IRRINET: It vatning system for landbruket vassforvalting i Emilia-Romagna, Italia

Vêr og klima er viktige faktorar for produktiviteten i landbruket, og innverknaden på primærsektoren er betydeleg. Ein av dei viktigaste effektane av klimaendringar består av variasjonar i produktivitet og kvalitet på kulturen på grunn av temperaturauke, endringar i pluviometriske trendar og endringar i vasstilgjengelegheit. I juli 2018 vedtok Emilia-Romagna-regionen den regionale tilpasnings- og begrensningsstrategien, som gjev eit felles referanseramme for å vurdere konsekvensane av klimaendringar i dei ulike råka sektorane. Strategien rapporterer om dei nyare klimaprognosane for regionen: For perioden 2021-2050, under IPCC-utsleppsscenaria RCP4.5 og RCP8.5, forventast minimum og maksimum regional temperatur å auke om 1,5 °C om vinteren, våren og hausten og om 2,5 °C om sommaren. Temperaturaukesignalet vert mykje meir intenst, mellom 3 °C og 4,5 °C, for scenariet RCP4.5 i perioden 2071-2100, med toppar i sommarsesongen: Få dagar utan nedbør om sommaren forventast å auke med ca 20 %.

Ifølgje RCP4.5-scenariet kan nedbørsmengda på regionalt nivå i perioden 2021-2050 reduserast om våren og sommaren, medan hausten kan pregast av ein auke (ca. 20 %). Eit liknande signal vart funne for RCP8.5-utsleppsscenariet, litt høgare for haustsesongen der den forventa auken er rundt 25-30 %.

Endringar i den geografiske fordelinga av nedbør i Emilia-Romagna-regionen har forårsaka betydeleg vassunderskot i enkelte område, og episodar med vassmangel forventast å auke i framtida. Tilgjengelegheita av vassressursar er låg samanlikna med andre regionar i Po-dalen og påverkast òg av tap i dagens vassdistribusjonssystem (Programmadi Sviluppo Rurale 2014-2020). Med tanke på klimaendringsscenari, resulterer regionen i aukande grad utsett for risikoen for vassunderskot, spesielt når avlingar med ein vår-sommar produksjonssyklus vurderast. Desse kan bli påverka av sterke reduksjonar av avlingane som opplevd under dei tidlegare tørkehendingane i 2003 og 2012, noko som vil vere forbunde med ein større forretningsrisiko på grunn av auken i vatningskostnadane.

Emilia-Romagna er ein leiande region i italiensk landbruksproduksjon med meir enn 84000 gardar og ca 1 million hektar investert. Om lag 33 % av dei regionale gardane inkluderer vatna land. I denne samanheng vart det stadig viktigare å bruka vatnet så effektivt som mogleg. Vassmangel og tørkehendingar aukar i Emilia-Romagna, og klimaendringane forventast å forverre ein slik situasjon, med påfølgjande reduksjon av mengda vatn som er tilgjengeleg for landbruket. Med tanke på tørkehendingane i 2012 og 2013 som ramma Italia og spesielt enkelte område av Po-dalen, har Emilia-Romagna regionale myndigheit lagt press på å forbetra effektiviteten i vassbruken, innføre nye kriterium for styring og styring av vassressursar og utvikle og vedta innovative teknikkar som kan gjere det mogleg for bønder å forbetra den generelle økonomiske og berekraftige produksjonen, til dømes vassplanlegging.

Av desse grunnane er det viktig å estimere kvantitativt dei forventa effektane av klimaendringar på vatningsvassbehov. IRRINET-systemet gjev eit svar på dette problemet, og stimulerer ein effektiv bruk av vassressursar, utan å redusere kvaliteten på avlingsproduksjonen. På lang sikt, og spesielt med omsyn til klimaendringar og variasjon, optimaliserer IRRINET bruken av vassressursar og opprettheld landbruksproduksjonen, spesielt i tørre år.

IRRINET er eit ekspertbasert og gratis informasjonssystem for irrigasjonsplanlegging som implementerer resultata av meir enn 50 års forsking på plante/vass-forhold og berekraftig vatningsstyring.

Irrigasjon planlegging bestemmast ved hjelp av ein kompleks matematisk modell basert på dagleg vassbalanse i jord-plante-atmosfære system retta mot avling vatning leiing på ein felt skala. Ulike data og informasjon kombinerast for å estimere det nøyaktige volumet av vassbehov, inkludert: kor mykje regnvatn infiltrerer bakken; simulering av veksten av planterotsystemet og veksling av fenologiske fasar; tilstand av vassspenning i avlinga; bidrag av underjordisk vatn og straumen av vatn gjennom tre lag med jord (overflatelag okkupert av røtene og dei underliggjande laga). I løpet av få sekundar vert vektinga av desse elementa kommunisert i form av ei kort meldingsteneste (SMS) og informasjon via webgrensesnitt og Tablet App. På denne måten er produsentane utstyrt med ein enkel å bruke og forståeleg informasjon om kor mykje vatn deira avling har brukt, kor lenge dei treng å køyre si pumpe eller drypp system under vatning og i kva del av deira eigedom dei må handle, takka vere integrasjon med Google maps der den einaste tomta er geolokalisert.

Dataa som handsamast av IRRINET samlast på dagleg basis og kjem frå tre forskjellige kilder: den regionale vêrtenesta leverer meteorologiske data (regn- og evapotranspirasjonsdata), Den regionale geologiske tenesta leverer jorddata, og dei kulturelle parametrane leverast av CER.

IRRINET-informasjonssystema gjer det mogleg for brukaren å lagre parameterar på årleg, månadleg og dagleg basis og tilpassa tenesta ved å spesifisere tilleggsinformasjon om jordbruksplottane, typar avlingar, lokale jordfuktigheitsdata, utførte vatningar og lokale grunnvassdata.

Den første IRRINET-prototypen, som inkluderte eit webgrensesnitt, vart utvikla av CER i 1999 med ankomsten av Internett, basert på resultatet av eit 1984-prosjekt med sikte på å teste bruken av telematikk i Emilia Romagna landbruk. I 2009 IRRINET utvikla seg i IRRINET Plus som implementerer økonomisk berekning av fordelen knytte til vatning gjennom ein trafikk lys rådgivande system. Bønder stimulerast av den økonomiske tilnærminga for å maksimere fortenesta samstundes som vassoverforbruket reduserast. Ekspertane som er involvert i å fremje IRRINET, arbeider med ein tettare integrasjon med opne GIS-informasjonslag som kan redusere mengda data brukarane vert bede om å registrere i systemet og om bruk av satellittinformasjon for å bestemme dei effektive avlingskoeffisientane (Kc) for vassbalansebereigninga.

IRRINET-tenesta omfattar for tida meir enn 12.000 gardar, som dekkjer nesten 22 % av det vatna området i Emilia-Romagna-regionen. I 2017 vart 28500 IRRINET SMS sendt og 147000 irrigasjonsplanlegging vart produsert. IRRINET-applikasjonen i 2017 tillét vasssparing for meir enn 90 millionar m^3.

Startar frå 2011, eit nasjonalt prosjekt kalla IRRIFRAME forvalta av ANBI brakt tenesta til alle område som forvaltes av den italienske gjenvinning boards og vatning etatar. IRRIFRAME-tenesta brukast i 26100 pakkar over heile det italienske landet og har vorte forbetra år for år basert på tilbakemeldingar frå brukarane og resultata av forskinga.

IRRINET vart utvikla og administrerast av CER. Frå 2011 har tenesta seinare vorte støtta og samfinansiert av Emilia-Romagna-regionen og ANBI i samarbeid med CER, inkludert òg EU-bidrag. År etter år har tilbakemeldingar frå brukarane drive utviklinga av IRRINET- og IRRIFRAME-systema.

I byrjinga av 2019 er IRRINET-IRRIFRAME til stades i 16 italienske regionar og involverer 69 landgjenvinningstavler og meir enn 16.000 brukarar, derav 12.000 berre er i Emilia-Romagna-regionen der tenesta er meir konsolidert. Nøkkelelementet som gjorde dette initiativet vellukka, er det enkle, med låge administrasjonskostnader, brukarvennlege informasjonssystemet som er sett opp for bønder å bestemme når og kor mykje som skal vatnast. Denne tenesta er tilgjengeleg utan gebyr og er skreddarsydd for nokre få avlingar.

Gjeve dei direkte fordelane for brukarane når det gjeld vass- og energibespar, oppfordrar vassforvaltarar (dvs. landgjenvinningstavler) og vassstyresmakter (dvs. landsbygdutviklingsplanane i Emilia-Romagna-regionen) og incentiviserer bønder til å overhalde IRRINET. Som nemnt i Emilia-Romagna-forskriftene, i staden for å stole på vatn til vatningsformål som forvaltes av Land Reclamation Board, har IRRINET-brukarar lov til å trekkje overflatevatn frå heile Reno-bassenget under vassmangel. Vidare er dei forplikta til å registrere seg på IRRINET i tilfelle dei er interessert i å søkje om midlar frå den regionale Rural Development Plan.

IRRINET-IRRIFRAME kan enkelt overførast til andre samanhengar der lokale data er tilgjengelege, spesielt for å kalibrera modellen til lokale tilhøve. Begrensningar kan til dømes påverke tilgjengelegheita av meteorologiske data (dagleg min, maks og gjennomsnittstemperatur og timeregn) eller av georefererte jordkart. Desse sistnemnde, viss tilgjengeleg, kan redusere inngangsbehovet for jordparameterestimering og gjere utgangsresultata meir robuste.

Dei neste utfordringane for tenesteutviklinga vil vere integrasjonen med sensor- og aktuatorsystemer, samt data for inndata avlingskoeffisient som leverast av fjernmåling, for å takle både få opplysningar frå brukaren eller tilgjengeleg på området og behova for meir grannsemd i berekning av jordvassinnhald.

Frå 1999 har IRRINET-tenesta vorte støtta og samfinansiert av CER, Emilia-Romagna-regionen, ANBI og EU. Kostnadane for utviklinga av (IT) vatningsinformasjonssystemet utgjorde 200,000 EUR, inkludert forskings- og testaktivitetar. Totalt sett har plattforma svært låge administrasjonskostnader som er rundt 0,02 EUR/ha, og tenesta leverast gratis til sluttbrukarane. 

Det italienske departementet for landbruks-, mat- og skogbrukspolitikk brukar IRRIFRAME til å planleggje landbrukspolitikk som svar på Europakommisjonens observasjonar om vasssparing (i samsvar med vassdirektivets rammeverk og som svar på krava i retningslinjene for vassvern). I tillegg nemner nokre regionale retningslinjer IRRINET — IRRIFRAME som eit støtteverktøy for å oppfylle vasskondisjonaliteten til European Regional Development Fund regulering og respektere IRRINET-IRRIFRAME vatning planlegging er obligatorisk for mange bønder.

IRRINET-systemet har vore operativt sidan 1984 med telematikkverktøy og sidan 1999 med webverktøy. Utvidinga med IRRIFRAME-systemet vart implementert i 2 år frå 2011 til 2013. IRRIFRAME WEB og APP er for tida (tidleg 2019) under ein oppdateringsfase implementert og administrert av Agronica Group Srl. Ein ny versjon vil vera tilgjengeleg innan utgangen av 2019.

IRRINET-IRRIFRAME-systemet oppdateres i samsvar med IT-utviklinga i gjennomsnitt kvart 3-5 år.

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