IRRINET: IT-Bewässerungssystem für die landwirtschaftliche Wasserwirtschaft in Emilia-Romagna, Italien
Irrinet ist ein IT-Bewässerungssystem, mit dem Landwirte beim effizienten Wassermanagement beraten werden sollen. Dieser Webservice wurde mit öffentlichen Mitteln von der CER (Canale Emiliano Romagnolo, einem Wasserkonsortium in der Region Emilia-Romagna) auf der Grundlage eines Projekts aus dem Jahr 1984 entwickelt, bei dem der Einsatz von Telematikwerkzeugen in der Landwirtschaft in Emilia-Romagna erprobt wurde. Im Jahr 1999, mit der Ankunft des Internets, begann IRRINET in einer Web-Form zu entwickeln und ist immer noch aktiv und aktiv in dieser italienischen Region. Angesichts des zunehmenden Bedarfs an sinnvoller und effizienter Wassernutzung und der Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserverfügbarkeit entwickelte der National Association of Land Reclamation Boards (ANBI) IRRIFRAME einen ähnlichen IT-Service, der auf IRRINET basiert. Im Jahr 2014 identifizierte das Ministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Forstpolitik IRRIFRAME als das am weitesten verbreitete und fortschrittlichste Bewässerungssystem für Landwirte in Italien.
In Emilia-Romagna steht IRRINET kostenlos zur Verfügung und stellt derzeit über 12.000 Betriebe täglich über eine Web-Schnittstelle, SMS und Tablet-App täglich Bewässerungsplanung zur Verfügung. Diese Informationen unterstützen die effiziente Nutzung der Wasserressourcen im Agrarsektor und tragen zur Bewältigung der Wasserknappheit vor dem Hintergrund des Klimawandels bei. Irrinet verarbeitet Daten und Informationen zu meteorologischen (Regen- und Evapotranspiration), Boden- und Kulturparametern, deren Kombination den sogenannten Wasserhaushalt für einzelne Kulturen erzeugt, so dass der reale Wasserbedarf definiert und Bewässerungswasser eingespart werden kann, ohne die Qualität der Pflanzenproduktion zu beeinträchtigen. Im Jahr 2017 wurde geschätzt, dass ein solcher Service eine jährliche Wassereinsparung von etwa 90 Millionen Kubikmetern (entspricht 20 % der gesamten landwirtschaftlichen Nachfrage) in der Region Emilia Romagna ermöglicht, ohne die Erträge zu beeinträchtigen.
Beschreibung der Fallstudien
Herausforderungen
Wetter und Klima sind Schlüsselfaktoren für die Produktivität der Landwirtschaft, und ihre Auswirkungen auf den Primärsektor sind erheblich. Einer der Haupteffekte des Klimawandels ist die Variation der Produktivität und Qualität der Kultur aufgrund von Temperaturerhöhungen, Veränderungen pluviometrischer Trends und Änderungen der Wasserverfügbarkeit. Im Juli 2018 verabschiedete die Region Emilia-Romagna die regionale Anpassungs- und Minderungsstrategie, die einen gemeinsamen Bezugsrahmen für die Bewertung der Auswirkungen des Klimawandels in den verschiedenen betroffenen Sektoren bietet. Die Strategie berichtet über die jüngsten Klimaprognosen für die Region: für den Zeitraum 2021-2050 wird im Rahmen der IPCC-Emissionsszenarien RCP4.5 und RCP8.5 erwartet, dass die minimale und maximale regionale Temperatur im Winter, Frühjahr und Herbst und etwa 2,5 °C im Sommer um 1,5 °C ansteigen wird. Der Temperaturanstiegssignal wird viel intensiver, zwischen 3 °C und 4,5 °C, für das Szenario RCP4.5 im Zeitraum 2071-2100, mit Spitzen während der Sommersaison: die Zahl der Tage ohne Niederschlag im Sommer wird voraussichtlich um 20 % steigen.
Nach dem RCP4.5-Szenario kann die Niederschlagsmenge auf regionaler Ebene im Zeitraum 2021-2050 im Frühjahr und Sommer sinken, während der Herbst durch einen Anstieg (etwa 20 %) gekennzeichnet sein kann. Ein ähnliches Signal wurde für das Emissionsszenario RCP8.5 gefunden, etwas höher für die Herbstsaison, in der der erwartete Anstieg bei etwa 25-30 % liegt.
Veränderungen in der geografischen Verteilung der Regenfälle in der Region Emilia-Romagna haben in einigen Gebieten zu erheblichen Wasserdefiziten geführt, und es wird erwartet, dass die Folgen von Wasserknappheit in Zukunft zunehmen werden. Die Verfügbarkeit von Wasserressourcen ist im Vergleich zu anderen Regionen des Po-Tals gering und ist auch von Verlusten im derzeitigen Wasserverteilungssystem (Programma di Sviluppo Rurale 2014-2020) betroffen. Unter Berücksichtigung von Klimawandelszenarien ist die Region zunehmend dem Risiko von Wasserdefiziten ausgesetzt, insbesondere wenn Pflanzen mit einem Frühjahrs-Sommer-Produktionszyklus in Betracht gezogen werden. Diese könnten durch einen starken Rückgang der Erträge wie bei den vorangegangenen Dürreereignissen in den Jahren 2003 und 2012 beeinträchtigt werden, was aufgrund der steigenden Bewässerungskosten mit einem höheren Geschäftsrisiko verbunden sein wird.
Ziele
Emilia-Romagna ist eine führende Region in der italienischen landwirtschaftlichen Produktion mit mehr als 84.000 Bauernhöfen und rund 1 Million Hektar investiert. Etwa 33 % der regionalen Betriebe umfassen bewässerte Flächen. In diesem Zusammenhang wurde es immer wichtiger, das Wasser so effizient wie möglich zu nutzen. Wasserknappheit und Dürreereignisse nehmen in Emilia-Romagna zu, und der Klimawandel dürfte sich diese Situation verschlechtern, was eine Verringerung der Wassermenge für die Landwirtschaft zur Folge hat. Angesichts der Dürreereignisse 2012 und 2013, von denen Italien und insbesondere einige Gebiete des Po-Tals betroffen waren, hat die Regionalbehörde Emilia-Romagna Druck ausgeübt, die Effizienz der Wassernutzung zu verbessern, neue Kriterien für die Verwaltung und Bewirtschaftung der Wasserressourcen einzuführen und innovative Techniken zu entwickeln und anzuwenden, die es den Landwirten ermöglichen könnten, die wirtschaftliche und nachhaltige Produktion insgesamt zu verbessern, wie etwa die Wasserplanung.
Aus diesen Gründen ist es wichtig, die erwarteten Auswirkungen des Klimawandels auf den Bewässerungswasserbedarf quantitativ abzuschätzen. Das IRRINET-System bietet eine Antwort auf dieses Problem und schafft Anreize für eine effektive Nutzung der Wasserressourcen, ohne die Qualität der Pflanzenproduktion zu beeinträchtigen. Langfristig und insbesondere in Bezug auf Klimawandel und Variabilität optimiert IRRINET die Nutzung von Wasserressourcen und unterstützt die landwirtschaftliche Produktion insbesondere in trockenen Jahren.
In diesem Fall umgesetzte Anpassungsoptionen
Lösungen
Irrinet ist ein fachkundiges und kostenfreies Informationssystem für die Bewässerungsplanung, das die Ergebnisse von mehr als 50 Jahren Forschung zu Pflanzen-Wasser-Relation und nachhaltigem Bewässerungsmanagement umsetzt.
Die Bewässerungsplanung wird anhand eines komplexen mathematischen Modells ermittelt, das auf dem täglichen Wasserhaushalt des Boden-Pflanzen-Atmosphäre-Systems basiert, das auf das Bewässerungsmanagement im Feldmaßstab abzielt. Verschiedene Daten und Informationen werden kombiniert, um das genaue Volumen des Wasserbedarfs abzuschätzen, einschließlich: wie viel Regenwasser den Boden infiltriert; Simulation des Wachstums des Pflanzenwurzelsystems und Wechsel der phänologischen Phasen; Zustand des Wasserstresses in der Ernte; Beitrag des unterirdischen Wassers und des Wasserflusses durch drei Bodenschichten (Oberflächenschicht, die von den Wurzeln und den darunterliegenden Schichten besetzt ist). In wenigen Sekunden wird die Gewichtung dieser Elemente in Form eines Kurznachrichtendienstes (SMS) und Informationen über Webschnittstelle und Tablet-App kommuniziert. Auf diese Weise sind die Züchter mit einer einfach zu bedienenden und verständlichen Information ausgestattet, wie viel Wasser ihre Ernte verbraucht hat, wie lange sie ihre Pumpe oder Tropfanlage während der Bewässerung betreiben müssen und in welchem Teil ihres Eigentums sie handeln müssen, dank der Integration mit Google-Karten, auf denen das einzelne Grundstück geolokalisiert ist.
Die von IRRINET verarbeiteten Daten werden täglich gesammelt und stammen aus drei verschiedenen Quellen: der regionale Wetterdienst stellt meteorologische Daten (Regen- und Evapotranspiration) zur Verfügung; der regionale Geologische Dienst liefert Bodendaten und die kulturellen Parameter werden vom CER bereitgestellt.
Die IRRINET-Informationssysteme ermöglichen es dem Benutzer, Parameter jährlich, monatlich und täglich zu speichern und den Service anzupassen, indem zusätzliche Informationen über landwirtschaftliche Grundstücke, Pflanzenarten, lokale Bodenfeuchtedaten, durchgeführte Bewässerungen und lokale Grundwasserdaten angegeben werden.
Der erste IRRINET-Prototyp, der eine Web-Schnittstelle enthielt, wurde 1999 von CER mit der Einführung des Internets entwickelt, basierend auf den Ergebnissen eines 1984 durchgeführten Projekts zur Erprobung des Einsatzes von Telematik in der Landwirtschaft der Emilia Romagna. Im Jahr 2009 entwickelte sich IRRINET in IRRINET Plus, das die wirtschaftliche Berechnung des Nutzens im Zusammenhang mit der Bewässerung durch ein Ampel-Beratungssystem implementiert. Die Landwirte werden durch den wirtschaftlichen Ansatz angeregt, um den Gewinn zu maximieren und gleichzeitig den übermäßigen Wasserverbrauch zu reduzieren. Die Experten, die an der Weiterentwicklung von IRRINET beteiligt sind, arbeiten an einer engeren Integration mit offenen GIS-Informationsschichten, die die Datenmenge reduzieren können, die die Benutzer im System registrieren müssen, und an der Verwendung von Satelliteninformationen zur Bestimmung der effektiven Erntekoeffizienten (Kc) für die Berechnung des Wasserhaushalts.
Der Irrinet-Service umfasst derzeit mehr als 12.000 Betriebe, die fast 22 % der bewässerten Fläche in der Region Emilia-Romagna abdecken. In der Bewässerungssaison 2017 wurden 28.500 IRRINET SMS gesendet und 147.000 Bewässerungspläne produziert. Irrinet-Anwendung im Jahr 2017 ermöglichte Wassereinsparung für mehr als 90 Millionen m3.
Ab 2011 brachte ein nationales Projekt namens IRRIFRAME, das von ANBI verwaltet wird, den Dienst in allen Bereichen, die von den italienischen Reklamationsstellen und Bewässerungsbehörden verwaltet werden. Der IRRIFRAME-Service wird in 26.100 Paketen im ganzen italienischen Land eingesetzt und wurde auf der Grundlage des Feedbacks der Nutzer und der Ergebnisse der Forschung von Jahr zu Jahr verbessert.
Relevanz
Der Fall wurde hauptsächlich aufgrund anderer politischer Ziele entwickelt und umgesetzt, jedoch unter erheblicher Berücksichtigung von Aspekten der Anpassung an den Klimawandel.
Zusätzliche Details
Stakeholderbeteiligung
Irrinet wurde entwickelt und wird von CER verwaltet. Ab 2011 wurde der Dienst anschließend von der Region Emilia-Romagna und ANBI in Zusammenarbeit mit CER unterstützt und kofinanziert, einschließlich des EU-Beitrags. Jahr für Jahr haben die Rückmeldungen der Nutzer die Entwicklung der IRRINET- und IRRIFRAME-Systeme vorangetrieben.
Erfolgsfaktoren und Hemmnisse
Anfang 2019 ist IRRINET-IRRIFRAME in 16 italienischen Regionen präsent und umfasst 69 Land Reclamation Boards und mehr als 16.000 Nutzer, davon 12.000 nur in der Region Emilia-Romagna, in der der Service stärker konsolidiert ist. Das zentrale Element, das diese Initiative erfolgreich gemacht hat, ist das einfache, mit niedrigen Verwaltungskosten verbundene, benutzerfreundliche Informationssystem, das den Landwirten ermöglicht wurde, zu entscheiden, wann und wie viel sie bewässern sollen. Dieser Service ist gebührenfrei zugänglich und ist auf eine Vielzahl von Kulturen zugeschnitten.
Angesichts der unmittelbaren Vorteile für die Nutzer in Bezug auf Wasser- und Energieeinsparungen ermutigen die Wassermanager (d. h. die Landrückgewinnungsräte) und die Wasserbehörden (d. h. die Entwicklungspläne für den ländlichen Raum der Region Emilia-Romagna) die Landwirte dazu an, sich an IRRINET zu halten. Wie in der Emilia-Romagna-Verordnung ausgeführt, dürfen IRRINET-Nutzer, anstatt sich auf Wasser für Bewässerungszwecke zu bewässern, die vom Land Reclamation Board verwaltet werden, bei Wasserknappheit Oberflächenwasser aus dem gesamten Reno-Becken entnehmen. Darüber hinaus sind sie verpflichtet, sich bei IRRINET zu registrieren, falls sie Interesse haben, Mittel aus dem regionalen Entwicklungsplan für den ländlichen Raum zu beantragen.
Irrinet-IRRIFRAME kann überall dort, wo lokale Daten verfügbar sind, problemlos in andere Kontexte übertragen werden, insbesondere um das Modell auf lokale Bedingungen zu kalibrieren. Einschränkungen können sich beispielsweise auf die Verfügbarkeit von meteorologischen Daten (täglich min, max und durchschnittliche Temperatur und stündlicher Regen) oder georeferenzierte Bodenkarten auswirken. Letztere können, sofern verfügbar, den Inputbedarf für die Schätzung von Bodenparametern verringern und die Ergebnisse robuster machen.
Die nächsten Herausforderungen für die Entwicklung des Dienstes bestehen in der Integration mit Sensor- und Aktorsystemen sowie den Input-Crop-Koeffizienten, die durch Fernerkundung bereitgestellt werden, um sowohl wenige vom Benutzer bereitgestellte oder verfügbare Informationen über die Fläche als auch den Bedarf an genauerer Berechnung des Bodenwassergehalts zu bewältigen.
Kosten und Nutzen
Seit 1999 wird der Dienst IRRINET von CER, Emilia-Romagna, ANBI und der Europäischen Union unterstützt und kofinanziert. Die Kosten für die Entwicklung des (IT) Bewässerungsinformationssystems beliefen sich einschließlich Forschungs- und Testtätigkeiten auf 200 000 EUR. Insgesamt weist die Plattform sehr niedrige Verwaltungskosten auf, die rund 0,02 EUR/ha betragen und der Service für die Endnutzer kostenlos zur Verfügung gestellt wird.
Rechtliche Aspekte
Das italienische Ministerium für Agrar-, Ernährungs- und Forstpolitik nutzt IRRIFRAME zur Planung der Agrarpolitik als Reaktion auf die Bemerkungen der Europäischen Kommission zu Wassereinsparungen (gemäß dem Rahmen der Wasserrichtlinie und als Reaktion auf die Anforderungen der Leitlinien für den Wasserschutz). Darüber hinaus erwähnen einige regionale Leitlinien IRRINET – IRRIFRAME als unterstützendes Instrument, um die Wasserkonditionalität der Verordnung über den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung zu erfüllen, und die Einhaltung der IRRINET-IRRIFRAME-Bewässerungsplanung ist für viele Landwirte obligatorisch.
Umsetzungszeitraum
Das IRRINET-System ist seit 1984 mit Telematikwerkzeugen und seit 1999 mit Webtools in Betrieb. Die Erweiterung mit dem IRRIFRAME-System wurde in zwei Jahren von 2011 bis 2013 umgesetzt. Die IRRIFRAME WEB und APP befinden sich derzeit (Anfang 2019) in einer Aktualisierungsphase, die von Agronica Group Srl implementiert und verwaltet wird. Eine neue Version wird bis Ende 2019 verfügbar sein.
Lebensdauer
Das IRRINET-IRRIFRAME-System wird durchschnittlich alle 3-5 Jahre entsprechend der IT-Entwicklung aktualisiert.
Referenzinformationen
Kontakt
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
Webseiten
Referenz
Veröffentlicht in Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Zuletzt aktualisiert in Climate-ADAPT Apr 18 2024
Bitte kontaktieren Sie uns für eine weitere Fragen zu dieser Fallstudie oder um eine neue Fallstudie zu einzureichen (E -Mail Climate.adapt@eea.europa.eu ))
Suchbegriffe:
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