IRRINET: IT apūdeņošanas sistēma lauksaimniecības ūdens apsaimniekošanai Emīlija-Romanja, Itālija

Laikapstākļi un klimats ir galvenie lauksaimniecības produktivitātes faktori, un to ietekme uz primāro sektoru ir ievērojama. Viena no galvenajām klimata pārmaiņu sekām ir kultūras produktivitātes un kvalitātes svārstības temperatūras paaugstināšanās dēļ, pluviometrisko tendenču izmaiņas un izmaiņas ūdens pieejamībā. Emīlijas-Romanjas reģions 2018. gada jūlijā pieņēma Reģionālo pielāgošanās un klimata pārmaiņu mazināšanas stratēģiju, kas nodrošina vienotu atsauces sistēmu, lai novērtētu klimata pārmaiņu ietekmi dažādās attiecīgajās nozarēs. Stratēģijā ir ziņots par jaunākajām klimata prognozēm reģionā: 2021.–2050. gada periodā saskaņā ar IPCC emisiju scenārijiem RCP4.5 un RCP8.5 ir sagaidāms, ka minimālā un maksimālā reģionālā temperatūra ziemā, pavasarī un rudenī palielināsies par aptuveni 1,5 °C, bet vasarā – par aptuveni 2,5 °C. Temperatūras paaugstināšanās signāls kļūst daudz intensīvāks, no 3 °C līdz 4,5 °C, scenārijā RCP4.5 laikposmā no 2071. līdz 2100. gadam, maksimumu sasniedzot vasaras sezonā: paredzams, ka dienu skaits bez nokrišņiem vasarā palielināsies par aptuveni 20 %.

Saskaņā ar RCP4.5 scenāriju nokrišņu daudzums reģionālā līmenī laikposmā no 2021. līdz 2050. gadam pavasarī un vasarā var samazināties, savukārt rudenim var būt raksturīgs pieaugums (aptuveni 20 %). Līdzīgs signāls tika konstatēts attiecībā uz RCP8.5 emisiju scenāriju, kas ir nedaudz lielāks rudens sezonā, kad paredzamais pieaugums ir aptuveni 25–30 %.

Nokrišņu ģeogrāfiskā sadalījuma izmaiņas Emīlijas-Romanjas reģionā dažos apgabalos ir radījušas ievērojamu ūdens trūkumu, un paredzams, ka nākotnē ūdens trūkuma epizodes palielināsies. Ūdens resursu pieejamība ir zema salīdzinājumā ar citiem Po ielejas reģioniem, un to ietekmē arī zudumi pašreizējā ūdens sadales sistēmā (Programma di Sviluppo Rurale 2014–2020). Ņemot vērā klimata pārmaiņu scenārijus, reģiona rezultāti arvien vairāk ir pakļauti ūdens deficīta riskam, jo īpaši, ja ņem vērā kultūraugus ar pavasara-vasaras ražošanas ciklu. Tos varētu ietekmēt straujš ražas samazinājums, kā pieredzēts iepriekšējos sausuma notikumos 2003. un 2012. gadā, kas būs saistīts ar lielāku uzņēmējdarbības risku apūdeņošanas izmaksu pieauguma dēļ.

Emīlija-Romanja ir vadošais Itālijas lauksaimniecības ražošanas reģions, kurā ir vairāk nekā 84 000 saimniecību un ieguldīts aptuveni 1 miljons hektāru. Aptuveni 33 % reģionālo saimniecību ir apūdeņota zeme. Šajā kontekstā arvien svarīgāk ir izmantot ūdeni pēc iespējas efektīvāk. Emīlijas-Romanjas reģionā palielinās ūdens trūkums un sausums, un paredzams, ka klimata pārmaiņas pasliktinās šo situāciju, kā rezultātā samazināsies lauksaimniecībā pieejamais ūdens daudzums. Ņemot vērā 2012. un 2013. gada sausuma periodus, kas skāra Itāliju un jo īpaši dažus Po ielejas apgabalus, Emīlijas-Romanjas reģionālā iestāde ir izdarījusi spiedienu, lai uzlabotu ūdens izmantošanas efektivitāti, ieviešot jaunus kritērijus attiecībā uz ūdens resursu pārvaldību un apsaimniekošanu un izstrādājot un pieņemot inovatīvus paņēmienus, kas var ļaut lauksaimniekiem uzlabot vispārējo ekonomisko un ilgtspējīgo ražošanu, piemēram, ūdens grafikus.

Šo iemeslu dēļ ir svarīgi kvantitatīvi novērtēt klimata pārmaiņu paredzamo ietekmi uz apūdeņošanas ūdens vajadzībām. IRRINET sistēma sniedz atbildi uz šo jautājumu, stimulējot efektīvu ūdens resursu izmantošanu, nesamazinot kultūraugu produkcijas kvalitāti. Ilgtermiņā, jo īpaši attiecībā uz klimata pārmaiņām un mainīgumu, IRRINET optimizē ūdens resursu izmantošanu un uztur lauksaimniecisko ražošanu, jo īpaši sausos gados.

IRRINET ir uz ekspertiem balstīta bezmaksas informācijas sistēma apūdeņošanas plānošanai, kas īsteno vairāk nekā 50 gadu pētījumu rezultātus par augu/ūdens attiecībām un ilgtspējīgu apūdeņošanas pārvaldību.

Apūdeņošanas grafiku nosaka, izmantojot sarežģītu matemātisku modeli, kura pamatā ir augsnes, augu atmosfēras sistēmas ikdienas ūdens bilance un kura mērķis ir kultūraugu apūdeņošana lauka mērogā. Lai aplēstu precīzu ūdens pieprasījuma apjomu, tiek apvienoti dažādi dati un informācija, tostarp: cik daudz lietus ūdens iefiltrējas zemē; augu sakņu sistēmas augšanas simulācija un fenoloģisko fāžu maiņa; ūdens resursu noslodzes stāvoklis kultūraugos; pazemes ūdens devums un ūdens plūsma caur trim augsnes slāņiem (virsmas slānis, ko aizņem saknes un pamatā esošie slāņi). Dažu sekunžu laikā šo elementu svērums tiek paziņots kā īsziņu pakalpojums (SMS) un informācija, izmantojot tīmekļa saskarni un planšetdatoru. Tādā veidā audzētāji ir aprīkoti ar viegli lietojamu un saprotamu informāciju par to, cik daudz ūdens viņu kultūraugi ir izmantojuši, cik ilgi viņiem ir jādarbina sūknis vai pilienu sistēma apūdeņošanas laikā un kurā īpašuma daļā viņiem ir jārīkojas, pateicoties integrācijai ar Google kartēm, kur vienotais zemes gabals ir ģeolokalizēts.

IRRINET apstrādātie dati tiek vākti katru dienu un nāk no trim dažādiem avotiem: reģionālais Laikapstākļu dienests sniedz meteoroloģiskos (lietus un evapotranspirācijas) datus; reģionālais ģeoloģijas dienests sniedz datus par augsni, un kultūras parametrus nodrošina CER.

IRRINET informācijas sistēmas ļauj lietotājam saglabāt parametrus reizi gadā, mēnesī un dienā un pielāgot pakalpojumu, precizējot papildu informāciju par lauksaimniecības zemes gabaliem, kultūraugu veidiem, vietējiem augsnes mitruma datiem, veiktajām apūdeņošanas darbībām un vietējiem gruntsūdeņu datiem.

Pirmo IRRINET prototipu, kas ietvēra tīmekļa saskarni, CER izstrādāja 1999. gadā, kad parādījās internets, pamatojoties uz 1984. gada projekta rezultātiem, kura mērķis bija pārbaudīt telemātikas izmantošanu Emīlijas-Romanjas lauksaimniecībā. 2009. gadā IRRINET attīstījās par IRRINET Plus, kas ar luksofora konsultatīvās sistēmas palīdzību īsteno ar apūdeņošanu saistītā ieguvuma ekonomisko aprēķinu. Lauksaimniekus stimulē ekonomiskā pieeja, lai maksimāli palielinātu peļņu, vienlaikus samazinot ūdens pārmērīgu izmantošanu. Eksperti, kas iesaistīti IRRINET tālākā attīstībā, strādā pie ciešākas integrācijas ar atvērtiem ĢIS informācijas slāņiem, kas var samazināt datu apjomu, kas lietotājiem ir jāreģistrē sistēmā, un pie satelītinformācijas izmantošanas, lai noteiktu efektīvos kultūraugu koeficientus (Kc) ūdens bilances aprēķināšanai.

IRRINET pakalpojums pašlaik ietver vairāk nekā 12 000 saimniecību, kas aptver gandrīz 22 % no apūdeņotās platības Emīlijas-Romanjas reģionā. 2017. gada apūdeņošanas sezonā tika nosūtītas 28 500 IRRINET SMS un tika sagatavoti 147 000 apūdeņošanas grafiku. IRRINET lietojumprogramma 2017 . gadā ļāva ietaupīt vairāk nekā 90 miljonus m³.

Sākot no 2011. gada, ANBI pārvaldītais valsts projekts IRRIFRAME nodrošināja šo pakalpojumu visās Itālijas meliorācijas padomju un apūdeņošanas aģentūru pārvaldītajās teritorijās. IRRIFRAME pakalpojumu izmanto 26 100 pakās visā Itālijas valstī, un tas gadu no gada ir uzlabots, pamatojoties uz lietotāju atsauksmēm un pētījumu rezultātiem.

IRRINET tika izstrādāts, un to pārvalda CER. Sākot no 2011. gada, šo pakalpojumu pēc tam atbalstīja un līdzfinansēja Emīlijas-Romanjas reģions un ANBI sadarbībā ar CER, ieskaitot arī ES ieguldījumu. Katru gadu lietotāju atsauksmes ir veicinājušas IRRINET un IRRIFRAME sistēmu attīstību.

2019. gada sākumā IRRINET-IRRIFRAME darbojas 16 Itālijas reģionos, un tajā ir 69 zemes meliorācijas padomes un vairāk nekā 16 000 lietotāju, no kuriem 12 000 ir tikai Emīlijas-Romanjas reģionā, kur pakalpojums ir konsolidētāks. Galvenais elements, kas padarīja šo iniciatīvu veiksmīgu, ir vienkārša, ar zemām pārvaldības izmaksām, lietotājdraudzīga informācijas sistēma, kas ir izveidota lauksaimniekiem, lai izlemtu, kad un cik daudz apūdeņot. Šis pakalpojums ir pieejams bez maksas un ir pielāgots lielam skaitam kultūraugu.

Ņemot vērā tiešos ieguvumus lietotājiem ūdens un enerģijas ietaupījumu ziņā, ūdens apsaimniekotāji (t. i., zemes meliorācijas padomes) un ūdens apsaimniekošanas iestādes (t. i., Emīlijas-Romanjas reģiona lauku attīstības plāni) mudina un stimulē lauksaimniekus pievienoties IRRINET. Kā norādīts Emīlijas-Romanjas regulās, tā vietā, lai apūdeņošanas vajadzībām izmantotu ūdeni, ko pārvalda Zemes meliorācijas padome, IRRINET lietotājiem ūdens trūkuma apstākļos ir atļauts izņemt virszemes ūdeņus no visa Reno baseina. Turklāt viņiem ir jāreģistrējas IRRINET, ja viņi ir ieinteresēti pieteikties finansējumam no reģionālā lauku attīstības plāna.

IRRINET-IRRIFRAME var viegli pārsūtīt uz citiem kontekstiem, kur vien ir pieejami vietējie dati, jo īpaši, lai pielāgotu modeli vietējiem apstākļiem. Ierobežojumi var ietekmēt, piemēram, meteoroloģisko datu pieejamību (dienas minimālā, maksimālā un vidējā temperatūra un lietus stundā) vai ģeoreferencētu augsnes karšu pieejamību. Ja tie ir pieejami, tie var samazināt augsnes parametru aplēšanai vajadzīgo ielaidi un padarīt izlaides rezultātus stabilākus.

Nākamie izaicinājumi pakalpojumu attīstībai būs integrācija ar sensoru un izpildmehānismu sistēmām, kā arī ievades kultūraugu koeficienta dati, ko nodrošina tālizpēte, lai tiktu galā gan ar nedaudzo informāciju, ko sniedz lietotājs vai kas ir pieejama par teritoriju, gan ar vajadzību pēc lielākas precizitātes augsnes ūdens satura aprēķināšanā.

Kopš 1999. gada pakalpojumu IRRINET atbalsta un līdzfinansē CER, Emīlijas-Romanjas reģions, ANBI un Eiropas Savienība. (IT) apūdeņošanas informācijas sistēmas izstrādes izmaksas bija 200 000 EUR, ieskaitot pētniecības un testēšanas darbības. Kopumā platformai ir ļoti zemas pārvaldības izmaksas, kas ir aptuveni 0,02 EUR/ha, un pakalpojums galalietotājiem tiek sniegts bez maksas. 

Itālijas Lauksaimniecības, pārtikas un mežsaimniecības politikas ministrija izmanto IRRIFRAME, lai plānotu lauksaimniecības politiku, reaģējot uz Eiropas Komisijas novērojumiem par ūdens taupīšanu (saskaņā ar Ūdens direktīvas pamatdirektīvu un reaģējot uz Ūdens aizsardzības pamatnostādņu prasībām). Turklāt dažās reģionālajās pamatnostādnēs IRRINET-IRRIFRAME ir minēts kā atbalsta instruments, lai izpildītu Eiropas Reģionālās attīstības fonda regulas nosacījumus attiecībā uz ūdeni, un IRRINET-IRRIFRAME apūdeņošanas grafiku ievērošana ir obligāta daudziem lauksaimniekiem.

IRRINET sistēma darbojas kopš 1984. gada ar telemātikas rīkiem un kopš 1999. gada ar tīmekļa rīkiem. Pagarinājums ar IRRIFRAME sistēmu tika īstenots divu gadu laikā no 2011. līdz 2013. gadam. IRRIFRAME WEB un APP pašlaik (2019. gada sākumā) atrodas atjaunināšanas posmā, ko īsteno un pārvalda Agronica Group Srl. Jaunā versija būs pieejama līdz 2019. gada beigām.

IRRINET-IRRIFRAME sistēma tiek atjaunināta atbilstoši IT attīstībai vidēji ik pēc 3-5 gadiem.

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