Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta de cultivares de feijão-caupi sob diferentes lâminas de irrigação, analisando-se, características fisiológicas, componentes de produção, produtividade de grãos e eficiência de uso da água. Foram conduzidos dois experimentos, em mesma área, no Campo experimental Água Boa pertencente à Embrapa-Roraima, em sistema de cultivo sobre palhada no cerrado de Roraima, sob irrigação por aspersão convencional, nos períodos de fevereiro a abril e de setembro a novembro de 2012. Foram testadas cinco lâminas de irrigação 30%, 60%, 90%, 120% e 150% da ETo (evapotranspiração de referência) e três cultivares de feijão-caupi (BRS Guariba, BRS Novaera e BRS Pajeú). As lâminas de irrigação foram estabelecidas com base em frações da ETo diária estimada por meio do tanque classe A, instalado próximo à área experimental, adotando-se o coeficiente do tanque (Kt) 0,75 ao longo do experimento. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com os tratamentos dispostos em faixas, no esquema de parcelas subdivididas, com cinco repetições. Avaliou-se, altura de plantas, massa seca da parte aérea, índice da área foliar, os componentes de produção, produtividade de grãos e eficiência de uso da água. Os dados foram submetidos à análise de variância com aplicação do teste F (p<0,05), as médias das cultivares foram comparadas por teste de Tukey e as referentes às lâminas por meio de regressão polinomial com teste t (p<0,05). O incremento das lâminas de irrigação proporcionou aumento para altura de plantas, massa seca da parte aérea e índice da área foliar, sendo que a cultivar BRS Pajeú apresentou efeito quadrático, mostrando máxima eficiência técnica com as lâminas de 106,84% da ETo (317,75 mm) para 30 g de massa seca da parte aérea e 89,31% da ETo (265,62 mm) para 2,74 de índice da área foliar. Verificou-se diferença entre as cultivares BRS Guariba, Novaera e Pajeú, em resposta às lâminas de irrigação. A cultivar BRS Pajeú não mostrou influência das lâminas para os componentes de produção e produtividade de grãos. O número máximo de vagens por planta (12), considerando a média das três cultivares, foi obtido com a lâmina de 81,35% da ETo (247,4 mm). As lâminas de irrigação não interferiram no número de grãos por vagem. A cultivar BRS Novaera foi superior às demais com massa de cem grãos acima de 22 g, já a BRS Guariba e BRS Pajeú apresentaram médias de 19,63 e 18,61 g, respectivamente. As cultivares BRS Guariba e BRS Novaera atingiram a produtividade máxima de grãos (1275,19 kg ha-1) e (1504,98 kg ha-1) com a aplicação das lâminas 74,3% da ETo e 94,02% da ETo (157,27 mm e 199 mm), respectivamente. A máxima eficiência de uso da água foi obtida com a lâmina 30% da ETo (107,3 mm) para as três cultivares. / The aim of this study was to evaluate physiological characteristics, yield components, yield and water use efficiency of cowpea cultivars under different irrigation levels. From February to April and from September to November of 2012, two experiments were conducted in no-tillage system in the Cerrado, at the experimental field Água Boa of the Embrapa Roraima. Five sprinkler irrigation levels (30%, 60%, 90%, 120% and 150% of the reference evapotranspiration -ETo), which were daily estimated using the class A tank installed near to the experimental area, were used. The coefficient of the tank (Kt) 0.75 was adopted and three varieties of cowpea (BRS Guariba, BRS Novaera and BRS Pajeú) were evaluated. The experimental design used was the randomized blocks, with the treatments arranged in strips, in a split-plot design with five replicates. The traits plant height, shoot dry weight, leaf area index, yield components, yield and water use efficiency were evaluated. Data were subjected to analysis of variance, the mean of cultivars compared by Tukey test and those relating to the irrigation levels by polynomial regression. The increase of the irrigation levels increased plant height, shoot dry weight and leaf area index. BRS Pajeú presented quadratic effect, where the maximum efficiency for the irrigation levels of 106.84% (317.75 mm ) to 30 g dry mass of shoots and 89.31% (265.62 mm) to 2.74 in leaf area index. There were differences between BRS Guariba, BRS Novaera and BRS Pajeú in response to irrigation. BRS Pajeú showed no influence of the irrigation levels to yield components and grain yield. On the average of the cultivars, the maximum number of pods per plant (12) was obtained with the irrigation level of 81.35% (247.4 mm). The irrigation levels did not affected the number of grains per pod. Weight of hundred grains of BRS Novaera was superior (above 22 g) to the others cultivars. BRS Guariba and BRS Pajeú had means of 19.63 g and 18.61 g, respectively. BRS Guariba and BRS Novaera reached the maximum grain yield (1275.19 kg ha-1 and 1504.98 kg ha-1, respectively) at the irrigation levels of 74.3% and 94.02% (157.27 mm and 199 mm respectively). The maximum water use efficiency was obtained at irrigation level of 30% of ETo (107.3 mm) for the three cultivars.