IRRINET: IT sustav navodnjavanja za upravljanje poljoprivrednim vodama u regiji Emilia-Romagna, Italija

Vrijeme i klima ključni su čimbenici produktivnosti poljoprivrede, a njihov je utjecaj na primarni sektor znatan. Jedan od glavnih učinaka klimatskih promjena su varijacije produktivnosti i kvalitete kulture zbog porasta temperature, promjene pluviometrijskih trendova i promjene dostupnosti vode. Regija Emilia-Romagna donijela je u srpnju 2018. Regionalnu strategiju za prilagodbu klimatskim promjenama i njihovo ublažavanje, kojom se pruža zajednički referentni okvir za procjenu posljedica klimatskih promjena u različitim predmetnim sektorima. U strategiji se izvješćuje o novijim klimatskim projekcijama za regiju: u scenarijima emisija RCP4.5 i RCP8.5 Međuvladinog panela o klimatskim promjenama (IPCC) očekuje se da će se u razdoblju 2021.–2050. minimalna i maksimalna regionalna temperatura povećati za oko 1,5 °C zimi, u proljeće i jesen te za oko 2,5 °C ljeti. Signal porasta temperature postaje mnogo intenzivniji, između 3 °C i 4,5 °C, za scenarij RCP4.5 u razdoblju od 2071. do 2100., s vrhuncima tijekom ljetne sezone: očekuje se da će se broj dana bez padalina tijekom ljeta povećati za oko 20 %.

Prema scenariju RCP4.5 količina oborina na regionalnoj razini u razdoblju 2021.–2050. mogla bi se smanjiti tijekom proljeća i ljeta, dok jesen može karakterizirati povećanje (oko 20 %). Sličan signal pronađen je za scenarij emisija RCP8.5, nešto veći za jesensku sezonu, gdje očekivano povećanje iznosi oko 25-30%.

Promjene u zemljopisnoj raspodjeli padalina u regiji Emilia-Romagna uzrokovale su znatan manjak vode u nekim područjima, a očekuje se da će se u budućnosti povećati nestašica vode. Dostupnost vodnih resursa niska je u usporedbi s drugim regijama u dolini rijeke Po, a na nju utječu i gubici u postojećem sustavu distribucije vode (Programmadi Sviluppo Rurale 2014.–2020.). S obzirom na scenarije klimatskih promjena, rezultati regije sve su izloženiji riziku od manjka vode, posebno kada se razmatraju usjevi s proizvodnim ciklusom proljeće-ljeto. Na njih bi moglo utjecati znatno smanjenje prinosa do kojeg je došlo tijekom prethodnih suša 2003. i 2012., što će biti povezano s većim poslovnim rizikom zbog povećanja troškova navodnjavanja.

Emilia-Romagna je vodeća regija u talijanskoj poljoprivrednoj proizvodnji s više od 84.000 poljoprivrednih gospodarstava i oko milijun hektara uloženih. Oko 33 % regionalnih poljoprivrednih gospodarstava uključuje navodnjavano zemljište. U tom je kontekstu postalo sve važnije koristiti vodu što je učinkovitije moguće. Nestašica vode i suše povećavaju se u regiji Emilia-Romagna, a očekuje se da će klimatske promjene pogoršati takvu situaciju, što će dovesti do smanjenja količine vode dostupne za poljoprivredu. S obzirom na suše 2012. i 2013. koje su pogodile Italiju, a posebno neka područja doline rijeke Po, regionalno tijelo regije Emilia-Romagna izvršilo je pritisak na poboljšanje učinkovitosti korištenja vode uvođenjem novih kriterija u pogledu upravljanja vodnim resursima te razvojem i usvajanjem inovativnih tehnika koje bi poljoprivrednicima mogle omogućiti poboljšanje ukupne gospodarske i održive proizvodnje, kao što je planiranje potrošnje vode.

Zbog toga je važno kvantitativno procijeniti očekivane učinke klimatskih promjena na potrebe za vodom za navodnjavanje. IRRINET sustav pruža odgovor na ovo pitanje, potičući učinkovito korištenje vodnih resursa, bez smanjenja kvalitete proizvodnje usjeva. Dugoročno, a posebno u pogledu klimatskih promjena i varijabilnosti, IRRINET optimizira korištenje vodnih resursa i održava poljoprivrednu proizvodnju, posebno u sušnim godinama.

IRRINET je ekspertni i besplatni informacijski sustav za planiranje navodnjavanja koji provodi rezultate više od 50 godina istraživanja odnosa biljke i vode te održivog upravljanja navodnjavanjem.

Raspored navodnjavanja određuje se primjenom složenog matematičkog modela temeljenog na dnevnoj ravnoteži vode sustava tla, biljke i atmosfere s ciljem upravljanja navodnjavanjem usjeva na terenskoj skali. Kombinirani su različiti podaci i informacije kako bi se procijenila točna količina potražnje za vodom, uključujući: koliko kišnica prodire u tlo; simulacija rasta korijenskog sustava biljke i izmjena fenoloških faza; stanje nestašice vode u usjevu; doprinos podzemnih voda i protok vode kroz tri sloja tla (površinski sloj koji zauzimaju korijeni i temeljni slojevi). U nekoliko sekundi ponderiranje tih elemenata priopćava se u obliku usluge kratkih poruka (SMS) i informacija putem web sučelja i aplikacije Tablet. Na taj su način uzgajivači opremljeni jednostavnim i razumljivim informacijama o tome koliko je vode njihov usjev potrošio, koliko dugo trebaju pokrenuti pumpu ili sustav kapanja tijekom navodnjavanja i u kojem dijelu svoje imovine moraju djelovati, zahvaljujući integraciji s Google kartama na kojima je jedna parcela geolokalizirana.

Podaci koje IRRINET obrađuje prikupljaju se svakodnevno i dolaze iz tri različita izvora: regionalna meteorološka služba pruža meteorološke podatke (kiša i evapotranspiracija); regionalna geološka služba dostavlja podatke o tlu, a kulturne parametre osigurava CER.

Informacijski sustavi IRRINET-a omogućuju korisniku pohranu parametara na godišnjoj, mjesečnoj i dnevnoj osnovi te prilagodbu usluge navođenjem dodatnih informacija o poljoprivrednim parcelama, vrstama usjeva, lokalnim podacima o vlažnosti tla, provedenim navodnjavanjima i lokalnim podacima o podzemnim vodama.

Prvi prototip IRRINET-a, koji je uključivao web-sučelje, razvio je CER 1999. godine s dolaskom interneta, na temelju ishoda projekta iz 1984. godine usmjerenog na testiranje uporabe telematike u poljoprivredi Emilia Romagna. IRRINET se 2009. razvio u IRRINET Plus koji provodi ekonomski izračun koristi povezane s navodnjavanjem putem sustava za savjetovanje o semaforima. Gospodarski pristup potiče poljoprivrednike da maksimalno povećaju dobit i istodobno smanje prekomjernu potrošnju vode. Stručnjaci uključeni u daljnji napredak IRRINET-a rade na boljoj integraciji s otvorenim GIS informacijskim slojevima koji mogu smanjiti količinu podataka koje korisnici trebaju registrirati u sustavu i na korištenju satelitskih informacija za određivanje efektivnih koeficijenata usjeva (Kc) za izračun vodne bilance.

Usluga IRRINET trenutačno obuhvaća više od 12 000 poljoprivrednih gospodarstava koja pokrivaju gotovo 22 % navodnjavanog područja u regiji Emilia-Romagna. U sezoni navodnjavanja 2017. poslano je 28.500 IRRINET SMS-ova te je izrađeno 147.000 rasporeda navodnjavanja. Aplikacija IRRINET u 2017. godini omogućila je uštedu vode za više od 90 milijuna m3.

Počevši od 2011. godine, nacionalni projekt pod nazivom IRRIFRAME kojim upravlja ANBI doveo je uslugu na sva područja kojima upravljaju talijanske ploče za obnovu vode i agencije za navodnjavanje. Usluga IRRIFRAME primjenjuje se na 26 100 paketa diljem Italije i poboljšava se iz godine u godinu na temelju povratnih informacija korisnika i rezultata istraživanja.

IRRINET je razvijen i njime upravlja CER. Od 2011. uslugu naknadno podupiru i sufinanciraju regija Emilia-Romagna i ANBI u suradnji s CER-om, uključujući i doprinos EU-a. Povratne informacije korisnika iz godine u godinu pokreću razvoj sustava IRRINET i IRRIFRAME.

Početkom 2019. IRRINET-IRRIFRAME je prisutan u 16 talijanskih regija i uključuje 69 odbora za obnovu zemljišta i više od 16 000 korisnika, od kojih je 12 000 samo u regiji Emilia-Romagna gdje je usluga konsolidiranija. Ključni element koji je ovu inicijativu učinio uspješnom je jednostavan, s niskim troškovima upravljanja, jednostavan informacijski sustav koji je uspostavljen kako bi poljoprivrednici mogli odlučiti kada i koliko navodnjavati. Ova usluga dostupna je bez naknade i prilagođena je velikom broju usjeva.

S obzirom na izravne koristi za korisnike u smislu uštede vode i energije, upravitelji vodom (tj. odbori za obnovu zemljišta) i tijela nadležna za vodu (tj. planovi ruralnog razvoja regije Emilia-Romagna) potiču poljoprivrednike da se pridržavaju IRRINET-a. Kako je navedeno u propisima regije Emilia-Romagna, umjesto oslanjanja na vodu za potrebe navodnjavanja kojima upravlja Odbor za obnovu zemljišta, korisnicima IRRINET-a dopušteno je povlačenje površinskih voda iz cijelog sliva regije Reno tijekom uvjeta nestašice vode. Nadalje, dužni su se registrirati u IRRINET-u u slučaju da su zainteresirani za prijavu za financiranje iz regionalnog Plana ruralnog razvoja.

IRRINET-IRRIFRAME može se lako prenijeti u druge kontekste gdje god su dostupni lokalni podaci, posebno za kalibriranje modela prema lokalnim uvjetima. Ograničenje može, na primjer, utjecati na dostupnost meteoroloških podataka (dnevnih minuta, maksimalne i prosječne temperature te satne kiše) ili georeferenciranih karata tla. Potonji, ako su dostupni, mogu smanjiti ulazne potrebe za procjenu parametara tla i učiniti izlazne rezultate pouzdanijima.

Sljedeći izazovi za razvoj usluga bit će integracija sa sustavima senzora i aktuatora, kao i podaci o ulaznim koeficijentima usjeva dobiveni daljinskim istraživanjem, kako bi se moglo nositi s malim brojem informacija koje je dostavio korisnik ili koje su dostupne na području i potrebama za većom točnošću u izračunu udjela vode u tlu.

Od 1999. uslugu IRRINET podržavaju i sufinanciraju CER, regija Emilia-Romagna, ANBI i Europska unija. Troškovi razvoja informacijskog sustava (IT) za navodnjavanje iznosili su 200 000 eura, uključujući istraživačke i ispitne aktivnosti. Općenito, platforma ima vrlo niske troškove upravljanja koji iznose oko 0,02 EUR/ha, a usluga se pruža besplatno krajnjim korisnicima. 

Talijansko Ministarstvo za poljoprivrednu, prehrambenu i šumarsku politiku upotrebljava IRRIFRAME za planiranje poljoprivrednih politika kao odgovor na primjedbe Europske komisije o uštedi vode (u skladu s Okvirom direktive o vodama i kao odgovor na zahtjeve Smjernica za zaštitu voda). Osim toga, u nekim regionalnim smjernicama IRRINET – IRRIFRAME spominje se kao pomoćni alat za ispunjavanje uvjeta u pogledu vode iz Uredbe o Europskom fondu za regionalni razvoj, a poštovanje rasporeda navodnjavanja IRRINET-IRRIFRAME obvezno je za mnoge poljoprivrednike.

IRRINET sustav djeluje od 1984. godine s telematskim alatima, a od 1999. godine s web alatima. Produljenje sustava IRRIFRAME provedeno je u dvije godine, od 2011. do 2013. IRRIFRAME WEB i APP trenutačno su (početkom 2019.) u fazi ažuriranja koju provodi i kojom upravlja Agronica Group Srl. Nova verzija bit će dostupna do kraja 2019.

Sustav IRRINET-IRRIFRAME ažurira se u skladu s razvojem IT-a u prosjeku svake tri do pet godina.

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