IRRINET: IT-niisutussüsteem põllumajandusliku veemajanduse jaoks Itaalias Emilia Romagna maakonnas

Ilmastik ja kliima on põllumajanduse tootlikkuse peamised tegurid ning nende mõju primaarsektorile on märkimisväärne. Kliimamuutuste üks peamisi mõjusid seisneb temperatuuri tõusust tingitud tootlikkuse ja kultuuri kvaliteedi kõikumises, pluviomeetriliste suundumuste muutumises ja vee kättesaadavuse muutumises. Emilia Romagna maakond võttis 2018. aasta juulis vastu piirkondliku kohanemis- ja leevendusstrateegia, millega nähakse ette ühine võrdlusraamistik kliimamuutuste mõju hindamiseks eri asjaomastes sektorites. Strateegias antakse ülevaade piirkonna uuematest kliimaprognoosidest: IPCC heitestsenaariumide RCP4.5 ja RCP8.5 kohaselt peaks piirkonna miinimum- ja maksimumtemperatuur tõusma talvel, kevadel ja sügisel ligikaudu 1,5 °C ning suvel ligikaudu 2,5 °C. Temperatuuri tõusu signaal muutub palju intensiivsemaks, vahemikus 3 °C kuni 4,5 °C, stsenaariumi RCP4.5 puhul ajavahemikul 2071–2100, kusjuures tipphetked on suvehooajal: suvel sademeteta päevade arv suureneb eeldatavasti umbes 20%.

RCP4.5 stsenaariumi kohaselt võib sademete hulk piirkondlikul tasandil aastatel 2021–2050 kevadel ja suvel väheneda, samas kui sügist võib iseloomustada kasv (ligikaudu 20 %). Sarnane signaal saadi ka RCP8.5 heitestsenaariumi puhul, mis oli veidi suurem sügishooajal, mil eeldatav kasv on ligikaudu 25–30 %.

Muutused Emilia Romagna piirkonna sademete geograafilises jaotuses on põhjustanud mõnes piirkonnas märkimisväärse veepuuduse ja tulevikus on oodata veepuuduse suurenemist. Veevarude kättesaadavus on Po oru teiste piirkondadega võrreldes väike ja seda mõjutavad ka praeguse veejaotussüsteemi (programma di Sviluppo Rurale 2014–2020) kaod. Võttes arvesse kliimamuutuste stsenaariume, ohustab piirkonda üha enam veepuuduse oht, eriti kui kaalutakse kevad-suvi tootmistsükliga põllukultuure. Neid võib mõjutada 2003. ja 2012. aasta varasemate põuasündmuste ajal täheldatud saagikuse oluline vähenemine, mis on seotud niisutuskulude suurenemisest tuleneva suurema äririskiga.

Emilia Romagna on Itaalia põllumajandustootmise juhtiv piirkond, kus on üle 84 000 põllumajandusettevõtte ja investeeritud umbes miljon hektarit. Ligikaudu 33 % piirkondlikest põllumajandusettevõtetest hõlmab niisutatud maad. Sellega seoses muutus üha olulisemaks vee võimalikult tõhus kasutamine. Emilia Romagna maakonnas suureneb veenappus ja põud ning kliimamuutused halvendavad seda olukorda eeldatavasti veelgi, mille tagajärjel väheneb põllumajandusele kättesaadava vee kogus. Võttes arvesse 2012. ja 2013. aasta põuda, mis tabas Itaaliat ja eelkõige mõnda Po jõe oru piirkonda, on Emilia Romagna piirkondlik omavalitsus avaldanud survet veekasutuse tõhususe parandamiseks, kehtestades uued kriteeriumid veevarude majandamiseks ja majandamiseks ning töötades välja ja võttes kasutusele uuenduslikud tehnoloogiad, mis võivad aidata põllumajandustootjatel parandada üldist majanduslikku ja säästvat tootmist, näiteks veevarude planeerimine.

Seetõttu on oluline kvantitatiivselt hinnata kliimamuutuste eeldatavat mõju niisutusveevajadusele. IRRINETi süsteem annab sellele probleemile vastuse, stimuleerides veevarude tõhusat kasutamist, ilma et see vähendaks taimekasvatuse kvaliteeti. Pikas perspektiivis ning eelkõige seoses kliimamuutuste ja muutlikkusega optimeerib IRRINET veevarude kasutamist ja toetab põllumajandustootmist, eriti kuivadel aastatel.

IRRINET on eksperdipõhine ja tasuta infosüsteem niisutamise kavandamiseks, mis rakendab rohkem kui 50 aastat kestnud uuringute tulemusi taimede ja vee seoste ning säästva niisutuskorralduse kohta.

Niisutamise ajakava kindlaksmääramisel kasutatakse keerulist matemaatilist mudelit, mis põhineb mulla-taime-atmosfäärisüsteemi igapäevasel veebilansil ja mille eesmärk on põllukultuuride niisutamise korraldamine põllu tasandil. Veenõudluse täpse mahu hindamiseks kombineeritakse erinevaid andmeid ja teavet, sealhulgas: kui palju vihmavett imbub maapinda; taime juurestiku kasvu simulatsioon ja fenoloogiliste faaside vaheldumine; veestressi seisund põllukultuuris; põhjavee osa ja veevool läbi kolme mullakihi (juurte ja aluskihtide poolt hõivatud pinnakiht). Mõne sekundi pärast edastatakse nende elementide kaal lühisõnumiteenuse (SMS) ja teabe kujul veebiliidese ja tahvelarvuti rakenduse kaudu. Sel viisil on kasvatajad varustatud hõlpsasti kasutatava ja arusaadava teabega selle kohta, kui palju vett nende põllukultuur on kasutanud, kui kaua nad peavad niisutamise ajal oma pumpa või tilgutisüsteemi käitama ja millises osas oma varast nad peavad tegutsema tänu integreerimisele Google'i kaartidega, kus üks maatükk on geolokaliseeritud.

IRRINETi töödeldavaid andmeid kogutakse iga päev ja need pärinevad kolmest eri allikast: piirkondlik ilmateenistus pakub meteoroloogilisi (vihma ja evapotranspiratsiooni) andmeid; piirkondlik geoloogiateenistus edastab mullaandmeid ja kultuuriparameetrid esitab CER.

IRRINETi infosüsteemid võimaldavad kasutajal salvestada parameetreid aasta, kuu ja päeva kaupa ning kohandada teenust, täpsustades lisateavet põllumajanduslike maatükkide, põllukultuuride liikide, kohaliku mulla niiskuse andmete, teostatud niisutuste ja kohaliku põhjavee andmete kohta.

Esimene IRRINETi prototüüp, mis sisaldas veebiliidest, töötati välja CER-i poolt 1999. aastal Interneti saabumisel, tuginedes 1984. aasta projekti tulemustele, mille eesmärk oli testida telemaatika kasutamist Emilia Romagna põllumajanduses. 2009. aastal arenes IRRINET välja IRRINET Plusis, mis rakendab niisutamisega seotud kasu majanduslikku arvutamist valgusfoori nõustamissüsteemi kaudu. Põllumajandustootjaid stimuleerib majanduslik lähenemisviis, et maksimeerida kasumit, vähendades samal ajal vee liigkasutust. IRRINETi edasiarendamises osalevad eksperdid teevad tööd tihedamaks integreerimiseks avatud GIS-teabekihtidega, mis võivad vähendada andmete hulka, mida kasutajatel palutakse süsteemis registreerida, ning satelliitandmete kasutamiseks, et määrata kindlaks tõhusad külvikordajad (Kc) veebilansi arvutamiseks.

IRRINETi teenus hõlmab praegu rohkem kui 12 000 põllumajandusettevõtet, mis hõlmavad peaaegu 22 % Emilia-Romagna piirkonna niisutatud alast. 2017. aasta niisutushooajal saadeti 28 500 IRRINET SMS-i ja toodeti 147 000 niisutusgraafikut. IRRINETi rakendus 2017. aastal võimaldas säästa vett rohkem kui 90 miljonit m ³.

Alates 2011. aastast tõi ANBI hallatav riiklik projekt IRRIFRAME teenuse kõikidesse Itaalia taaskasutamis- ja niisutusametite hallatavatesse piirkondadesse. IRRIFRAME teenust kasutatakse 26 100 pakis üle kogu Itaalia ning seda on kasutajate tagasiside ja uuringutulemuste põhjal aasta-aastalt täiustatud.

IRRINET on välja töötatud ja seda haldab CER. Alates 2011. aastast on teenust toetanud ja kaasrahastanud Emilia Romagna maakond ja ANBI koostöös CERiga, sealhulgas ka ELi toetus. Aasta-aastalt on kasutajate tagasiside ajendanud IRRINETi ja IRRIFRAME'i süsteemide arengut.

2019. aasta alguses on IRRINET-IRRIFRAME esindatud 16 Itaalia piirkonnas ning hõlmab 69 maaparandusametit ja rohkem kui 16 000 kasutajat, kellest 12 000 asuvad ainult Emilia Romagna piirkonnas, kus teenus on konsolideeritud. Peamine tegur, mis selle algatuse edukaks tegi, on lihtne ja madalate halduskuludega kasutajasõbralik infosüsteem, mis on loodud selleks, et põllumajandustootjad saaksid otsustada, millal ja kui palju niisutada. See teenus on kättesaadav tasuta ja on kohandatud suurele hulgale põllukultuuridele.

Võttes arvesse otsest kasu kasutajatele vee- ja energiasäästu näol, julgustavad ja motiveerivad veemajandusettevõtjad (st maaparandusametid) ja veemajandusasutused (st Emilia Romagna piirkonna maaelu arengukavad) põllumajandustootjaid IRRINETiga ühinema. Nagu on sätestatud Emilia Romagna määrustes, on IRRINETi kasutajatel lubatud veepuuduse tingimustes võtta pinnavett kogu Reno vesikonnast, selle asemel et tugineda niisutamisel veele, mida haldab maaparandusamet. Lisaks on nad kohustatud end IRRINETis registreerima, kui nad on huvitatud piirkondlikust maaelu arengukavast toetuse taotlemisest.

IRRINET-IRRIFRAME'i saab hõlpsasti üle kanda teistesse kontekstidesse, kui kohalikud andmed on kättesaadavad, eelkõige mudeli kalibreerimiseks kohalikele tingimustele. Piirangud võivad mõjutada näiteks meteoroloogiliste andmete (päevane min, max ja keskmine temperatuur ning sademete hulk tunnis) või geoviidetega mullakaartide kättesaadavust. Viimased, kui need on kättesaadavad, võivad vähendada mullaparameetrite hindamiseks vajalikku sisendit ja muuta väljunditulemused usaldusväärsemaks.

Järgmised teenuste arendamisega seotud väljakutsed on integreerimine anduri- ja ajamisüsteemidega, samuti kaugseire abil saadud põllumajanduskultuuride koefitsiendi sisendandmed, et tulla toime nii kasutaja esitatud või piirkonna kohta kättesaadava vähese teabega kui ka vajadusega täpsema mulla veesisalduse arvutamise järele.

Alates 1999. aastast on IRRINETi teenust toetanud ja kaasrahastanud CER, Emilia-Romagna piirkond, ANBI ja Euroopa Liit. Niisutusteabesüsteemi (IT) arendamise kulud, sealhulgas teadus- ja katsetegevus, olid 200 000 eurot. Üldiselt on platvormil väga madalad halduskulud, mis on ligikaudu 0,02 eurot/ha, ja teenust pakutakse lõppkasutajatele tasuta. 

Itaalia põllumajandus-, toidu- ja metsanduspoliitika ministeerium kasutab IRRIFRAME’i põllumajanduspoliitika kavandamiseks vastusena Euroopa Komisjoni tähelepanekutele veesäästu kohta (vastavalt veepoliitika raamdirektiivile ja veekaitsesuuniste nõuetele). Lisaks mainitakse mõnes piirkondlikus suunises IRRINET-IRRIFRAMEt kui toetavat vahendit Euroopa Regionaalarengu Fondi määruses sätestatud veealaste tingimuste täitmiseks ning IRRINET-IRRIFRAME niisutamise ajakava järgimine on paljudele põllumajandustootjatele kohustuslik.

IRRINETi süsteem töötab alates 1984. aastast telemaatikavahenditega ja alates 1999. aastast veebivahenditega. Süsteemi IRRIFRAME pikendati kahe aasta jooksul (2011–2013). IRRIFRAME WEB ja APP on praegu (2019. aasta alguses) ajakohastamise etapis, mida rakendab ja haldab Agronica Group Srl. Uus versioon tehakse kättesaadavaks 2019. aasta lõpuks.

IRRINET-IRRIFRAME süsteemi ajakohastatakse vastavalt IT-arendustele keskmiselt iga 3–5 aasta järel.

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