IRRINET: IT namakalni sistem za upravljanje voda v kmetijstvu v deželi Emilija-Romanja, Italija

Vreme in podnebje sta ključna dejavnika za kmetijsko produktivnost, njun vpliv na primarni sektor pa je znaten. Eden glavnih učinkov podnebnih sprememb so razlike v produktivnosti in kakovosti kulture zaradi zvišanja temperature, sprememb pluviometričnih trendov in sprememb v razpoložljivosti vode. Regija Emilija-Romanja je julija 2018 sprejela regionalno strategijo za prilagajanje in blažitev, ki zagotavlja skupni referenčni okvir za oceno posledic podnebnih sprememb v različnih zadevnih sektorjih. Strategija poroča o novejših podnebnih projekcijah za regijo: v obdobju 2021–2050 naj bi se v skladu s scenarijema emisij IPCC RCP4.5 in RCP8.5 najnižja in najvišja regionalna temperatura pozimi, spomladi in jeseni zvišali za približno 1,5 °C, poleti pa za približno 2,5 °C. Signal povečanja temperature postane veliko bolj intenziven, med 3 °C in 4,5 °C, za scenarij RCP4.5 v obdobju 2071-2100, z vrhovi v poletni sezoni: število dni brez padavin poleti naj bi se povečalo za približno 20 %.

V skladu s scenarijem RCP4.5 se lahko količina padavin na regionalni ravni v obdobju 2021–2050 spomladi in poleti zmanjša, za jesen pa je lahko značilno povečanje (približno 20 %). Podoben signal je bil ugotovljen za scenarij emisij RCP8.5, nekoliko višji pa je bil za jesensko sezono, ko je pričakovano povečanje približno 25–30 %.

Spremembe v geografski porazdelitvi padavin v regiji Emilija-Romanja so na nekaterih območjih povzročile znatno pomanjkanje vode, v prihodnosti pa naj bi se število primerov pomanjkanja vode še povečalo. Razpoložljivost vodnih virov je nizka v primerjavi z drugimi regijami v Padski nižini, nanjo pa vplivajo tudi izgube v sedanjem vodovodnem sistemu (Programmadi Sviluppo Rurale 2014–2020). Ob upoštevanju scenarijev podnebnih sprememb je regija vse bolj izpostavljena tveganju pomanjkanja vode, zlasti kadar se upoštevajo poljščine s pomladansko-poletnim proizvodnim ciklom. Na te bi lahko vplivalo močno zmanjšanje pridelka, do katerega je prišlo med prejšnjimi sušnimi dogodki v letih 2003 in 2012, kar bo povezano z večjim poslovnim tveganjem zaradi povečanja stroškov namakanja.

Emilia-Romagna je vodilna regija v italijanski kmetijski proizvodnji z več kot 84.000 kmetijami in približno 1 milijonom hektarjev naložb. Približno 33 % regionalnih kmetij vključuje namakana zemljišča. V tem smislu je vse bolj pomembno, da se voda uporablja čim bolj učinkovito. V Emilija-Romanja se povečujeta pomanjkanje vode in suša, podnebne spremembe pa naj bi te razmere še poslabšale, zaradi česar se bo zmanjšala količina vode, ki je na voljo za kmetijstvo. Glede na sušne dogodke v letih 2012 in 2013, ki so prizadeli Italijo in zlasti nekatera območja Padske nižine, je regionalni organ Emilija-Romanja izvajal pritisk za izboljšanje učinkovite rabe vode, uvedel nova merila v zvezi z upravljanjem in vodenjem vodnih virov ter razvil in sprejel inovativne tehnike, ki lahko kmetom omogočijo izboljšanje splošne gospodarske in trajnostne proizvodnje, kot je načrtovanje porabe vode.

Zato je pomembno kvantitativno oceniti pričakovane učinke podnebnih sprememb na potrebe po vodi za namakanje. Sistem IRRINET ponuja odgovor na to vprašanje in spodbuja učinkovito rabo vodnih virov, ne da bi se pri tem zmanjšala kakovost rastlinske pridelave. Dolgoročno, zlasti v zvezi s podnebnimi spremembami in spremenljivostjo, IRRINET optimizira uporabo vodnih virov in ohranja kmetijsko proizvodnjo, zlasti v sušnih letih.

IRRINET je strokovni in brezplačen informacijski sistem za načrtovanje namakanja, ki izvaja rezultate več kot 50-letnih raziskav o odnosu med rastlinami in vodo ter trajnostnem upravljanju namakanja.

Načrtovanje namakanja se določi z uporabo zapletenega matematičnega modela, ki temelji na dnevni vodni bilanci sistema tal, rastlin in ozračja, katerega cilj je upravljanje namakanja posevkov na ravni polj. Za oceno natančne količine potrebe po vodi so združeni različni podatki in informacije, vključno z: koliko deževnice prodre v tla; simulacija rasti koreninskega sistema rastline in izmenjava fenoloških faz; stanje vodnega stresa v pridelku; prispevek podzemne vode in pretok vode skozi tri plasti tal (površinska plast, ki jo zasedajo korenine in pod njimi ležeče plasti). V nekaj sekundah se ponderiranje teh elementov sporoči v obliki storitve kratkih sporočil (SMS) in informacij prek spletnega vmesnika in aplikacije Tablet App. Na ta način so pridelovalci opremljeni z enostavnimi in razumljivimi informacijami o tem, koliko vode je porabil njihov pridelek, kako dolgo morajo med namakanjem voditi svoj sistem črpalke ali kapljanja in v katerem delu svojega premoženja morajo delovati, zahvaljujoč integraciji z Googlovimi zemljevidi, kjer je posamezna parcela geolokalizirana.

Podatki, ki jih obdeluje IRRINET, se zbirajo dnevno in prihajajo iz treh različnih virov: regionalna vremenska služba zagotavlja meteorološke podatke (o dežju in evapotranspiraciji); regionalna geološka služba zagotavlja podatke o tleh, kulturne parametre pa zagotavlja CER.

Informacijski sistemi IRRINET uporabniku omogočajo letno, mesečno in dnevno shranjevanje parametrov ter prilagajanje storitve z določitvijo dodatnih informacij o kmetijskih parcelah, vrstah pridelkov, lokalnih podatkih o vlažnosti tal, izvedenih namakanjih in lokalnih podatkih o podzemni vodi.

Prvi prototip IRRINET, ki je vključeval spletni vmesnik, je CER razvil leta 1999 s prihodom interneta, ki je temeljil na rezultatu projekta iz leta 1984, namenjenega preskušanju uporabe telematike v kmetijstvu Emilija-Romanja. Leta 2009 se je IRRINET razvil v IRRINET Plus, ki izvaja ekonomski izračun koristi, povezanih z namakanjem, prek sistema semaforja. Gospodarski pristop spodbuja kmete, da čim bolj povečajo dobiček in hkrati zmanjšajo prekomerno porabo vode. Strokovnjaki, ki sodelujejo pri nadaljnjem napredovanju IRRINET, si prizadevajo za tesnejšo integracijo z odprtimi informacijskimi plastmi GIS, ki lahko zmanjšajo količino podatkov, ki jih morajo uporabniki registrirati v sistemu, in za uporabo satelitskih informacij za določitev efektivnih koeficientov pridelka (Kc) za izračun vodne bilance.

Storitev IRRINET trenutno vključuje več kot 12.000 kmetij, ki pokrivajo skoraj 22 % namakanih površin v regiji Emilija-Romanja. V namakalni sezoni 2017 je bilo poslanih 28.500 IRRINET SMS in izdelanih 147.000 namakalnih načrtov. Aplikacija IRRINET je leta 2017 omogočila prihranek vode za več kot 90 milijonov m3.

Od leta 2011 je nacionalni projekt IRRIFRAME, ki ga upravlja ANBI, prinesel storitev na vsa območja, ki jih upravljajo italijanske predelovalne komisije in namakalne agencije. Storitev IRRIFRAME se uporablja v 26.100 paketih po vsej Italiji in se vsako leto izboljšuje na podlagi povratnih informacij uporabnikov in rezultatov raziskav.

IRRINET je bil razvit in ga upravlja CER. Od leta 2011 storitev podpirata in sofinancirata regija Emilija-Romanja in ANBI v sodelovanju s CER, vključno s prispevkom EU. Povratne informacije uporabnikov iz leta v leto usmerjajo razvoj sistemov IRRINET in IRRIFRAME.

V začetku leta 2019 je IRRINET-IRRIFRAME prisoten v 16 italijanskih regijah in vključuje 69 odborov za predelavo zemljišč in več kot 16.000 uporabnikov, od katerih jih je 12.000 le v regiji Emilija-Romanja, kjer je storitev bolj konsolidirana. Ključni element, zaradi katerega je bila ta pobuda uspešna, je preprost, z nizkimi stroški upravljanja, uporabniku prijazen informacijski sistem, ki je bil vzpostavljen za kmete, da se odločijo, kdaj in koliko bodo namakali. Ta storitev je dostopna brez plačila pristojbin in je prilagojena velikemu številu pridelkov.

Glede na neposredne koristi za uporabnike v smislu varčevanja z vodo in energijo upravljavci vode (tj. odbori za predelavo zemljišč) in organi, pristojni za vodo (tj. načrti za razvoj podeželja v regiji Emilija-Romanja), spodbujajo in motivirajo kmete, da se držijo IRRINET-a. Kot je navedeno v predpisih Emilija-Romanja, lahko uporabniki omrežja IRRINET med pomanjkanjem vode črpajo površinsko vodo iz celotnega porečja Reno, namesto da bi se zanašali na vodo za namakanje, ki jo upravlja odbor za obnovo zemljišč. Poleg tega se morajo prijaviti na IRRINET, če želijo zaprositi za financiranje iz regionalnega načrta za razvoj podeželja.

IRRINET-IRRIFRAME se lahko enostavno prenese v druge kontekste, kjer so na voljo lokalni podatki, zlasti za umerjanje modela glede na lokalne razmere. Omejitve lahko na primer vplivajo na razpoložljivost meteoroloških podatkov (dnevna najmanjša, največja in povprečna temperatura ter urni dež) ali georeferenciranih kart tal. Slednje lahko, če so na voljo, zmanjšajo potrebe po vnosu za oceno parametrov tal in povečajo zanesljivost rezultatov izložkov.

Naslednji izziv za razvoj storitev bo integracija s sistemi senzorjev in aktuatorjev ter vhodnimi podatki o koeficientu pridelka, pridobljenimi z daljinskim zaznavanjem, da bi se odzvali na malo informacij, ki jih zagotovi uporabnik ali so na voljo na območju, in na potrebe po natančnejšem izračunu vsebnosti vode v tleh.

Od leta 1999 storitev IRRINET podpirajo in sofinancirajo CER, regija Emilija-Romanja, ANBI in Evropska unija. Stroški razvoja (IT) informacijskega sistema za namakanje, vključno z raziskovalnimi in testnimi dejavnostmi, so znašali 200 000 EUR. Na splošno ima platforma zelo nizke stroške upravljanja, ki znašajo približno 0,02 EUR/ha, storitev pa se končnim uporabnikom zagotavlja brezplačno. 

Italijansko ministrstvo za kmetijsko, prehrambeno in gozdarsko politiko uporablja IRRIFRAME za načrtovanje kmetijskih politik kot odgovor na opažanja Evropske komisije o varčevanju z vodo (v skladu z Okvirno direktivo o vodah in kot odziv na zahteve Smernic za varstvo voda). Poleg tega nekatere regionalne smernice omenjajo IRRINET – IRRIFRAME kot podporno orodje za izpolnjevanje pogojenosti z vodo iz uredbe o Evropskem skladu za regionalni razvoj in upoštevanje časovnega razporeda namakanja IRRINET-IRRIFRAME je za številne kmete obvezno.

Sistem IRRINET deluje od leta 1984 s telematskimi orodji in od leta 1999 s spletnimi orodji. Podaljšanje s sistemom IRRIFRAME je bilo izvedeno v dveh letih od leta 2011 do leta 2013. IRRIFRAME WEB in APP sta trenutno (v začetku leta 2019) v fazi posodabljanja, ki jo izvaja in upravlja skupina Agronica Group Srl. Nova različica bo na voljo do konca leta 2019.

Sistem IRRINET-IRRIFRAME se posodablja v skladu z razvojem informacijske tehnologije v povprečju vsake 3 do 5 let.

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