IRRINET: System nawadniania IT do gospodarki wodnej w rolnictwie w Emilia-Romania we Włoszech
Irrinet to IT system nawadniania mający na celu doradzanie rolnikom w zakresie efektywnego gospodarowania wodą. Ta usługa internetowa została opracowana przy wsparciu publicznym przez CER (Canale Emiliano Romagnolo, konsorcjum wodne z siedzibą w regionie Emilia-Romania) w oparciu o projekt z 1984 r., który przetestował wykorzystanie narzędzi telematycznych w rolnictwie w Emilii-Romania. W 1999 roku, wraz z pojawieniem się Internetu, IRRINET zaczął być rozwijany w formie internetowej i jest nadal aktywny i działa w tym włoskim regionie. Biorąc pod uwagę rosnącą potrzebę mądrego i efektywnego wykorzystania wody oraz wpływ zmian klimatu na dostępność wody, Krajowe Stowarzyszenie Rad Rekultywacji Lądów (ANBI) opracowało IRRIFRAME podobną usługę informatyczną wzorowaną na IRRINET. W 2014 r. Ministerstwo Polityki Rolnej, Żywnościowej i Leśnej uznało IRRIFRAME za najbardziej rozpowszechniony i najbardziej zaawansowany system nawadniania informacji dla rolników we Włoszech.
W Emilia-Romagna, IRRINET jest dostępny bezpłatnie i obecnie oferuje ponad 12 000 gospodarstw z harmonogramem nawadniania codziennie za pośrednictwem interfejsu internetowego, SMS i aplikacji Tablet. Informacje te wspierają efektywne wykorzystanie zasobów wodnych w sektorze rolnym, przyczyniając się do radzenia sobie z niedoborem wody w świetle zmiany klimatu. Irrinet przetwarza dane i informacje o meteorologii (deszcz i ewapotranspiracja), parametrach gleby i upraw, których połączenie generuje tzw. bilans wodny dla poszczególnych upraw, umożliwiając określenie rzeczywistego zapotrzebowania na wodę i oszczędzanie wody do nawadniania bez obniżania jakości produkcji roślinnej. W 2017 r. oszacowano, że taka usługa pozwala na roczną oszczędność wody na poziomie około 90 milionów metrów sześciennych (co odpowiada 20 % całkowitego zapotrzebowania rolniczego) w regionie Emilia Romagna, bez obniżania plonów.
Opis studium przypadku
Wyzwania
Pogoda i klimat stanowią kluczowe czynniki dla wydajności rolnictwa, a ich wpływ na sektor pierwotny jest znaczący. Jednym z głównych skutków zmian klimatycznych są zmiany wydajności i jakości kultury spowodowane wzrostem temperatury, zmianami trendów pluwiometrycznych oraz zmianami dostępności wody. W lipcu 2018 r. region Emilia-Romania przyjął regionalną strategię adaptacji i łagodzenia skutków, która stanowi wspólne ramy odniesienia do oceny skutków zmiany klimatu w różnych odnośnych sektorach. W strategii przedstawiono najnowsze prognozy klimatyczne dla regionu: w latach 2021–2050, zgodnie ze scenariuszami emisji IPCC RCP4.5 i RCP8.5, oczekuje się, że minimalna i maksymalna temperatura regionalna wzrośnie o około 1,5 °C zimą, wiosną i jesienią oraz około 2,5 °C latem. Sygnał wzrostu temperatury staje się znacznie bardziej intensywny, między 3 °C a 4,5 °C, dla scenariusza RCP4.5 w okresie 2071-2100, ze szczytami w sezonie letnim: liczba dni bez opadów w lecie ma wzrosnąć o około 20 %.
Zgodnie ze scenariuszem RCP4.5 wielkość opadów na poziomie regionalnym w latach 2021–2050 może zmniejszyć się wiosną i latem, natomiast jesień może charakteryzować się wzrostem (około 20 %). Podobny sygnał stwierdzono dla scenariusza emisji RCP8.5, nieco wyższy w sezonie jesiennym, gdzie spodziewany wzrost wynosi około 25-30 %.
Zmiany w geograficznym rozkładzie opadów deszczu w regionie Emilia-Romania spowodowały znaczny deficyt wody na niektórych obszarach i oczekuje się, że w przyszłości wzrosną epizody niedoboru wody. Dostępność zasobów wodnych jest niska w porównaniu z innymi regionami w Dolinie Po, a także jest dotknięta stratami w obecnym systemie dystrybucji wody (Programma di Sviluppo Rurale 2014-2020). Biorąc pod uwagę scenariusze zmiany klimatu, region ten jest w coraz większym stopniu narażony na ryzyko niedoboru wody, w szczególności gdy uwzględnia się uprawy o cyklu produkcji wiosenno-letnim. Na te czynniki mogą mieć wpływ znaczne spadki plonów, jak miało to miejsce podczas poprzednich susz w 2003 r. i 2012 r., co będzie wiązało się z większym ryzykiem biznesowym ze względu na wzrost kosztów nawadniania.
Cele
Emilia-Romagna jest wiodącym regionem włoskiej produkcji rolnej z ponad 84 000 gospodarstw rolnych i około miliona hektarów zainwestowanych. Około 33 % regionalnych gospodarstw rolnych to grunty nawadniane. W tym kontekście coraz ważniejsze stało się korzystanie z wody tak efektywnie, jak to tylko możliwe. W regionie Emilia-Romania rośnie niedobór wody i susze, a zmiana klimatu ma się pogorszyć, a w konsekwencji zmniejszy się ilość wody dostępnej dla rolnictwa. Biorąc pod uwagę susze w 2012 r. i 2013 r., które dotknęły Włochy, a w szczególności niektóre obszary doliny Po, władze regionalne Emilia-Romania wywarły presję na poprawę efektywności wykorzystania wody, wprowadzając nowe kryteria dotyczące zarządzania zasobami wodnymi i zarządzania nimi oraz opracowując i przyjmując innowacyjne techniki, które mogą umożliwić rolnikom poprawę ogólnej gospodarczej i zrównoważonej produkcji, takie jak planowanie harmonogramu wody.
Z tych powodów ważne jest, aby ilościowo oszacować przewidywany wpływ zmiany klimatu na zapotrzebowanie na wodę nawadniającą. System IRRINET stanowi odpowiedź na ten problem, zachęcając do efektywnego wykorzystania zasobów wodnych, bez obniżania jakości produkcji roślinnej. W dłuższej perspektywie, a w szczególności w odniesieniu do zmiany klimatu i zmienności, IRRINET optymalizuje wykorzystanie zasobów wodnych i podtrzymuje produkcję rolną, zwłaszcza w latach suchych.
Taktyki adaptacyjne wdrożone w tym przypadku
Rozwiązania
Irrinet jest opartym na ekspertach i nieodpłatnym systemem informacyjnym do planowania nawadniania, który wdraża wyniki ponad 50-letnich badań nad relacjami roślin do wody i zrównoważonego zarządzania nawadnianiem.
Harmonogram nawadniania jest określany przy użyciu złożonego modelu matematycznego opartego na dziennym bilansie wodnym systemu glebowo-klimatycznego, mającego na celu zarządzanie nawadnianiem upraw na skalę polową. Różne dane i informacje są łączone w celu oszacowania dokładnego zapotrzebowania na wodę, w tym: ile wody deszczowej infiltruje ziemię; symulacja wzrostu systemu korzeniowego roślin i zmiany faz fenologicznych; stan stresu wodnego w uprawie; wkład wody podziemnej i przepływ wody przez trzy warstwy gleby (warstwa powierzchniowa zajmowana przez korzenie i warstwy leżące u podstaw). W ciągu kilku sekund waga tych elementów jest przekazywana w formie usługi krótkiej wiadomości (SMS) i informacji za pośrednictwem interfejsu internetowego i aplikacji Tablet. W ten sposób plantatorzy są wyposażeni w łatwą w użyciu i zrozumiałą informację o tym, ile wody zużyła ich uprawa, jak długo potrzebują uruchomić pompę lub system kroplowy podczas nawadniania oraz w jakiej części ich własności muszą działać, dzięki integracji z mapami Google, na których pojedyncza działka jest geolokalizowana.
Dane przetwarzane przez IRRINET są zbierane codziennie i pochodzą z trzech różnych źródeł: regionalna Służba Pogodowa dostarcza danych meteorologicznych (deszcz i ewapotranspiracja); regionalna Służba Geologiczna dostarcza dane dotyczące gleby, a parametry kulturowe są dostarczane przez CER.
Systemy informacyjne IRRINET umożliwiają użytkownikowi przechowywanie parametrów w ujęciu rocznym, miesięcznym i codziennym oraz dostosowanie usługi poprzez określenie dodatkowych informacji na temat działek rolnych, rodzajów upraw, lokalnych danych dotyczących wilgotności gleby, przeprowadzonych nawadniań i danych dotyczących lokalnych wód gruntowych.
Pierwszy prototyp IRRINET, obejmujący interfejs internetowy, został opracowany przez CER w 1999 roku wraz z pojawieniem się Internetu, w oparciu o wyniki projektu z 1984 r. mającego na celu testowanie wykorzystania telematyki w rolnictwie Emilia Romagna. W 2009 roku IRRINET ewoluowała w IRRINET Plus, która wdraża ekonomiczną kalkulację korzyści związanych z nawadnianiem poprzez system doradztwa sygnalizacji świetlnej. Rolnicy są stymulowani podejściem ekonomicznym w celu maksymalizacji zysków przy jednoczesnym ograniczeniu nadmiernego zużycia wody. Eksperci zaangażowani w dalszy rozwój IRRINET pracują nad bliższą integracją z otwartymi warstwami informacyjnymi GIS, co może zmniejszyć ilość danych, do których użytkownicy są proszeni o rejestrację w systemie oraz nad wykorzystaniem informacji satelitarnych w celu określenia efektywnych współczynników upraw (Kc) do obliczania bilansu wodnego.
Usługa Irrinet obejmuje obecnie ponad 12 000 gospodarstw rolnych, obejmujących prawie 22 % nawadnianego obszaru w regionie Emilia-Romania. W sezonie nawadniania 2017 wysłano 28500 wiadomości SMS IRRINET i wyprodukowano 147 000 harmonogramów nawadniania. Aplikacja Irrinet w 2017 r. pozwoliła na oszczędność wody na ponad 90 mln m3.
Począwszy od 2011 r. krajowy projekt o nazwie IRRIFRAME zarządzany przez ANBI wprowadził usługi do wszystkich obszarów zarządzanych przez włoskie rady ds. rekultywacji i agencje nawadniające. Usługa IRRIFRAME jest stosowana w 26100 paczkach w całym kraju włoskim i jest ulepszana z roku na rok w oparciu o opinie użytkowników i wyniki badań.
Przydatność
Przypadek został opracowany i wdrożony głównie ze względu na inne cele polityki, ale ze znacznym uwzględnieniem aspektów adaptacji do zmiany klimatu
Dodatkowe Szczegóły
Udział zainteresowanych stron
Irrinet został opracowany i jest zarządzany przez CER. Począwszy od 2011 r. usługa była następnie wspierana i współfinansowana przez region Emilia-Romania i ANBI we współpracy z CER, w tym również wkład UE. Z roku na rok opinie użytkowników napędzały ewolucję systemów IRRINET i IRRIFRAME.
Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające
Na początku 2019 roku IRRINET-IRRIFRAME jest obecny w 16 włoskich regionach i obejmuje 69 zarządów rekultywacji gruntów i ponad 16 000 użytkowników, z czego 12 000 jest tylko w regionie Emilia-Romania, gdzie usługa jest bardziej skonsolidowana. Kluczowym elementem, który przyczynił się do sukcesu tej inicjatywy, jest prosty, z niskimi kosztami zarządzania, przyjazny dla użytkownika system informacyjny, który został stworzony dla rolników, aby decydować, kiedy i ile należy nawadniać. Usługa ta jest dostępna bez opłat i jest dostosowana do dużej liczby upraw.
Biorąc pod uwagę bezpośrednie korzyści dla użytkowników w zakresie oszczędności wody i energii, zarządzający zasobami wodnymi (tj. rady ds. rekultywacji gruntów) i organy ds. gospodarki wodnej (tj. plany rozwoju obszarów wiejskich regionu Emilia-Romania) zachęcają rolników do przestrzegania IRRINET i zachęcają ich do ich przestrzegania. Jak stwierdzono w przepisach Emilia-Romania, zamiast polegać na wodzie do celów nawadniania zarządzanej przez Land Reclamation Board, użytkownicy IRRINET mogą pobierać wody powierzchniowe z całego dorzecza Reno w warunkach niedoboru wody. Ponadto są oni zobowiązani do zarejestrowania się w IRRINET w przypadku, gdy są zainteresowani ubieganiem się o dofinansowanie z regionalnego planu rozwoju obszarów wiejskich.
Irrinet-IRRIFRAME może być łatwo przesyłany do innych kontekstów wszędzie tam, gdzie dostępne są lokalne dane, w szczególności w celu kalibracji modelu do lokalnych warunków. Ograniczenie może na przykład wpłynąć na dostępność danych meteorologicznych (codziennie min, max i średnia temperatura oraz godzinowy deszcz) lub georeferencyjnych map glebowych. Te ostatnie, o ile są dostępne, mogą zmniejszyć zapotrzebowanie na dane wejściowe w celu oszacowania parametrów gleby i zwiększyć solidność wyników.
Kolejnymi wyzwaniami związanymi z ewolucją usług będzie integracja z czujnikami i systemami siłowników, a także dane o współczynnikach upraw wykorzystywanych za pomocą teledetekcji, aby poradzić sobie zarówno z nielicznymi informacjami dostarczonymi przez użytkownika lub dostępnymi na danym obszarze, jak i potrzebami większej dokładności w obliczaniu zawartości wody w glebie.
Koszty i korzyści
Od 1999 r. usługa IRRINET jest wspierana i współfinansowana przez CER, region Emilia-Romania, ANBI i Unię Europejską. Koszty rozwoju systemu informacji o nawadnianiu (IT) wyniosły 200 000 EUR, w tym działalność badawcza i testowa. Ogólnie rzecz biorąc, platforma wykazuje bardzo niskie koszty zarządzania, które wynoszą około 0,02 EUR/ha, a usługa jest świadczona bezpłatnie dla użytkowników końcowych.
Aspekty Prawne
Włoskie Ministerstwo Polityki Rolnej, Żywnościowej i Leśnej wykorzystuje IRRIFRAME do planowania polityki rolnej w odpowiedzi na uwagi Komisji Europejskiej dotyczące oszczędności wody (zgodnie z ramową dyrektywą wodną i w odpowiedzi na wymogi wytycznych w sprawie ochrony wody). Ponadto niektóre wytyczne regionalne wymieniają IRRINET – IRRIFRAME jako narzędzie wspierające spełnianie warunków wodnych rozporządzenia w sprawie Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego i przestrzeganie harmonogramu nawadniania IRRINET-IRRIFRAME jest obowiązkowe dla wielu rolników.
Czas wdrożenia
System IRRINET działa od 1984 roku z narzędziami telematycznymi, a od 1999 roku z narzędziami internetowymi. Rozszerzenie z systemem IRRIFRAME zostało wdrożone w ciągu 2 lat od 2011 do 2013 roku. IRRIFRAME WEB i APP są obecnie (na początku 2019 r.) w fazie aktualizacji realizowanej i zarządzanej przez Agronica Group Srl. Nowa wersja będzie dostępna do końca 2019 roku.
Okres użytkowania
System IRRINET-IRRIFRAME jest aktualizowany zgodnie ze zmianami informatycznymi średnio co 3-5 lat.
Źródło informacji
Kontakt
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
Strony internetowe
Źródło
Opublikowane w Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Ostatnia modyfikacja w Climate-ADAPT Apr 18 2024
Skontaktuj się z nami w przypadku jakichkolwiek innych zapytań na temat tego studium przypadku lub w celu udostępnienia nowego studium przypadku (e -mail climate.adapt@eea.europa.eu )
