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WEINBAU IM KLIMAWANDEL
Manfred Stoll
Hochschule Geisenheim UniversityInstitut für allgemeinen und ökologischen Weinbau
ABSCHLUSSVERANSTALTUNG10.10.2017
Max-Planck-Institut fürterrestrische Mikrobiologie
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2
1. Klimareise zwischen Makro-, Meso- und Mikroklima.
2. Gründe für die heutige und zukünftige Verbreitung des Weinanbaus.
3. Klimatische und weinbauliche Veränderungen.
4. Wo liegen die Herausforderungen und Forschungsfelder?
Inhalt:
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Hans R. Schultz
„Rekonstruktion“ des Klimas anhand von Erntedaten im Burgund seit 1370!!
Chuine et al. (2004). Nature Vol 432: 289-290
Spätburgunder, April–August Temperatur
2003
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Hans R. Schultz
National Center for Atmospheric Research’s Community Climate System Model (CCSM)
A1B (mid-range scenario): 1.4° x 1.4°Lat/Lon
Isotherme verlagern sich zu den Polen[~280-500 km (Basis 2000)]
Ausdehnung auf der Nordhalbkugel Reduzierung auf der Südhalbkugel
Globale Sichtweise: Weinbauzonen
Temperaturisotherme während der Vegetationsperiode (12-22 °C)Nordhemispäre (Apr.-Okt.), Südhemisphäre (Okt.-April)
Schultz and Jones (2010) Journal of Wine Research 21: 137-145
Nordhemispäre (April-Okt.), Südhemisphäre (Okt.-April)
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5
www.vitinord2015.org
Ort Breitengrad
Gothenburg (Schweden) 57,70 oN
Aalborg (Dänemark) 57,10 oN
Keitum (Sylt) 54,89 oN
York (GB) 54,01 oN
Zilona Góra (Polen) 51,56 oN
Maastricht (Niederlande) 50,90 oN
:::
Johannisberg (Rheingau) 50,00 oN
nach Jones and Schultz (2016). Climate change and emerging cool climate wine regions. Wine & Viticulture Journal November/December, 51-53.
Winterfröste (<-20 °C), Spätfröste (<-2 °C) nach dem Austrieb und geringe Durchschnittstemperaturen (<9°C) sind wichtige Faktoren, die den (kommerziellen) Anbau von Reben einschränken
aber tw. neue, interessanteGeschäftsmodelle
WEINBAULICHE PIONIERE DES NORDENS
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6
Datengrundlage: HSGM, 2014(Graphik: Blank)
Riesling Spätburgunder
BEOBACHTUNGEN IN DER PHÄNOLOGIE [GEISENHEIM]
Vorverlegung des Eintritts in die Reifephase
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Hofmann & Smith
MESOKLIMA: PHÄNOLOGIE UND BEERENINHALTSSTOFFE[Rüdesheim; Riesling; ADVICLIM: Adaptation of viticulture to climate change]
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BEISPIEL VOLLBLÜTE[Rüdesheim; Riesling]
Hofmann & Smith
frühmittelspät
Im Jahr 2016: 10 Tage Unterschied für den Zeitpunkt „Vollblüte“[zw. 17. und 27. Juni >>> Mostgewichtsunterschiede von 20-25 oOe bei der Reife]
Standort oder Sorten-/ Unterlagswahl?
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9
Jahr1780 1820 1860 1900 1940 1980 2020
Ernt
ezei
tpun
ktRheingau, Schloß Johannisberg (Geisenheim, 50°) Burgund (Daten von Chuine et al. 2004, 45.3°N)Bordeaux, Chateau Cheval Blanc (44.7°N)
18.Aug.
1. Sept.
15. Sept.
29. Sept.
13. Okt.
27. Okt.
10. Nov.
Schultz, H.R., Hofmann, M. Jones, G.V. (2009) Klimastatusbericht 2009 DWD
AUSWIRKUNGEN AUF DEN ERNTEZEITPUNKT
Vorverlegung der Ernte in verschiedenen Weinbauregionen
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10
Bock et al. (2013) PLoS ONE 8(7): e69015. doi:10.1371/journal.pone.0069015http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0069015
38 % der Zuckerzunahme gehen mit erhöhten Temperatur einher
weinbauliche Anpassungspraktiken erforderlich (langfristig oder saisonal)
AUSWIRKUNGEN KLIMAINDUZIERTER ÄNDERUNGEN AUF DEN ZUCKERGEHALT (oOe)
Mos
tgew
icht
(o Oe)
Jahr
Durchschnittstemperatur [April bis August; oC]
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kalt - warm
trock
en -
feuc
ht
Datengrundlage: DWD und HGU(Graphik: Hofmann)
Temperaturmittel [oC] und Niederschlagssummen [mm] [während der Reifephase, 1955-2016, Geisenheim]
Bedingt durch die Temperaturzunahme treten warm-feuchte Bedingungen während der Reifephase häufiger auf
Erhöhtes Risiko der Traubenfäule
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EINFLUSS AUF MOSTGEWICHT UND GESAMTSÄURE [Riesling, Beerenproben HGU]
Mostgewichtszunahme um ca. 10 °Oechsle oder für einen trockenen Kabinett: ca. 1,5 Vol.% höherer Alkohol
sinkende Mostsäurewerte
Datengrundlage HGU(Graphik: Hofmann)
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EINFLUSS DES MIKROKLIMAS AUF BEERENINHALTSSTOFFE
Einfluss der Belichtung auf:• organische Säuren• TDN - C13-Norisoprenoid• Aromastoffe• Phenole• …
Weinbauliche Möglichkeiten nutzen, die die Trauben gesund erhalten und das
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14
Zyklische Variabilität in Vergangenheit und Zukunft
WASSERHAUSHALT: Niederschlag und potenzielle Verdunstung (10 jährige Mittel)
Zunahme von Trockenstress auf flachgründigen Standorten
Steillagen sind besonders gefährdet
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REMO-UBA, Zunahme der Anzahl der Trockentage,2041-2070 minus 1971-2000, Rheingau
WASSERHAUSHALT RHEINGAU (3100 ha)
Hofmann und Schultz (2016) INKLIM, HLNUG
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REMO-UBA, Zunahme der Anzahl der Trockentage,2041-2070 minus 1971-2000, Rheingau
Hofmann und Schultz (2016) INKLIM, HLNUG
WASSERHAUSHALT RHEINGAU (3100 ha)
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AUSGEWÄHLTE ERGEBNISSE ZU ANPASSUNGSREAKTIONEN ERHÖHTEN KOHLENDIOXIDS BEI REBEN
Foto: Ettingshaus, 2016
• Untersuchungen physiologischer Prozesse (Photosynthese, Transpiration, Saftfluss) einschließlich der Frucht- und Inhaltsstoffentwicklung (Phenole (Anthocyane, Tannine)).
• Erfassung von Ertragsdaten und analytischen Parametern sowie sensorische Untersuchungen an geernteten Trauben bzw. Wein.
Ort: 50°N, 8°EFaktor:
aCO2 – ambient: CO2 400 ppm
eCO2 – elevated: CO2 + 20 %Rebsorten
Riesling [Kl. 198-30 Gm, UL: SO4]Cabernet Sauvignon [UL: 161-49]
Standraum: 1.80 m x 0.9 m
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REGULATION DES WASSERHAUSHALTES UND DER TRANSPIRATION
Reben im GeisenheimFace (<480 ppm) zeigen eine erhöhte Transpirationsrate und stomatäre Leitfähigkeit unter eCO2
Ergebnisse anderer Arbeitsgruppen (Anreicherung >650 ppm), zeigen eine Reduzierung der stomatären Leitfähigkeit (Edwards et al. (2017) OenoOne 51(2) 127-132)
Transpirationsrate [E; mmol m-2 s-1] stomatäre Leitfähigkeit [gs; mmol m-2 s-1]
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19
CS 21.06.-02.07.17
Time [hour] 03:00:00 07:00:00 11:00:00 15:00:00 19:00:00 23:00:00
Elec
tron
trans
port
rate
[ETR
, 0,5
*Yie
ld*P
AR*0
,84]
0
20
40
60
80
ambientelevated
Photosynthese: Chlorophyll-Fluoreszenz (PAM)
KONTINUIERLICHE MESSUNGEN
Cabernet Sauvignon [21.06. bis 02.07.2017]
Tageszeit [Stunden] Tittmann et al., unpublished
aCO2 eCO2
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20
Saftfluss: Gesamtwassertransport durch den Stamm
KONTINUIERLICHE MESSUNGEN:[Heat balance sap flow gauges]
Saftfluss unterliegt starken Schwankungen Er ist stark abhängig von Temperatur, Luftfeuchte und Strahlung
Smith et al., unpublished
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21
Gegenüberstellung des täglichen WassertransportsCabernet Sauvignon
Bei der „nur“ 20%igen Anreicherung zeigt sich unter trocken-heißen Bedingungen ein Anstieg des täglichen Wasserverbrauchs.
Wie unterscheiden sich Rebsorten und welche Mechanismen liegen in der Regulation der Spaltöffnungen zugrunde?
eCO
2tä
glic
her W
asse
rver
brau
ch
(Lite
r je
Rebe
)
aCO2 täglicher Wasserverbrauch (Liter je Rebe) Smith et al., unpublished
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BISHERIGE ERGEBNISSE ZU ERTRAG
Erhöhte CO2-Konzentration (eCO2 ) führte bei diesen Untersuchungsparametern zu: Höherem Beerengewicht (Riesling & Cabernet Sauvignon, 2015) und
Stockertrag
Wohlfahrt et al., in prep
Trau
bene
rtra
g (G
ram
m je
Reb
e)
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ANALYTIK / JUNGWEINE[2014 - 2016 Cabernet Sauvignon]
• keine Veränderung der Gesamtanthocyangehalte
• keine Unterschiede in Gesamtphenolgehalten
• Monomerindex = Verhältnismonomerer (Emony) zu polymerer(Epoly) Anthocyane
aCO
2.20
14
eCO
2.20
14
aCO
2.20
15
eCO
2.20
15
aCO
2.20
16
eCO
2.20
16
0
100
200
300
400
500
Sum
ant
hocy
anin
s [m
g/l]
Cabernet Sauvignon[drei Jahrgänge]
Zeitpunkt MI
T0 Jungwein aCO2 < eCO2
T1 + ½ Jahr aCO2 < eCO2
T2 + 1 Jahr aCO2 > eCO2
T3 + 1 ½ Jahr aCO2 > eCO2
T4 + 2 Jahre aCO2 > eCO2
T5 + 2 ½ Jahre aCO2 > eCO2
Anth
ocya
n (m
g L-1
)
Langzeitbetrachtung erforderlich: Dynamik der Alterung…???
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WEINQUALITÄT: Sensorik Riesling
Yvette Wohlfahrt
• Vortest Dreieckstest:• innerhalb der Varianten aCO2 &
eCO2 (Σ 12 Tests)• 2014 & 2015: jeweils 1/6 Tests
unterschiedlich
0123456789
Frische Frucht
Reife Frucht
Zitrus
Aprikose, Pfirsich
Vegetativ
Aromaintensität
AromavielfaltSäure
Bitterkeit
Sortentypizität
Harmonie
Reintönigkeit
Alterungspotential
Riesling 2015
• Intensitätstest:• 13 Attribute getestet• 2014 n.s.• 2015 Reintönigkeit
0123456789
Frische Frucht
Reife Frucht
Zitrus
Aprikose, Pfirsich
Vegetativ
Aromaintensität
AromavielfaltSäure
Bitterkeit
Sortentypizität
Harmonie
Reintönigkeit
Alterungspotential
Riesling 2014 aCO2 eCO2
Analysis of Variance (ANOVA), * (P<0.05), ** (P<0.01), *** (P<0.001)
*
Wohlfahrt et al., in prep
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FAZIT
Hohe Plastizität der Rebe ermöglicht Anpassungsfähigkeit an verschiedenste klimatische Bedingungen.
Vielzahl der Einflussmöglichkeiten erfordert eine zunehmend weiter gefasste Betrachtungsweise –sowohl seitens der Forschung aber auch in der Praxis.
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Vielen DANK
Institut für allgemeinen und ökologischen Weinbau
Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung
Institut für Weinanalytik und Getränkeforschung
Institut für Mikrobiologie und Biochemie
OtmarLönertz
Birgit Krause
Ralf Lehnart
Stefan Muskat
Doris Rauhut
Beata Beisert
Kristin Ebert
Armin Schüttler
Heike Semmler
Steffen Stiehl
AnjaGiehl
SonjaKunz
Petra Kürbel
Anja Rheinberger
Claus-Dieter Patz
Melanie Brandt
Matthias Friedel
Bernhard Gaubatz
WilfriedHölzer
Magali Lafontaine
Annette Rheinberger
Sabrina Samer
Mathias Scheidweiler
Yvette Wohlfahrt
Susanne Tittmann
Jochen Vestner
Manuel König
Institut für Oenologie
Rainer Jung
Andre Bernd
Johann Seckler
Christoph Schüßler
sowie den beteiligten Projektpartnern und