IRRINET: IT-niisutussüsteem põllumajandusliku veemajanduse jaoks Emilia Romagnas, Itaalias

Ilm 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 muutustes, pluviomeetriliste suundumuste muutustes ja vee kättesaadavuse muutustes. 2018. aasta juulis võttis Emilia Romagna piirkond vastu piirkondliku kohanemis- ja leevendamisstrateegia, millega nähakse ette ühine võrdlusraamistik, et hinnata kliimamuutuste mõju erinevates asjaomastes sektorites. Strateegias antakse ülevaade piirkonna uuematest kliimaprognoosidest: valitsustevahelise kliimamuutuste rühma heitestsenaariumide RCP4.5 ja RCP8.5 kohaselt tõuseb minimaalne ja maksimaalne piirkondlik temperatuur ajavahemikul 2021–2050 eeldatavasti ligikaudu 1,5 °C talvel, kevadel ja sügisel ning ligikaudu 2,5 °C suvel. Temperatuuri tõusu signaal muutub ajavahemikul 2071–2100 stsenaariumi RCP4.5 puhul palju intensiivsemaks, jäädes vahemikku 3–4,5 °C, kusjuures tipphetked on suvehooajal: ilma sademeteta päevade arv suvel suureneb eeldatavasti umbes 20%.

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

Muutused sademete geograafilises jaotuses Emilia Romagna piirkonnas on põhjustanud mõnes piirkonnas märkimisväärse veepuuduse ja veepuuduse episoodid peaksid tulevikus suurenema. Võrreldes teiste Po jõe orus asuvate piirkondadega on veevarude kättesaadavus väike ja seda mõjutavad ka praeguse veejaotussüsteemi kaod (Programma di Sviluppo Rurale 2014–2020 ). Kliimamuutuste stsenaariume arvesse võttes ohustab piirkonda üha enam veepuudus, eriti kui võtta arvesse kevad-suve tootmistsükliga põllukultuure. Neid võib mõjutada saagikuse oluline vähenemine, nagu täheldati eelmiste põudade ajal 2003. ja 2012. aastal, mis on seotud niisutuskulude suurenemisest tuleneva suurema äririskiga.

Emilia-Romagna on Itaalia põllumajandustootmise juhtiv piirkond, kus on üle 84 000 põllumajandusettevõtte ja investeeritud umbes 1 miljon hektarit. Ligikaudu 33 % piirkondlikest põllumajandusettevõtetest hõlmab niisutatud maad. Sellega seoses muutus üha olulisemaks vee võimalikult tõhus kasutamine. Veepuudus ja põuad Emilia Romagnas suurenevad ning kliimamuutused eeldatavasti halvendavad seda olukorda, mille tagajärjel väheneb põllumajanduse jaoks kättesaadava vee kogus. Võttes arvesse 2012. ja 2013. aasta põudasid, mis mõjutasid Itaaliat ja eelkõige mõnda Po jõe oru piirkonda, on Emilia Romagna piirkondlik omavalitsus avaldanud survet veekasutuse tõhususe parandamiseks, kehtestades veevarude juhtimise ja majandamise uued kriteeriumid ning töötades välja ja võttes kasutusele uuenduslikud tehnoloogiad, mis võivad võimaldada põllumajandustootjatel parandada üldist majanduslikku ja säästvat tootmist, näiteks veekasutuse planeerimist.

Seetõttu on oluline kvantitatiivselt hinnata kliimamuutuste eeldatavat mõju niisutusvee vajadusele. IRRINETi süsteem annab sellele probleemile vastuse, stimuleerides veevarude tõhusat kasutamist, vähendamata taimekasvatuse kvaliteeti. Pikas perspektiivis ja eelkõige seoses kliimamuutuste ja muutlikkusega optimeerib IRRINET veevarude kasutamist ja toetab põllumajandustootmist, eriti kuivadel aastatel.

IRRINET on eksperdipõhine ja tasuta infosüsteem niisutuskavade koostamiseks, mis rakendab enam kui 50 aastat kestnud taimede ja vee seoseid ning säästvat niisutuskorraldust käsitlevate uuringute tulemusi.

Niisutusgraafiku koostamisel kasutatakse keerulist matemaatilist mudelit, mis põhineb mulla-taime-atmosfääri süsteemi igapäevasel veebilansil, mille eesmärk on põllukultuuride niisutuskorraldus põllul. Veenõudluse täpse mahu hindamiseks kombineeritakse erinevaid andmeid ja teavet, sealhulgas: kui palju vihmavett imbub maapinda; taime juurestiku kasvu ja fenoloogiliste faaside vaheldumise simulatsioon; veestressi seisund põllukultuuris; põhjavee panus ja veevool läbi kolme mullakihi (pinnakiht, mille moodustavad juured ja nende all olevad kihid). Mõne sekundiga edastatakse nende elementide kaal lühisõnumiteenuse (SMS) ja teabe kujul veebiliidese ja tahvelarvutirakenduse kaudu. Sel viisil on kasvatajatel tänu integreerimisele Google'i kaartidega, kus üks maatükk on geolokaliseeritud, lihtne kasutada ja arusaadav teave selle kohta, kui palju vett nende põllukultuur on kasutanud, kui kaua nad peavad niisutuse ajal pumpa või tilgutisüsteemi käitama ja millises oma vara osas nad peavad tegutsema.

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

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.

Esimese IRRINETi prototüübi, mis sisaldas veebiliidest, töötas CER välja 1999. aastal Interneti saabumisega, tuginedes 1984. aasta projekti tulemustele, mille eesmärk oli testida telemaatika kasutamist Emilia Romagna põllumajanduses. 2009. aastal arenes IRRINET välja IRRINET Plusis, mis rakendab niisutusega seotud kasu majanduslikku arvutamist valgusfoori nõuandesüsteemi kaudu. Põllumajandustootjaid stimuleerib majanduslik lähenemisviis, et maksimeerida kasumit, vähendades samal ajal vee ülekasutamist. IRRINETi edasiarendamises osalevad eksperdid tegelevad tihedama integreerimisega avatud GIS-i teabekihtidega, mis võivad vähendada andmete hulka, mida kasutajatel palutakse süsteemis registreerida, ning satelliitteabe kasutamisega, et määrata kindlaks efektiivsed põllukultuuri koefitsiendid (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 IRRINETi lühisõnumit ja koostati 147 000 niisutuskava. 2017. aastal võimaldas IRRINETi rakendus säästa vett rohkem kui 90 miljoni m3 ulatuses.

Alates 2011. aastast viidi riikliku projektiga IRRIFRAME, mida haldas ANBI, teenus kõikidesse Itaalia maaparandusametite ja niisutusametite hallatavatesse piirkondadesse. IRRIFRAME teenust kasutatakse 26 100 paki puhul üle kogu Itaalia ning seda on kasutajate tagasiside ja uuringute tulemuste põhjal aasta-aastalt täiustatud.

IRRINETi töötas välja ja seda haldab CER. Alates 2011. aastast on teenust toetanud ja kaasrahastanud Emilia Romagna maakond ja ANBI koostöös CERiga, mis hõlmab ka ELi toetust. IRRINETi ja IRRIFRAME süsteemide arengut on aasta-aastalt mõjutanud kasutajate tagasiside.

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 rohkem konsolideeritud. Algatuse edu tagas lihtne ja madalate halduskuludega kasutajasõbralik teabesüsteem, mis on loodud selleks, et põllumajandustootjad saaksid otsustada, millal ja kui palju niisutada. See teenus on kättesaadav tasuta ja on kohandatud paljude põllukultuuride jaoks.

Arvestades otsest kasu, mida kasutajad saavad vee- ja energiasäästust, julgustavad ja motiveerivad veemajandajad (st maaparandusametid) ja veeametid (st Emilia Romagna piirkonna maaelu arengukavad) põllumajandustootjaid IRRINETiga ühinema. Nagu on sätestatud Emilia Romagna määrustes, on IRRINETi kasutajatel lubatud veepuuduse ajal kogu Reno vesikonnast pinnavett välja võtta, selle asemel et kasutada niisutamiseks vett, mida haldab maaparandusamet. Lisaks on nad kohustatud registreeruma IRRINETis, kui nad on huvitatud toetuse taotlemisest piirkondlikust maaelu arengukavast.

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 (igapäevane miinimum-, maksimum- ja keskmine temperatuur ning vihmasadu tunnis) või geoviidetega mullakaartide kättesaadavust. Viimased, kui need on kättesaadavad, võivad vähendada mullaparameetrite hindamise sisendvajadust ja muuta väljundtulemused usaldusväärsemaks.

Teenuste arendamise järgmised väljakutsed on integreerimine anduri- ja täitursüsteemidega, samuti kaugseire abil saadavate põllukultuuri koefitsiendi sisendandmetega, et tulla toime nii kasutaja esitatud või piirkonna kohta kättesaadava vähese teabega kui ka vajadusega suurema täpsuse järele mulla veesisalduse arvutamisel.

Alates 1999. aastast on IRRINET-teenust toetanud ja kaasrahastanud CER, Emilia Romagna piirkond, ANBI ja Euroopa Liit. (IT) niisutusinfosüsteemi arendamise kulud koos teadus- ja katsetegevusega olid 200 000 eurot. Üldiselt on platvormi halduskulud väga madalad (ligikaudu 0,02 eurot/ha) ja teenust osutatakse lõppkasutajatele tasuta. 

Itaalia põllumajandus-, toidu- ja metsanduspoliitika ministeerium kasutab IRRIFRAMEt põllumajanduspoliitika kavandamiseks vastusena Euroopa Komisjoni tähelepanekutele vee säästmise kohta (vastavalt veedirektiivi raamistikule ja veekaitse suuniste nõuetele). Lisaks on mõnes piirkondlikus suunises märgitud, et IRRINET - IRRIFRAME on toetav vahend Euroopa Regionaalarengu Fondi määruses sätestatud vee tingimuslikkuse täitmiseks ning IRRINET-IRRIFRAME niisutuskavade järgimine on paljudele põllumajandustootjatele kohustuslik.

IRRINETi süsteem töötab alates 1984. aastast telemaatikavahenditega ja alates 1999. aastast veebivahenditega. Pikendamist IRRIFRAME-süsteemiga rakendati 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.

Süsteemi IRRINET-IRRIFRAME ajakohastatakse vastavalt infotehnoloogia arengule 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