IRRINET: Sistem informatic de irigare pentru gospodărirea apelor agricole în Emilia-Romagna, Italia

Vremea și clima reprezintă factori-cheie pentru productivitatea agriculturii, iar impactul acestora asupra sectorului primar este semnificativ. Unul dintre principalele efecte ale schimbărilor climatice constă în variații ale productivității și calității culturii datorate creșterii temperaturii, schimbărilor tendințelor pluviometrice și schimbărilor în disponibilitatea apei. În iulie 2018, regiunea Emilia-Romagna a adoptat Strategia regională de adaptare și atenuare, care oferă un cadru comun de referință pentru evaluarea implicațiilor schimbărilor climatice în diferitele sectoare vizate. Strategia raportează cu privire la cele mai recente previziuni climatice pentru regiune: pentru perioada 2021-2050, în scenariile de emisii ale IPCC RCP4.5 și RCP8.5, se preconizează că temperatura regională minimă și maximă va crește cu aproximativ 1,5 °C iarna, primăvara și toamna și cu aproximativ 2,5 °C vara. Semnalul de creștere a temperaturii devine mult mai intens, între 3 °C și 4,5 °C, pentru scenariul RCP4.5 în perioada 2071-2100, cu vârfuri în timpul sezonului de vară: se preconizează că numărul de zile fără precipitații în timpul verii va crește cu aproximativ 20 %.

Conform scenariului RCP4.5, cantitatea de precipitații la nivel regional în perioada 2021-2050 poate scădea în timpul primăverii și verii, în timp ce toamna poate fi caracterizată de o creștere (aproximativ 20 %). Un semnal similar a fost găsit pentru scenariul de emisii RCP8.5, ușor mai mare pentru sezonul de toamnă, unde creșterea preconizată este de aproximativ 25-30%.

Schimbările în distribuția geografică a precipitațiilor în regiunea Emilia-Romagna au cauzat un deficit semnificativ de apă în unele zone și se preconizează că episoadele de deficit de apă vor crește în viitor. Disponibilitatea resurselor de apă este scăzută în comparație cu alte regiuni cuprinse în Valea Padului și este, de asemenea, afectată de pierderile din sistemul actual de distribuție a apei (Programmadi Sviluppo Rurale 2014-2020). Având în vedere scenariile legate de schimbările climatice, regiunea este din ce în ce mai expusă riscului de deficit de apă, în special atunci când sunt luate în considerare culturile cu un ciclu de producție de primăvară-vară. Acestea ar putea fi afectate de scăderi puternice ale randamentelor, după cum s-a întâmplat în timpul evenimentelor anterioare de secetă din 2003 și 2012, care vor fi asociate cu un risc comercial mai mare din cauza creșterii costurilor de irigare.

Emilia-Romagna este o regiune lider în producția agricolă italiană, cu peste 84.000 de ferme și aproximativ 1 milion de hectare investite. Aproximativ 33% din fermele regionale includ terenuri irigate. În acest context, a devenit din ce în ce mai important să se utilizeze apa cât mai eficient posibil. Deficitul de apă și seceta sunt în creștere în Emilia-Romagna și se preconizează că schimbările climatice vor înrăutăți această situație, reducând în consecință cantitatea de apă disponibilă pentru agricultură. Având în vedere secetele din 2012 și 2013 care au afectat Italia și, în special, unele zone din valea râului Pad, autoritatea regională Emilia-Romagna a exercitat presiuni pentru a îmbunătăți eficiența utilizării apei, introducând noi criterii privind guvernanța și gestionarea resurselor de apă și dezvoltând și adoptând tehnici inovatoare care pot permite fermierilor să îmbunătățească producția economică și durabilă globală, cum ar fi programarea apei.

Din aceste motive, este important să se estimeze cantitativ efectele anticipate ale schimbărilor climatice asupra necesarului de apă pentru irigații. Sistemul IRRINET oferă un răspuns la această problemă, stimulând o utilizare eficientă a resurselor de apă, fără a scădea calitatea producției vegetale. Pe termen lung, în special în ceea ce privește schimbările climatice și variabilitatea, IRRINET optimizează utilizarea resurselor de apă și susține producția agricolă, în special în anii secetoși.

IRRINET este un sistem de informare bazat pe experți și gratuit pentru planificarea irigațiilor, care implementează rezultatele a peste 50 de ani de cercetare privind relația dintre plante și apă și gestionarea durabilă a irigațiilor.

Programarea irigațiilor este determinată prin aplicarea unui model matematic complex bazat pe echilibrul hidric zilnic al sistemului sol-plantă-atmosferă, care vizează gestionarea irigațiilor culturilor la scară de câmp. Diferite date și informații sunt combinate pentru a estima volumul exact al cererii de apă, inclusiv: cât de multă apă de ploaie se infiltrează în sol; simularea creșterii sistemului radicular al plantelor și alternarea fazelor fenologice; starea stresului hidric în cultură; contribuția apei subterane și curgerea apei prin trei straturi de sol (stratul de suprafață ocupat de rădăcini și straturile subiacente). În câteva secunde, ponderarea acestor elemente este comunicată sub forma unui serviciu de mesaje scurte (SMS) și a informațiilor prin intermediul interfeței Web și al aplicației Tablet. În acest fel, cultivatorii sunt echipați cu informații ușor de utilizat și de înțeles cu privire la cantitatea de apă pe care cultura lor a folosit-o, cât timp trebuie să funcționeze pompa sau sistemul de picurare în timpul irigării și în ce parte a proprietății lor trebuie să acționeze, datorită integrării cu hărțile Google unde parcela unică de teren este geolocalizată.

Datele prelucrate de IRRINET sunt colectate zilnic și provin din trei surse diferite: serviciul meteorologic regional furnizează date meteorologice (ploaie și evapotranspirație); Serviciul geologic regional furnizează date privind solul, iar parametrii culturali sunt furnizați de CER.

Sistemele informatice IRRINET permit utilizatorului să stocheze parametrii anual, lunar și zilnic și să personalizeze serviciul prin specificarea informațiilor suplimentare privind parcelele agricole, tipurile de culturi, datele locale privind umiditatea solului, irigațiile efectuate și datele locale privind apele subterane.

Primul prototip IRRINET, care a inclus o interfață web, a fost dezvoltat de CER în 1999, odată cu apariția internetului, pe baza rezultatului unui proiect din 1984 care viza testarea utilizării telematicii în agricultura din Emilia Romagna. În 2009, IRRINET a evoluat în IRRINET Plus, care pune în aplicare calculul economic al beneficiului legat de irigare printr-un sistem de consiliere în materie de semafoare. Agricultorii sunt stimulați de abordarea economică pentru a maximiza profitul, reducând în același timp utilizarea excesivă a apei. Experții implicați în dezvoltarea în continuare a IRRINET lucrează la o integrare mai strânsă cu straturile de informații GIS deschise care pot reduce cantitatea de date pe care utilizatorii trebuie să le înregistreze în sistem și la utilizarea informațiilor prin satelit pentru a determina coeficienții efectivi de cultură (Kc) pentru calcularea bilanțului hidric.

Serviciul IRRINET implică în prezent peste 12.000 de ferme, acoperind aproape 22% din suprafața irigată din regiunea Emilia-Romagna. În sezonul de irigare 2017 au fost trimise 28.500 de SMS-uri IRRINET și au fost produse 147.000 de programe de irigare. aplicația IRRINET în 2017 a permis economisirea apei pentru mai mult de 90 de milioane m³.

Începând din 2011, un proiect național numit IRRIFRAME, gestionat de ANBI, a adus serviciul în toate zonele gestionate de agențiile italiene de recuperare și de irigații. Serviciul IRRIFRAME este aplicat în 26 100 de colete din întreaga țară italiană și a fost îmbunătățit de la an la an pe baza feedbackului utilizatorilor și a rezultatelor cercetării.

IRRINET a fost dezvoltat și este gestionat de CER. Începând din 2011, serviciul a fost ulterior sprijinit și cofinanțat de regiunea Emilia-Romagna și ANBI în colaborare cu CER, inclusiv prin contribuția UE. An de an, feedback-urile utilizatorilor au determinat evoluția sistemelor IRRINET și IRRIFRAME.

La începutul anului 2019, IRRINET-IRRIFRAME este prezentă în 16 regiuni italiene și implică 69 de consilii de recuperare a terenurilor și peste 16.000 de utilizatori, dintre care 12.000 sunt doar în regiunea Emilia-Romagna, unde serviciul este mai consolidat. Elementul-cheie care a făcut ca această inițiativă să aibă succes este sistemul de informare simplu, cu costuri de gestionare reduse, ușor de utilizat, care a fost creat pentru ca fermierii să decidă când și cât să irige. Acest serviciu este accesibil fără taxe și este adaptat pentru un număr mare de culturi.

Având în vedere beneficiile directe pentru utilizatori în ceea ce privește economiile de apă și de energie, administratorii de apă (și anume consiliile de recuperare a terenurilor) și autoritățile din domeniul apei (și anume planurile de dezvoltare rurală din regiunea Emilia-Romagna) încurajează și stimulează fermierii să adere la IRRINET. Astfel cum se menționează în regulamentele Emilia-Romagna, în loc să se bazeze pe apă pentru irigații gestionată de Land Reclamation Board, utilizatorilor IRRINET li se permite să extragă apa de suprafață din întregul bazin Reno în condiții de penurie de apă. În plus, aceștia sunt obligați să se înregistreze la IRRINET în cazul în care sunt interesați să solicite finanțare din Planul regional de dezvoltare rurală.

IRRINET-IRRIFRAME poate fi transferat cu ușurință în alte contexte, oriunde sunt disponibile date locale, în special pentru a calibra modelul la condițiile locale. Limitarea poate afecta, de exemplu, disponibilitatea datelor meteorologice (temperatura zilnică minimă, maximă și medie și ploaia orară) sau a hărților georeferențiate ale solului. Acestea din urmă, dacă sunt disponibile, pot reduce nevoile de intrare pentru estimarea parametrilor solului și pot spori soliditatea rezultatelor obținute.

Următoarele provocări pentru evoluția serviciului vor fi integrarea cu sistemele de senzori și de acționare, precum și datele privind coeficientul culturilor de intrare furnizate prin teledetecție, pentru a face față atât informațiilor puține furnizate de utilizator sau disponibile în zonă, cât și nevoilor de mai multă precizie în calcularea conținutului de apă din sol.

Incepand cu anul 1999, serviciul IRRINET a fost sustinut si co-finantat de CER, regiunea Emilia-Romagna, ANBI si Uniunea Europeana. Costurile pentru dezvoltarea sistemului informatic de irigații (IT) s-au ridicat la 200 000 EUR, incluzând activități de cercetare și de testare. Per ansamblu, platforma prezintă costuri de gestionare foarte scăzute, care se ridică la aproximativ 0,02 EUR/ha, iar serviciul este furnizat gratuit utilizatorilor finali. 

Ministerul italian al Politicilor Agricole, Alimentare și Forestiere utilizează IRRIFRAME pentru a planifica politicile agricole ca răspuns la observațiile Comisiei Europene cu privire la economiile de apă (în conformitate cu cadrul Directivei privind apa și ca răspuns la cerințele Orientărilor privind protecția apei). În plus, unele orientări regionale menționează IRRINET - IRRIFRAME ca instrument de sprijin pentru îndeplinirea condiționalității în materie de apă din Regulamentul privind Fondul european de dezvoltare regională, iar respectarea programării irigațiilor IRRINET-IRRIFRAME este obligatorie pentru mulți fermieri.

Sistemul IRRINET funcționează din 1984 cu instrumente telematice și din 1999 cu instrumente web. Extinderea cu sistemul IRRIFRAME a fost pusă în aplicare în 2 ani, din 2011 până în 2013. IRRIFRAME WEB și APP sunt în prezent (începutul anului 2019) într-o fază de actualizare implementată și gestionată de Agronica Group Srl. O nouă versiune va fi disponibilă până la sfârșitul anului 2019.

Sistemul IRRINET-IRRIFRAME este actualizat în funcție de evoluțiile IT, în medie, o dată la 3-5 ani.

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