Paula Venzke fertigte Ihre Masterarbeit 2023/2024 am Joseph Gottlieb Kölreuter Institut für Pflanzenwissenschafte des KIT unter folgendem Titel an:
Viticulture and Climate Change: Effects of Heat Stress on Selected Grapevine Varieties
Die Abschlussarbeit ist ein signifikanter Beitrag zum Projekt KliwiResse (https://kliwiresse.wine-science.eu/), gefördert von Interreg Oberrhein, das neue Wege sucht, den Weinbau für die Herausforderungen im Rahmen des Klimawandels zu wappnen.
Worum geht es?
Paula Venzke fasst ihre Arbeit so zusammen:
Der Klimawandel stellt viele Bereiche, einschließlich der Landwirtschaft, vor große Herausforderungen. Im Weinbau kommt es in den Mittelmeer-Gebieten bereits zu Ernteausfällen von bis zu 20% durch Hitze- und Dürreperioden. Auch am Oberrhein, eine der am stärksten von der Klimaerwärmung betroffenen Regionen Deutschlands, müssen Winzer auf höhere Temperaturen im Sommer vorbereitet sein. Die Suche nach klima-widerstandsfähigen Kulturrebsorten ist ein zentrales Thema – und eines der Ziele des KliWiReSSE-Projekts, einer grenzüberschreitenden Kooperation der Oberrhein-Region, an welches meine Masterarbeit angegliedert war.
Um nachhaltig Weinbau betreiben zu können, ist fundiertes Wissen über die Klimatoleranz der verschiedenen Rebsorten essentiell. Weinreben sind sehr langlebige Pflanzen, und die Sorten, die jetzt angepflanzt werden, müssen auch mit den Klimabedingungen der nächsten Jahrzehnte noch gut zurechtkommen. Zwischen den einzelnen Sorten gibt es große Unterschiede in Bezug auf die Hitzetoleranz. Die Weißwein-Sorte Riesling ist ein Beispiel für eine hitzeempfindliche Rebsorte, während Hördt29, eine Wildrebenlinie aus der Umgebung von Hördt in Rheinland-Pfalz, eine hohe Hitzetoleranz aufweist. Von vielen weiteren Rebsorten ist die Hitzesensitivität noch unbekannt, und auch die biologischen Hintergründe der Hitzetoleranz von Weinreben sind bisher wenig verstanden. An diesem Punkt setzt meine Masterarbeit an: Ich habe die Auswirkungen von Hitzestress auf Morphologie, Physiologie und Photosynthese des „Contrasting Pairs“ Riesling und Hördt29 mit Stecklingen der Versuchsanstalt des JKIPs untersucht, und herausgearbeitet, wo die Hitzestress-Reaktionen der beiden Sorten voneinander abweichen.
Neben generellen Effekten von Hitzestress auf Weinreben konnte ich bei zwei Prozessen signifikante Unterschiede zwischen Riesling und Hördt29 aufzeigen: 1. Dem Nicht-Photochemischen-Quenching (NPQ), einem Mechanismus zum Schutz der Photosynthese, welcher bei Hördt29 ausgeprägter war als bei Riesling; und 2. der Stomata-Öffnungsstrategie. Während anhaltender Hitzestress bei Riesling für vermehrte Öffnung der Stomata sorgte, kehrte das Stomata-Öffnungsmuster von Hördt29 bereits nach einem Tag Hitzestress zum Ausgangszustand zurück. Ein Öffnen der Stomata unter Hitzestress, wie bei Riesling beobachtet wurde, führt zur Kühlung der Blätter durch Transpiration. Hördt29 hingegen schien die anhaltende Hitze ohne zusätzliche Transpiration tolerieren zu können.
Vorgänge, die in Riesling und Hördt29 unter Hitzestress unterschiedlich ablaufen, stehen sehr wahrscheinlich mit den verschiedenen Hitzesensitivitäten der Rebsorten in Verbindung. In meiner Arbeit konnte ich mit dem NPQ und der Stomata-Öffnungsstrategie zwei einfach messbare Prozesse charakterisieren, sowie Referenzwerte für eine hitzeempfindliche und eine hitzetolerante Rebsorte generieren. Diese Ergebnisse können als Ausgangspunkt für die Analyse der Hitzesensitivitäten weiterer Rebsorten verwendet werden. Das Ziel ist es, einen Katalog von hitzetoleranten Rebsorten zu erstellen, durch welchen Winzer bei der Sortenwahl für zukünftige Weinberge unterstützt werden, sodass der Weinbau trotz Klimaerwärmung weiterhin ertragreich betrieben werden kann.