IRRINET: Информационна напоителна система за управление на селскостопанските води в Емилия-Романя, Италия

Времето и климатът са ключови фактори за селскостопанската производителност и тяхното въздействие върху първичния сектор е значително. Едно от основните последици от климатичните промени се състои в вариации в производителността и качеството на културата, дължащи се на повишаване на температурата, промени в тенденциите на плувиометрията и промени в наличието на вода. През юли 2018 г. регионът Емилия-Романя прие регионалната стратегия за адаптиране и смекчаване на последиците от изменението на климата, която предоставя обща референтна рамка за оценка на последиците от изменението на климата в различните засегнати сектори. В стратегията се докладва за по-новите прогнози за климата за региона: за периода 2021—2050 г. при сценариите за емисиите на Междуправителствения комитет по изменение на климата RCP4.5 и RCP8.5 се очаква минималната и максималната регионална температура да се повишат с около 1,5 °C през зимата, пролетта и есента и с около 2,5 °C през лятото. Сигналът за повишаване на температурата става много по-интензивен, между 3 °C и 4,5 °C, за сценария RCP4.5 в периода 2071—2100, с пикове през летния сезон: броят на дните без валежи през лятото се очаква да нарасне с около 20 %.

Според сценария RCP4.5 количеството на валежите на регионално равнище през периода 2021—2050 г. може да намалее през пролетта и лятото, докато есента може да се характеризира с увеличение (около 20 %). Подобен сигнал бе открит за сценария RCP8.5, малко по-висок за есенния сезон, където очакваното увеличение е около 25—30 %.

Промените в географското разпределение на валежите в региона Емилия-Романя доведоха до значителен недостиг на вода в някои райони и се очаква в бъдеще епизодите на недостиг на вода да се увеличат. Наличието на водни ресурси е ниско в сравнение с други региони в долината на река По и също е засегнато от загуби в настоящата водоразпределителна система (Programma di Sviluppo Rurale 2014—2020 г.). Като се имат предвид сценариите за изменението на климата, регионът е изложен във все по-голяма степен на риск от недостиг на вода, по-специално когато се разглеждат култури с цикъл на пролетно-летно производство. Те биха могли да бъдат засегнати от силно намаляване на добивите, както беше наблюдавано по време на предишните засушавания през 2003 г. и 2012 г., което ще бъде свързано с по-голям бизнес риск поради увеличаването на разходите за напояване.

Емилия-Романя е водещ регион в италианското селскостопанско производство с повече от 84,000 ферми и около 1 милион хектара. Около 33 % от регионалните стопанства включват напоявани земи. В този контекст става все по-важно водата да се използва възможно най-ефективно. Недостигът на вода и сушите се увеличават в Емилия-Романя и се очаква изменението на климата да влоши положението, като вследствие на това се намали количеството вода, налично за селското стопанство. Предвид сушите през 2012 г. и 2013 г., които засегнаха Италия, и по-специално някои райони от долината на река По, регионалният орган на Емилия-Романя оказа натиск за подобряване на ефективността на използването на водата, като въведе нови критерии по отношение на управлението и управлението на водните ресурси и разработи и приеме иновативни техники, които могат да позволят на земеделските стопани да подобрят цялостното икономическо и устойчиво производство, като например планирането на водните ресурси.

Поради тези причини е важно да се направи количествена оценка на очакваните последици от изменението на климата върху нуждите от вода за напояване. Системата IRRINET дава отговор на този въпрос, като стимулира ефективното използване на водните ресурси, без да намалява качеството на растениевъдството. В дългосрочен план, и по-специално по отношение на изменението на климата и променливостта, IRRINET оптимизира използването на водните ресурси и поддържа селскостопанското производство, особено през сухите години.

IRRINET е експертна и безплатна информационна система за напояване, която прилага резултатите от повече от 50 години изследвания на връзката между растенията и водите и устойчивото управление на напояването.

Графикът за напояване се определя чрез прилагане на сложен математически модел, основан на ежедневния воден баланс на системата почва-растение-атмосфера, насочен към управление на напояването на културите в полеви мащаб. Различни данни и информация се комбинират, за да се оцени точният обем на търсенето на вода, включително: колко дъждовна вода прониква в земята; симулация на растежа на кореновата система на растението и редуване на фенологичните фази; състояние на водния стрес в културата; принос на подземните води и потока на водата през три слоя почва (повърхностен слой, зает от корените и подлежащите слоеве). След няколко секунди претеглянето на тези елементи се съобщава под формата на услуга за кратки съобщения (SMS) и информация чрез уеб интерфейс и приложение за таблети. По този начин производителите са оборудвани с лесна за използване и разбираема информация за това колко вода е използвала тяхната култура, колко време трябва да работят помпената или капковата си система по време на напояване и в коя част от имота си трябва да действат, благодарение на интегрирането с картите на Google, където един парцел е геолокализиран.

Данните, обработвани от IRRINET, се събират ежедневно и идват от три различни източника: регионалната метеорологична служба предоставя метеорологични данни (дъжд и евапотранспирация); регионалната геоложка служба предоставя данни за почвите, а културните параметри се предоставят от CER.

Информационните системи IRRINET позволяват на потребителя да съхранява параметрите на годишна, месечна и дневна база и да персонализира услугата чрез уточняване на допълнителна информация за земеделските парцели, видовете култури, местните данни за влажността на почвата, извършените напоителни системи и местните данни за подземните води.

Първият прототип на IRRINET, който включва уеб интерфейс, е разработен от CER през 1999 г. с пристигането на интернет, въз основа на резултатите от проект от 1984 г., насочен към тестване на използването на телематика в селското стопанство на Емилия Романя. През 2009 г. IRRINET се развива в IRRINET Plus, което прилага икономическо изчисление на ползите, свързани с напояването, чрез система за съвети на светофара. Икономическият подход стимулира земеделските стопани да максимизират печалбата, като същевременно намаляват прекомерното използване на вода. Експертите, участващи в по-нататъшното развитие на IRRINET, работят по по-тясна интеграция с отворени ГИС информационни слоеве, които могат да намалят количеството данни, които потребителите трябва да регистрират в системата, и по използването на сателитна информация за определяне на ефективните коефициенти на културите (Kc) за изчисляване на водния баланс.

Понастоящем услугата IRRINET включва повече от 12,000 стопанства, покриващи почти 22 % от напояваната площ в региона Емилия-Романя. През напоителния сезон 2017 бяха изпратени 28,500 IRRINET SMS и бяха произведени 147,000 напоителни програми. Приложението IRRINET през 2017 г. позволи икономия на вода за повече от 90 милиона метра³.

От 2011 г. национален проект, наречен IRRIFRAME, управляван от ANBI, доведе услугата до всички области, управлявани от италианските рекултивационни съвети и агенции за напояване. Услугата IRRIFRAME се прилага в 26,100 парцела в цялата страна и се подобрява всяка година въз основа на обратната информация от потребителите и резултатите от изследванията.

IRRINET е разработена и се управлява от CER. От 2011 г. нататък услугата е подпомагана и съфинансирана от регион Емилия-Романя и ANBI в сътрудничество със CER, включително и от ЕС. Всяка година отзивите на потребителите са движели развитието на системите IRRINET и IRRIFRAME.

В началото на 2019 г. IRRINET-IRRIFRAME присъства в 16 италиански региона и включва 69 съвета за възстановяване на земята и над 16,000 потребители, от които 12,000 са само в региона Емилия-Романя, където услугата е по-консолидирана. Ключовият елемент, който направи тази инициатива успешна, е простата, с ниски разходи за управление, лесна за ползване информационна система, създадена за земеделските стопани, за да решават кога и колко да напояват. Тази услуга е достъпна без такси и е съобразена с голям брой култури.

Като се имат предвид преките ползи за потребителите по отношение на икономиите на вода и енергия, управителите на водите (т.е. съветите за възстановяване на земята) и органите по водите (т.е. плановете за развитие на селските райони в региона Емилия-Романя) насърчават и стимулират земеделските стопани да се придържат към IRRINET. Както е посочено в регламентите Емилия-Романя, вместо да се разчита на вода за целите на напояването, управлявана от Съвета за възстановяване на земята, потребителите на IRRINET имат право да изтеглят повърхностни води от целия басейн на Reno по време на условия на недостиг на вода. Освен това те са задължени да се регистрират в IRRINET в случай, че имат интерес да кандидатстват за финансиране по регионалния план за развитие на селските райони.

IRRINET-IRRIFRAME може лесно да се прехвърля в други контексти, където има налични локални данни, по-специално за калибриране на модела според местните условия. Ограничението може например да повлияе на наличието на метеорологични данни (дневна минимална, максимална и средна температура и почасов дъжд) или на геореферентни карти на почвата. Последните, ако са налични, могат да намалят нуждите от ресурси за оценка на параметрите на почвата и да направят крайните резултати по-стабилни.

Следващите предизвикателства пред развитието на услугата ще бъдат интегрирането с датчици и задвижващи системи, както и данните за коефициента на входните култури, предоставени чрез дистанционно наблюдение, за да се отговори както на малкото информация, предоставена от потребителя или наличната за района, така и на нуждите от по-голяма точност при изчисляването на съдържанието на почвените води.

От 1999 г. услугата IRRINET се подпомага и съфинансира от CER, регион Емилия-Романя, ANBI и Европейския съюз. Разходите за разработването на информационната система за напояване (ИТ) възлязоха на 200,000 EUR, включително научноизследователски и изпитвателни дейности. Като цяло платформата показва много ниски разходи за управление, което е около 0,02 EUR/ha и услугата се предоставя безплатно на крайните потребители. 

Италианското министерство на земеделието, храните и горите използва IRRIFRAME за планиране на селскостопанската политика в отговор на наблюденията на Европейската комисия относно икономиите на вода (съгласно рамката на Директивата за водите и в отговор на изискванията на Насоките за опазване на водите). Освен това в някои регионални насоки IRRINET — IRRIFRAME се посочва като помощен инструмент за изпълнение на обвързаността с условия за водата съгласно Регламента за Европейския фонд за регионално развитие и спазването на графика за напояване на IRRINET-IRRIFRAME е задължително за много земеделски стопани.

Системата IRRINET работи от 1984 г. с телематични инструменти, а от 1999 г. — с уеб инструменти. Удължаването на срока на действие със системата IRRIFRAME беше въведено в рамките на две години от 2011 г. до 2013 г. IRRIFRAME WEB и APP в момента (в началото на 2019 г.) са в процес на актуализация, изпълнявана и управлявана от Agronica Group Srl. Нова версия ще бъде налична до края на 2019 г.

Системата IRRINET-IRRIFRAME се актуализира според развитието на информационните технологии средно на всеки 3—5 години.

Roberto Genovesi
E-mail: genovesi@consorziocer.it  
Stefano Anconelli
E-mail: anconelli@consorziocer.it 
Consorzio di bonifica di Secondo Grado per il Canale Emiliano Romagnolo
Via E. Masi 8, Bologna - Italy
Tel. +39 051 4298811

Gianfranco Giannerini
Agronica Group Srl
Via Calcinaro, 2085 - 47521 Cesena (FC) – Italy
E-mail: giannerini@agronica.it