penman-Monteith para calcular la ET
de una plantación de vid (Vitis vinífera, cv. Red Glo-
be) de un clima semiárido con malla sombra sobre el
dosel de las plantas.
La tasa diaria de ET de una plantación de vid es
pequeña con relación a la observada en cultivos de
cobertura total (maíz, alfalfa, sorgo, caña de azúcar)
(Zhang et al., 2008; Álvarez et al., 2013), debido a
que la supercie que ocupan las franjas de plantas
de vid es menor que la de los pasillos (Chen et al.,
2010). Por lo tanto, al aplicar el método FAO Pen-
man-Monteith se debe considerar esta relación (Allen
et al., 2006; López et al., 2015).
IntRoductIon
To increase the water use eciency in
agriculture, it is necessary to determine the
daily rate of ET (ET) of the crops established
in a region in order to determine the volumes of
water to apply (Béziat et al, 2013; Lawson and Blatt,
2014). e ET rate is the result of evaporation from
the soil surface and transpiration by leaves stomata.
ese processes occur simultaneously and in a natural
ecosystem are dicult to separate (Allen et al., 2006;
Escrig et al, 2012.). e main environmental factors
that determine the rate of ET are radiation, air
temperature, vapor pressure decit and wind speed
(Allen et al., 2006).
e ET rate can be measured by methods such as
the micro meteorological approach, use of lysimeters
and measurement of changes in soil moisture
(Abtew and Melesse, 2013; Escarabajal-Henarejos
et al, 2014.). However, the implementation of these
methods is very costly and dicult to implement, so
it is necessary to apply methods for obtaining crop
ET from the reference ET. ere are several methods
to obtain reference ET in a locality (Li et al, 2008;
Vega and Jara, 2009; Escarabajal-Henarejos et al,
2014.). e most recommended method is the FAO
Penman-Monteith (Guevara-Diaz, 2006;. Sentelhas
et al, 2010), which is the standard procedure. Trezza
(2008) applied this method for scheduling irrigation
using the water balance in the soil in a sugarcane
crop (Saccharum ocinarum), whereas Intrigliolo et
al. (2009) used it to determine the ET rate of a vine
plantation (cv Riesling) and for irrigation scheduling.
Moratiel and Martínez-Cob (2012) determined
the reference ET using the FAO Penman-Monteith
method for calculating ET in a vine plantation (Vitis
vinifera cv. Red Globe) of a semiarid climate with
mesh shadow over the canopy of the plants.
e daily ET rate of a vine plantation is small
in relation to that observed in crops of full coverage
(corn, alfalfa, sorghum, sugar cane) (Zhang et al,
2008; Alvarez et al, 2013) since the area occupied by
the strips of vine plants is smaller than the corridors
(Chen et al., 2010). erefore, when applying the
FAO Penman-Monteith method this relationship
must be considered (Allen et al., 2006; Lopez et al,
2015).
Vine cultivation has great economic and social
importance, for the work required for management
and the growing demand for red wines in the

3
ZERMEÑO-GONZÁLEZ et al.
TASA DE EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO DE LA VID Y SU RELACIÓN CON LA DE REFERENCIA DEL MÉTODO FAO PENMAN-MONTEITH
El cultivo de vid tiene una gran importancia eco-
nómica y social por la mano de obra necesaria para su
manejo y por la demanda creciente de vinos tintos en
el mundo (Spinelli et al.,2011; Cohen et al., 2015).
En México, las plantaciones de vid se localizan prin-
cipalmente en la zona norte que corresponde a un
clima árido o semiárido, donde el agua es el recurso
más limitante para la producción agrícola, por lo cual
es importante determinar la ET diaria de los viñedos
para una mejor programación de los riegos. En con-
secuencia, el objetivo de este estudio fue evaluar la
aplicación del método FAO Penman-Monteith, para
obtener la tasa de ET diaria de los viñedos a partir de
la ET de referencia.
mAteRIAles y métodos
Ubicación y características del sitio de estudio
El estudio se realizó durante el ciclo de producción de abril a
septiembre del año 2014, en un viñedo cv Shiraz de siete años de
edad, propiedad de la Vinícola San Lorenzo, Parras de la Fuente,
Coahuila, México. Estaa localidad está a 25° 30’ N, 102° 11’ O,
y 1505 m de altitud y el clima es seco semiárido con temperatura
promedio de 14 a 18 °C. La precipitación promedio anual es 366
mm, con vientos dominantes del este durante los meses en los
cuales se realizó el estudio (INIFAP, 2015).
En el viñedo se delimitaron dos secciones, cada una de 5.2 ha
(204 m en la dirección E-O, por 256 m en dirección N-S). Las
líneas de plantas están alineadas en la dirección N-S a 1.5 m de
espaciamiento entre plantas y 2.5 m de distancia entre hileras,
con una densidad de 2620 plantas ha-1. El agua se aplica 2 h
d-1 con un sistema de riego por goteo, el gasto del emisor fue
2.1 L h-1, y el ancho de mojado (0.40 m) fue una lámina de
agua de 7 mm. El cultivo recibió el manejo agronómico (poda,
fertilización y control tosanitario) de acuerdo con las normas
establecidas por la Vinícola San Lorenzo.
Instrumentación y mediciones
El método de la covarianza eddy se usó para determinar la
tasa de ET actual (ETa) diaria (abril a septiembre) de cada sec-
ción del viñedo. Para esto se obtuvo el ujo de calor latente (LE)
y sensible (H) con las siguientes ecuaciones (Ham y Heilman,
2003):
LE L w
wv
* ' '
ch
(1)
world (Spinelli et al, 2011; Cohen et al, 2015). In
Mexico, vine plantations are mainly located in the
northern area corresponding to an arid or semi-arid
climate, where water is the most limiting factor for
agricultural production; therefore, it is important
to determine the daily ET of vineyards for a better
irrigation scheduling. Consequently, the objective of
this study was to evaluate the implementation of the
FAO Penman-Monteith method to obtain the daily
ET rate of the vineyards from the reference ET.
mAteRIAls And methods
Location and characteristics of the study site
We conducted the study during the production cycle from
April to September 2014, in a vineyard cv Shiraz of seven years
old, owned by the Vinícola San Lorenzo, Parras de la Fuente,
Coahuila, Mexico. is location is 25° 30’ N, 102° 11’ W,
and 1505 maltitude and with a dryand semiarid climate with
average temperature of 14 to 18 °C. e average annual rainfall is
366 mm, with dominant easterly winds (INIFAP, 2015) during
the months in which the study was performed.
In the vineyard, we delimited two sections of 5.2 ha
each,(204 m in the E-W direction, and 256 m in direction
N-S). Plant lines were aligned in the N-S direction, 1.5 m
spacing between plants and 2.5 m between rows, with a
density of 2620 plants/ha. Water is applied for 2 h d-1 with
a drip irrigation system,for the emitter rate of 2.1 L h-1, and
wet width (0.40 m) was a water depth of 7 mm. e crop
received the agronomic management (pruning, fertilization
and phytosanitary control) in accordance with the standards
established by the Vinícola San Lorenzo.
Instrumentation and measurements
e eddy covariance method was used to determine the
current daily ET rate (ETa) (April to September) of each section
of the vineyard. For this, we estimated the latent heat (LE)
and sensitive (H) ux with the following equations (Ham and
Heilman, 2003):
LE L w
wv
* ' '
ch
(1)
H C w Ts Ta C
LLE
a p
a p
- 
* * ' ' . * * **
a f
0 51
(2)

AGROCIENCIA, 1 de enero - 15 de febrero, 2017
VOLUMEN 51, NÚMERO 1
4
H C w Ts Ta C
LLE
a p
a p
- 
* * ' ' . * * **
a f
0 51
(2)
donde L es el calor de vaporización del agua, w es la velocidad
vertical del viento wv es la densidad del vapor de agua en el aire,
a, Cp y Ta son la densidad, capacidad caloríca y temperatu-
ra del aire, respectivamente; y Ts es la temperatura sónica. Las
variables con símbolo de prima signican desviaciones respec-
to a la media y la barra horizontal sobre dos variables denota la
covarianza entre las variables para un determinado segmento de
tiempo (30 min).
La velocidad vertical del viento y la temperatura sónica se mi-
dieron con un anemómetro sónico tridimensional (CSI-CSAT3,
Campbell, Scientic, Inc., Logan, Utah, EE.UU.); para obtener
wv se usó un analizador infrarrojo de bióxido de carbono y vapor
de agua de sendero abierto (Open Path CO2/H2O analyzer, LI-
7500. LI-COR, Lincon, Nebraska, EE.UU.). La temperatura del
aire (Ta) se midió con un sensor de temperatura y humedad rela-
tiva (HP45C, Vaisala, Inc., Woburn, MA, EE.UU.). Los sensores
se montaron en un poste a 3 m de altura sobre la supercie del
suelo (1 m sobre el dosel de las plantas) en el extremo oeste y al
punto medio de las hileras de plantas de cada sección.
El anemómetro sónico tridimensional se orientó hacia el
este, para que el viento tuviera un mínimo de 200 m de con-
tacto con la supercie vegetal en la dirección E-O y 125 m en la
dirección N-S, antes del contacto con los sensores. La frecuencia
de medición de los sensores fue 10 Hz, los ujos se obtuvieron
a promedios de 30 min, y los datos se almacenaron en tarjetas
del módulo de memoria de un datalogger CR1000 (Campbell,
Cientic, Inc., Logan, Utah, EE.UU.).
Para evaluar la precisión de las mediciones de los ujos de H
y LE se determinó el balance de energía sobre la supercie vegetal
(Zermeño-González et al., 2010; Shapland et al., 2012) con la
siguiente relación:
Rn = H + LE + G (3)
donde Rn es la radiación neta, H es el ujo de calor sensible, LE
es el ujo de calor latente, y G es el ujo de calor en la supercie
del suelo; las unidades de todas las variables se expresaron en W
m-2. La Rn se midió con un radiómetro neto (LITE, Keep and
Zonen, Inc., Delft, Holanda) colocado a 1 m sobre el dosel del
viñedo de cada sección, El ujo de calor en la supercie del suelo
(G) promedio ponderado de cada sección, se obtuvo midiendo
G con un transductor de calor (modelo HFT3, Campbell Scien-
tic, Inc., Logan, Utah, EE.UU) a 0.08 m bajo la supercie, al
punto medio de una de las hieras al centro de dos plantas bajo
where L is the heat of water vaporization, w is the vertical wind
speed, wv is the density of water vapor in the air, a, Cp and Ta
are the density, heat capacity and air temperature, respectively;
and Ts is the sonic temperature. e prime symbol on the
variables mean deviations from the mean, and the horizontal bar
over two variables denotes the covariance between the variables
for a particular time segment (30 min).
We measured the vertical wind speed and sonic temperature
with a three-dimensional sonic anemometer (CSI-CSAT3,
Campbell Scientic, Inc., Logan, Utah, USA); to obtain
wv we used an open path infrared carbon dioxide analyzer
(Open Path CO2/H2O analyzer, LI-7500. LI-COR, Lincoln,
Nebraska, USA). Air temperature (Ta) was measured with a
temperature and relative humidity sensor (HP45C, Vaisala, Inc.,
Woburn, MA, USA). We mounted the sensorson a pole at 3 m
aboveground surface (1 m above the plant canopy) in the west
end andmidpoint of the plantrows of each section.
e three-dimensional sonic anemometer was oriented
towards the east, so that the wind had a minimum of 200 m
contact with the plants surface in the direction E-W and
125 m in the direction N-S, before contact with the sensors.
e measurement frequency of the sensors was 10 Hz, the
ows were obtained as averages of 30 min, and the data stored
in memory module cards of a CR1000 datalogger (Campbell,
Cientic, Inc., Logan, Utah, USA.).
To assess the accuracy of measurements of the H and
LE ows, we determined the energy balance over the plant
surface(Zermeño-González et al., 2010; Shapland et al., 2012)
with the following relationship:
Rn = H + LE + G (3)

where Rn is net radiation, H is the sensible heat ux, LE is the
latent heat ux, and G is the heat ux atsoil surface; units of all
variables were expressed in W m-2. e Rn was measured with a
net radiometer (LITE, Keep and Zonen, Inc., Delft, Netherlands)
placed 1 m above the canopy of the vineyard of each section. We
obtained the heat ow in the soil surface (G), weighted average
in each section by measuring G with a heat transducer(HFT3
model, Campbell Scientic, Inc., Logan, Utah, USA) at 0.08
m below the soil surface at the midpoint of one of the rows,
at the center of two plants beneath the canopy, and another
one over the center of a corridor (bare ground). e change in
energy accumulated in the soil layer (over the transducer), due
to changes of temperature at 0.02 and 0.06 m below the surface,
obtained with a thermocouple (chromel-constantan) of 4 rods,
was added to the heat ux measured a 0.08 m (Kustas et al.,
2000; Payero et al., 2005; Balbontín-Nesvara et al, 2011). e

5
ZERMEÑO-GONZÁLEZ et al.
TASA DE EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO DE LA VID Y SU RELACIÓN CON LA DE REFERENCIA DEL MÉTODO FAO PENMAN-MONTEITH
el dosel, y otra al centro de un pasillo (suelo desnudo). Al ujo
de calor a 0.08 m se sumó el cambio de energía acumulado en el
estrato de suelo (sobre el transductor) debido al cambio de tem-
peratura a 0.02 y 0.06 m bajo la supercie del suelo que se obtu-
vo con un termopar (chromel-constantan) de 4 puntas (Kustas et
al., 2000; Payero et al., 2005; Balbontín-Nesvara et al., 2011). El
ujo de calor sensible (H) y latente (LE) se corrigieron por efecto
de diferencia de densidad entre las masas de aire ascendentes y
descendentes (Webb et al., 1980).
Método FAO Penman-Monteith
La determinación de la ET de referencia por el procedimien-
to FAO Penman-Monteith se basa en la aplicación de la ecuación
original de Penman Monteith (Novák, 2012), a una supercie
extensa de un pasto turgente de 0.12 m de altura sin décit de
humedad en el suelo y bajo condiciones de una atmósfera neutra
(Allen et al., 2006; Almorox et al., 2012).
Para determinar el ujo diario de calor latente de referencia
(LE PM), cuando las mediciones meteorológicas corresponden a
los valores promedio o integrados de las horas de mayor tasa de
ET (8:00 a 20:00 h), la ecuación de Penman Monteith se escribe
como:
LE PM
S Rn G a Cp e
ra
Srs
ra

-
 
F
H
GI
K
J
( ) * * *

3600 12
1
a f
(4)
donde S es la pendiente de la curva de presión de vapor a satu-
ración vs temperatura para una determinada temperatura (kPa
K-1), Rn es la radiación neta (MJ m-2 d-1), G es el ujo de calor
en la supercie del suelo (MJ m-2 d-1), a es la densidad del aire
(kg m-3), Cp es la capacidad caloríca del aire (MJ kg-1 K-1),
e es el décit de presión de vapor promedio del segmento de
tiempo considerado (kPa), g es la constante psicrométrica de la
localidad (kPa K-1), ra es la resistencia aerodinámica promedio
del aire al ujo de vapor de agua para el mismo segmento de
tiempo (s m-1), y rs es la resistencia del dosel (s m-1).
En la determinación del ujo de calor latente de referencia
por el método FAO Penman-Monteith, la resistencia aerodiná-
mica (ra) para una supercie extensa de pasto de 0.12 m de altura
en una atmósfera neutra se determina con la relación:
ra u
208
2
(5)
sensible (H) andlatent (LE) heat uxwere corrected by the eect
of density dierence between the masses of rising and falling air
(Webb et al., 1980).
FAO Penman-Monteith method
e determination of the reference ET by the FAO Penman-
Monteith procedure is based on the application of the original
Penman Monteith equation (Novák, 2012) toa large area of 0.12
m highturgidpasture without soil moisture decitand under
neutral atmosphere conditions (Allen et al., 2006; Almorox et
al, 2012).
To determine the daily reference latentheat ux(LE_PM)
when meteorological measurements correspond to the average
or integrated values of ET rate peak hours (8:00 to 20:00 h), the
Penman Monteith equation is written as:
LE PM
S Rn G a Cp e
ra
Srs
ra

-
 
F
H
GI
K
J
( ) * * *

3600 12
1
a f
(4)
here S is the slope of the curve of vapor pressure at saturation
vs temperature for a given temperature (kPa K-1), Rn is net
radiation (MJ m-2 d-1), G is the heat ux on the soil surface (MJ
m-2 d-1), a is the air density (kg m-3), Cp is the heat capacity
of air (MJ kg-1 K-1), e is the average vapor pressure decit in
the time considered (kPa), g is thepsychrometric constant of the
locality (kPa K-1), ra is the average aerodynamic air resistanceto
the water vapor ow forthe same time segment (s m-1), and rs is
the canopy resistance(s m-1).
In determining the reference latent heat ux by the FAO
Penman-Monteith method, the aerodynamic resistance(ra) for
a large area of grass of 0.12 m high in a neutral atmosphere is
determined by the relationship:
ra u
208
2
(5)
where u2 is the average wind speed (m s-1) at 2 m above the
surface. For the same grass, a value of 70 s m-1 is assigned to the
canopy resistance. e heat ux in the soil surface is estimated
as 10% of the value of net radiation (G=0.10*Rn). e Rn is
estimated for a vegetated surface of full coverage of an albedo
(reectivity index of solar radiation) of 0.23, based on the total
incident solar radiation and making a balance of short and long
wave radiationover the grass canopy(Allen et al., 2006).

AGROCIENCIA, 1 de enero - 15 de febrero, 2017
VOLUMEN 51, NÚMERO 1
6
donde u2 es la velocidad del viento promedio (m s-1) a 2 m de
altura sobre la supercie. Para el mismo pasto se asigna un valor
de 70 s m-1 a la resistencia del dosel. El ujo de calor en la su-
percie del suelo se estima como el 10 % del valor de la radiación
neta (G=0.10*Rn). La Rn se estima para una supercie vegetal de
cobertura completa de un albedo (índice de reectividad de la
radiación solar) de 0.23, a partir de la radiación solar total inci-
dente y realizando un balance de radiación de onda corta y larga
sobre el dosel del pasto (Allen et al., 2006).
La velocidad del viento se midió con un anemómetro sónico
tridimensional (3-D sonic anemometer, Campbell Sci., Logan,
Utah, USA), la radiación solar total incidente con un Sylicon
Pyranometer (LI-200X, Lincon, Nebraska, USA). El décit
de presión de vapor (e) se obtuvo a partir de la temperatura
y humedad relativa del aire que se midieron con una sonda de
temperatura y humedad (HC2S3 (temperature and relative hu-
midity probe, Campbell, Sci., Logan, Utah). Las mediciones se
realzaron a una frecuencia de 1 s, y los promedios se obtuvieron
cada 30 min.
La tasa diaria de ET de referencia (ETr) se obtuvo dividiendo
el ujo diario de calor latente de referencia (LE_PM) por el calor
de vaporización del agua (L). La medición de ETr con el método
FAO Penman-Monteith es para un pasto que cubre toda la su-
percie; por lo tanto para cultivos establecidos en hileras y que
no cubren toda la supercie del suelo se debe considerar un fac-
tor de relación de cobertura. Para estimar la tasa de ETa a partir
de la ETr, se obtuvieron los coecientes mensuales de ajuste por
desarrollo de cultivo (Kc) de acuerdo con la siguiente relación:
ETa = ETr*Kc (6)
Así el valor del Kc mensual (que varía con el desarrollo fe-
nológico del cultivo) se obtuvo dividiendo la ETa total del mes
correspondiente de una de las secciones del viñedo (medida con
el método de la covarianza eddy) por la ETr total del mismo mes,
medida con el método FAO Penman Monteith. Esto es para te-
ner una mejor estimación de la ETa, ya que el manual FAO 56
solo describe el valor de dos coecientes Kc, uno para el valor
máximo y el otro para el valor nal.
Evaluación estadística
La validación del método FAO Penman Monteith, se realizó
comparando los datos de ET actual diaria medidos (con el méto-
do de la covarianza eddy), contra la estimada con el método FAO
Penman-Monteith. Para esto se aplicó la prueba no paramétrica
de Wilcoxon para poblaciones pareadas (Wilcoxon, p£0.05).
Wind speed was measured with a three-dimensional sonic
anemometer (3-D sonic anemometer, Campbell Sci., Logan,
Utah, USA), the total incident solar radiation with a Sylicon
Pyranometer (LI-200X, Lincoln, Nebraska, USA). e decit
vapor pressure (e) was obtained from the temperature and
relative humidity that were measured with a temperature and
humidity probe(HC2S3) (temperature and relative humidity
probe, Campbell, Sci., Logan, Utah). Measurements were
performed at a frequency of 1 s, and averages were obtained every
30 min.
e daily reference ET rate (ETr) was obtained by dividing
the daily latent heat reference ux(LE_PM) by the heat of water
vaporization (L). Measurement of ETr by the FAO Penman-
Monteith method is for a grass that covers the entire surface;
therefore, for crops grown in rows and that do not cover the entire
soil surface acoverrelationship factor should be considered. To
estimate theETa ratefrom ETr, monthly adjustment coecients
for crop development (Kc) were obtained according to the
following relationship:
ETa = ETr*Kc (6)
So, the value of the monthly Kc (which varies with the
phenological development of the crop) was obtained by dividing
the total monthly ETa corresponding to one of the sections of
the vineyard (measured with the method of the eddy covariance)
by the total ETr of the same month, measured with the FAO
Penman Monteith method. Here we expect to have a better
estimate of ETa, as the FAO 56 manual only describes the value
of two Kc coecients, one for the maximum value and the other
for the nal value.

Statistical evaluation
We performed the validation of the FAO Penman Monteith
method by comparing the current ET data measured daily(with
the eddy covariance method), with that estimated with the
FAO Penman-Monteith method. For this we applied the non-
parametric Wilcoxon test for paired populations (Wilcoxon,
p£0.05).
Results And dIscussIon
Energy balance on the vineyard canopy
e energy balance over the plant surface shows
that the sum of the ows for turbulence (H+LE)
were on average 15% lower than the available energy

7
ZERMEÑO-GONZÁLEZ et al.
TASA DE EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO DE LA VID Y SU RELACIÓN CON LA DE REFERENCIA DEL MÉTODO FAO PENMAN-MONTEITH
ResultAdos y dIscusIón
Balance de energía sobre el dosel del viñedo
El balance de energía sobre la supercie vegetal
muestra que la suma de los ujos por turbulencia
(H+LE) fueron en promedio 15 % menor que la
energía disponible (Rn-G) (Figura 1). Este peque-
ño desbalance está dentro del margen aceptable de
diferencia del balance de energía cuando H y LE se
miden con el método de la covarianza eddy (Twine et
al., 2000; Ham and Heilman, 2003; Foken, 2008).
En estudios similares realizados por Tonti et al.
(2013) en un cultivo de soya (Glycine max), la suma
de H+LE fue en promedio 22 % menor que la ener-
gía disponible Rn-G, mientras que para una planta-
ción de vid Balbontín-Nesvara et al. (2011) reporta-
ron una diferencia de 19 %, en el mismo contexto.
Relación entre la ET medida en el viñedo y la de
referencia con el método FAO Penman-Monteith
La tasa de ETa medida con el método de la cova-
rianza eddy presentó el mismo patrón de variación
que la tasa de ETr obtenida con el método FAO Pen-
man-Monteith (Figura 2). Nótese que en los meses
del ciclo de producción del cultivo, la tasa de ETr fue
mayor que la ETa, pero con el mismo patrón de va-
riación (por ser afectadas por las mismas condiciones
meteorológicas). En promedio, para los meses señalados,
Figura 1. Relación entre la suma de los ujos de la supercie (H+LE) y la energía disponible (Rn-G) (valores promedio de 30
min), sobre el dosel de un viñedo (cv Shiraz).
Figure 1. Relationship between the sum of the surface ows (H + LE) and the available energy (Rn-G) (30 min average values)
over the canopy of a vineyard (cv Shiraz).
600
200
300
400
500
100
0100 500
300
(Rn-G) w/m2
(H+LE) w/m2
0
400
200 600 700
(H+LE)=0.850*(Rn-G)
R2=0.875
(Rn-G) (Figure 1). is small imbalance is within
the acceptable margin of dierence of the energy
balance when H and LE are measured with the eddy
covariance method (Twine et al., 2000; Ham and
Heilman, 2003; Folken, 2008). In similar studies by
Tonti et al. (2013) in a soybean crop(Glycine max),
the sum of H+LE was on average 22 % less than the
Rn-G energy available, whereas for a vine planting
Balbontín-Nesvara et al. (2011) reported a 19 %
dierence in the same context.
Relationship between ET measured in the
vineyard and the reference usingthe FAO
Penman-Monteith method
e ETa rate measured with the method of eddy
covariance presented the same pattern of variation
than the ETr rate obtained with the FAO Penman-
Monteith method (Figure 2). Note that over the
months of the crop production cycle, the ETr rate
was greater than ETa, but with the same pattern of
variation (for being aected by the same weather
conditions). On average, in the months mentioned,
the ETr was 4.73 mm d-1, whereas the current ET
was 1.48 mm d-1, so the dierence was 31.3 %.
is dierence was because the ETr considered a
full coverage vegetated surface (grass 0.12 m tall),
whereas the vineyard with 2.5 m between rows and
0.80 m wide of the plant canopyonly covered 32 %
of the total area. By adjusting the ETr by the coverage

AGROCIENCIA, 1 de enero - 15 de febrero, 2017
VOLUMEN 51, NÚMERO 1
8
la ETr fue 4.73 mm d-1, mientras que la ET actual
fue 1.48 mm d-1, así la diferencia fue 31.3 %. Esta
diferencia se debió a que la ETr considera una super-
cie vegetal (pasto de 0.12 m de alto) de cobertura
completa, mientras que el viñedo con 2.5 m de dis-
tancia entre hileras y 0.80 m de ancho del dosel de
plantas, solo cubrió el 32 % de la supercie total. Al
ajustar la ETr por el factor de cobertura (0.32), la tasa
diaria de ETa fue muy similar a la ETr y la diferencia
promedio fue solo 1.93 % (Figura 3).
Figura 2. Tasa diaria de evapotranspiración medida con el método de la covarianza eddy (ETa) y la de referencia (Etr) con el
método FAO Penman Monteith (ETr) en un cultivo de vid (cv Shiraz).
Figure 2. Figure 2. Daily evapotranspiration rate measured by the method of eddy covariance (ETa) and reference (ETr) with the
FAO Penman Monteith method in avine crop (cv Shiraz).
7
3
4
5
6
2
ETa y ETr (mm)
0
1
1357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25
DíasDías
Abril
ETr
ETa
10
ETa y ETr (mm)
0
1357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25
DíasDías
Mayo ETr
ETa
7
3
4
5
6
2
ETa y ETr (mm
0
1
1357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25
DíasDías
Junio
ETr
ETa
7
3
4
5
6
2
ETa y ETr (mm)
0
1
DíasDías
Julio
ETr
ETa
7
3
4
5
6
2
ETa y ETr (mm9
0
1
DíasDías
Agosto
ETr
ETa
7
3
4
5
6
2
ETa y ETr (mm)
0
1
1357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25
DíasDías
Septiembre ETr
ETa
5
31
1357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25 31
1357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25 31
factor (0.32), the daily rate of ETa was very similar to
the ETr and the average dierence was only 1.93%.
(Figure 3).
Relationship between the measured current ET
rate and current estimated
e daily rate of ETa was obtained by multiplying
the ETr rate corrected by the coverage ratio for the
monthly adjustment coecients of crop development

9
ZERMEÑO-GONZÁLEZ et al.
TASA DE EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO DE LA VID Y SU RELACIÓN CON LA DE REFERENCIA DEL MÉTODO FAO PENMAN-MONTEITH
Relación entre la tasa de ET actual
medida y actual estimada
La tasa diaria de ETa se obtuvo multiplicando la
tasa de ETr corregida por el factor de relación de co-
bertura por los coecientes mensuales de ajuste por
desarrollo de cultivo (Kc) obtenidos en este estudio.
El Cuadro 1 muestra que el valor de Kc aumenta de
(Kc) obtained in this study. Table 1 shows that the
value of Kc increases from April to June, remains
slightly greater than 1 in July and August and decreases
in September. is variation coincides with the plant
development of the crop and the subsequent process
of senescence of the plants. Similar variation patterns
of Kc wereobserved in dierent annual crops (Li et
al, 2008; Villagra et al, 2014; Guimaraes et al, 2015).
2.0
0.0
0.5
1.0
1.5
ETa y ETraj (mm)
1357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25
DíasDías
Abril
ETraj
ETa
3.0
ETa y ETraj (mm)
0.0
1357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25
DíasDías
Mayo
ETraj
ETa
ETa y ETraj (mm)
1357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25
DíasDías
Junio
ETraj
ETa
2.5
0.5
1.0
1.5
2.0
ETa y ETraj (mm)
0
DíasDías
Julio
ETraj
ETa
DíasDías
Agosto
ETa y ETr (mm)
1357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25
DíasDías
Septiembre
1.5
31
1357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25 31
357911 13 15 23
21
19
17 29
27
25 31
2.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.5
2.0
1.0
0.5
3.0
0.0
1.5
2.5
2.0
1.0
0.5
2.5
0.5
1.0
1.5
2.0
ETa y ETraj (mm)
0
ETraj
ETa
ETraj
ETa
Figura 3. Tasa diaria de evapotranspiración medida con el método de la covarianza eddy (ETa) y la obtenida con el método FAO
Penman Monteith modicado por la relación de cobertura el factor de cobertura (ETraj).
Figure 3. Daily evapotranspiration rate measured by the method of eddy covariance (Eta) and that obtained with the FAO Pen-
man Monteith method modied by the ratio of coverage factor (ETraj).

AGROCIENCIA, 1 de enero - 15 de febrero, 2017
VOLUMEN 51, NÚMERO 1
10
abril a junio, se mantiene ligeramente mayor a 1 en
julio y agosto y decrece en septiembre. Esta variación
coincide con el desarrollo vegetativo del cultivo y el
proceso posterior de senescencia de las plantas. Pa-
trones similares de variación del Kc se observaron en
diferentes cultivos de ciclo anual (Li et al., 2008; Vi-
llagra et al., 2014; de Guimaraes et al., 2015).
La tasa diaria de ETa medida con el método de la
covarianza eddy y la ETa estimada a partir de la ET
de referencia (método FAO Penman-Monteith) fue
muy similar en los meses del ciclo de producción del
viñedo (Figura 4). La prueba de Wilcoxon para po-
blaciones pareadas indicó que dichas poblaciones son
estadísticamente iguales (p£0.01). Este resultado
permite reconrmar la aplicación del método FAO
Penman Monteith para estimar la tasa de ETa del vi-
ñedo a partir de la ETr. La información meteorológi-
ca requerida por el método FAO Penman-Monteith
se puede obtener de las estaciones climatológicas más
cercanas a la zona de cultivo; así, su aplicación no tie-
ne costo respecto a los métodos que necesitan senso-
res para mediciones in situ (como el método de la co-
varianza eddy) para medir la tasa diaria de ET. Otros
estudios en diferentes cultivos también recomiendan
usar este método para determinar la tasa de ET actual
en diferentes regiones. Trezza et al. (2008) midieron
la ETa de un cultivo de caña de azúcar, a partir de la
ET de referencia para una mejor programación de la
irrigación y causó un mayor rendimiento del cultivo.
Er-Raki et al. (2009) reportan una mejor medición
de la ETa de una huerta de árboles de naranja (Citrus
sinensis), usando el método FAO Penman-Monteith
cuando los valores de Kc se obtuvieron a partir de
mediciones de la ET del cultivo con el método de la
covarianza eddy. Según Lage et al. (2003), la ET me-
dida (con el método del lisímetro) en un cultivo de
arroz fue muy similar a la ET del mismo cultivo ob-
tenida a partir del método FAO Penman Monteith;
además señalan una ligera subestimación del método
debido al ingreso de energía advectiva de las zonas
adyacentes.
conclusIones
La medición de la tasa diaria de ET actual de un
viñedo (cv Shiraz) a partir de la ET de referencia con
el método FAO Penman Monteith, con la correc-
ción por la relación de cobertura y los coecientes
mensuales de ajuste por desarrollo de cultivo (Kc), es
Cuadro 1. Tasa de evapotranspiración mensual medida con
el método de la covarianza eddy (ETa), y la de
referencia medida con el método FAO Penman
Monteith modicada por el factor de cobertura
(ETr) y la determinación de los coecientes men-
suales de ajuste por desarrollo de cultivo (Kc).
Table 1. Monthly evapotranspiration rate measured by the
method of eddy covariance (ETa), and the reference
measured by the FAO Penman Monteith method
modied by the coverage factor (ETr) and determi-
nation ofthe monthly adjustment coecients for
crop development (Kc).
Mes ETa
(mm)
ETr
(mm) Kc
Abril 33.5 47.5 0.705
Mayo 55.5 50.9 1.089
Junio 56.2 50.4 1.115
Julio 50.6 47.2 1.073
Agosto 46.4 45.4 1.021
Septiembre 29.6 35.6 0.830
e daily ETa rate measured by the method
of eddy covariance and ETa estimated from the
reference ET (FAO Penman-Monteith method)
was very similar throughout the months of the
vineyard production cycle (Figure 4). Wilcoxon
test for paired populations indicated that these
populations are statistically equal (p£0.01). is
result allows us to reconrm the implementation
of the FAO Penman Monteith method to estimate
the ETa rate of the vineyard from the ETr. e
meteorological information required by the FAO
Penman-Monteith method can be obtained from
the nearest weather stations to the cultivation area;
thus its application is free compared to methods
that require sensors for in situ measurements (such
as the eddy covariance method) to determine the
daily rate of ET. Other studies in dierent crops
also recommend the application of this method to
determine the currentrate ofET in dierent regions.
Trezza et al. (2008) measured the ETa of a sugar
cane cropfrom reference ET for a better irrigation
program, which resulted in higher crop yield. Er-
Raki et al. (2009) report a better determination of
the ETa of an orchard of orange trees (Citrus sinensis)
using the FAO Penman-Monteith method when the
Kc values were obtained from measurements of crop
ET with the eddy covariance method. According

11
ZERMEÑO-GONZÁLEZ et al.
TASA DE EVAPOTRANSPIRACIÓN DEL CULTIVO DE LA VID Y SU RELACIÓN CON LA DE REFERENCIA DEL MÉTODO FAO PENMAN-MONTEITH
igual a la tasa diaria de ET actual del viñedo medida
con el método de la covarianza eddy. Esto reconrma
el uso del método FAO Penman-Monteith para me-
dir la tasa diaria de ET actual de los viñedos.
lIteRAtuRA cItAdA
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y relación de bowen en la ET de un viñedo bajo clima semiá-
rido. Agrociencia 45: 87-103.
Figura 4. Tasa diaria de evapotranspiración actual (ETa) medida con el método de la covarianza eddy y la estimada a partir de la
evapotranspiración de referencia (método FAO Penman Monteith), durante los meses de producción (abril a septiem-
bre de 2014) en un viñedo (cv Shiraz) en la Vinícola San Lorenzo, Parras, Coahuila.
Figure 4. Current daily rate ofevapotranspiration (ETa) measured with the eddy covariance method and estimated from the
reference evapotranspiration (FAO Penman Monteith method) during the months of production (April to September
2014) in a vineyard (cv Shiraz) in the Vinícola San Lorenzo, Parras, Coahuila.
Días
Abril
111 21 31 41 51 61 101
91
81
71 131
121
111 141
3.5
1.5
2.0
2.5
3.0
ETa medida y ETa estimada (mm)
0
ETraj
ETa
151 171
161 181
1.0
0.5
Mayo Junio Julio Agosto Septiembre
to Lage et al. (2003), the ET measured (with the
method of lysimeter) in rice was very similar to the
ET of the same crop obtainedwith the FAO Penman
Monteith method; besides, they point out to a slight
underestimation of the method due to the entry of
advective energy from adjacent areas.
conclusIons
e daily rate determination of actual ET of a
vineyard (cv Shiraz) from the reference ET with the
FAO Penman Monteith method with correction for
the surface coverage relationship and the monthly
adjustment coecientsper cropdevelopment (Kc)
is equal to the daily rate of current ET of the
vineyard measured with the eddy covariance method.
isconrms the use of the FAO Penman-Monteith
methodto determine the daily rate of currentET of
the vineyards.
—End of the English version—
pppvPPP

AGROCIENCIA, 1 de enero - 15 de febrero, 2017
VOLUMEN 51, NÚMERO 1
12
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