Entwicklung und Erprobung von Minimalschnittsystemen unter Berücksichtigung von Ertragsphysiologie, Laubwandstruktur, Wasser- und Reservestoffhaushalt

Abstract

Minimale Schnittmethoden (MP) bei der Kultivierung von Reben gelten als die extensivste und damit u.a. als die ökonomischste Form der Kultivierung von Vitis vinifera. Diese Arbeit befasst sich mit spezifischen Problemstellungen und Besonderheiten eines derart revolutionären Bewirtschaftungskonzeptes bei Vitis vinifera L. cv. Riesling unter den kühlen Anbaubedingungen Mitteleuropas im Vergleich zu geschnittenen Reben (VSP). Die zyklische Entwicklung der Reserven von Stickstoff und Kohlehydraten verlief bei beiden Systemen analog im Verlauf mehrerer Jahre. Bei geringfügig geringeren Gehalten an Kohlehydraten lag die Konzentration an Stickstoff bei MP jedoch durchschnittlich tendenziell in allen untersuchten Holzfraktionen höher. Aufgrund des größeren Holzkörpers bei MP im Vergleich zu VSP weist damit MP absolut höhere Reserven auf. Die Nachhaltigkeit des Konzeptes von MP scheint somit unter kühlen Anbaubedingungen gegenüber VSP nicht herabgesetzt. Die höhere Dynamik der Mobilisierung und Bildung von Reserven im Holzkörper bei MP korrelierten dabei eng mit der Blattflächenentwicklung, die bei MP im Vergleich zu VSP ebenfalls eine weitaus höhere Dynamik aufwies. Über die Jahre stetig sinkende Blattwasserpotentiale gingen mit geringeren Reserven in beiden Systemen einher. Die größere Blattfläche und räumliche Ausdehnung von MP im Vergleich zu VSP führte zu einer höheren Lichtinterzeption dieses Systems während eines Tagesverlaufs als auch innerhalb der Vegetationsperiode. Die hierdurch bedingte höhere Transpiration führte zu niedrigeren Blattwasserpotentialen und teilweise zu niedrigeren stomatären Leitfähigkeiten und reduzierte die Assimilationsleistung von MP. Innerhalb der Laubwände beider Systeme assimilierten gut exponierte Laubwandsegmente (Südostseite, Top) mehr Kohlenstoff als weniger gut exponierte Segmente (Nordwesten, untere und innere Segmente). Trotz der teils verringerten assimilatorischen Leistung und höheren modellierten nächtlichen Respiration von MP lag bei diesem System die geschätzte Netto-Kohlenstoffakkumulation je Pflanze mit einem Faktor von 2,5 - 3,0 über der von VSP, wobei dies eng mit der um etwa den Faktor 3 gesteigerten Blattfläche von MP einherging. Nicht im Ertrag regulierte MP-Reben wiesen einen deutlich höheren Mengenertrag, der über den für die Qualitätsweinproduktion zugelassenen Werten la, jedoch niedrigere Mostzuckergehalte sowie höhere Mostsäurewerte als VSP-Reben auf. Eine annuale Applikation der MP-Reben in die Blüte mit Gibberellinsäure (GA3) führte vor allem über die Folgewirkung auf die Fruchtbarkeit im Folgejahr zu einem deutlich geringeren Mengenertrag bei der Sorte Riesling. Die ertragsreduzierende Wirkung von GA3 bzw. weitere physiologische Wirkungen führten zu einer beträchtlichen Entlastung des Trockenstresses und erhöhten teils die assimilatorische Leistungsfähigkeit der Reben. Dies kann als ein Hauptgrund für die höhere Zuckerreife behandelter MP-Reben zum Zeitpunkt der Ernte in Vergleich zu unbehandelten MP-Reben im Jahr nach der Applikation von GA3 in die Blüte gesehen werden und stellt einen ein essentielles Management-Tool ein derartiges Bewirtschaftungssystem in der weinbaulichen Praxis Mitteleuropas zu etablieren. Minimal pruning (MP) can be a viable and low cost management technique for the cultivation of Vitis vinifera. The present study addresses specific problems and particularities this revolutionary management concept for the cultivar Riesling under cool climate conditions as compared to standard pruned and vertical shoot positioned (VSP) growing systems. Seasonal dynamics of reserves of nitrogen (N) and single non-structural carbohydrates proceeded analogous for both systems over the course of several years. On average, single carbohydrates showed slightly lower concentrations for MP, while N reserves had higher concentrations in all wood fractions suggesting that storage and mobilization of those reserves are influenced by the pruning system. On a whole vine basis, MP exhibited higher contents of both, single-non-structural carbohydrates and N, due to the larger woody frame of MP as compared to VSP. Thus, sustainability of reserves will not become a limitng factor of MP management techniques under cool climate growing conditions. N-mobilization from wood and roots in spring and retranslocation out of leaves into the wood corresponded with leaf area formation and leaf area loss, respectively. In all cases these rates were higher for MP vines than for VSP vines, denoting a direct relationship between N-dynamics and leaf area. Continously decreasing water potentials over 5 years in this long term study corresponded with lower reserve concentrations in all wood fractions for both systems. Faster growth and larger leaf area formation and greater spatial expansion for MP vines correlated with an increased light interception of the MP system, both diurnally and seasonally. The higher light interception of MP vines caused pre-dawn leaf water potential to decrease faster and to remain lower than for VSP for most parts of the season. This caused stomatal conductance and assimilation to be more limited for MP than for VSP vines during certain periods. Within the canopies of both systems well exposed canopy segments (southeast side, top) assimilated more carbon than less well exposed segments (northwest, lower and interior segments). Despite partly reduced assimilation rates and higher modelled nocturnal respiration losses for MP vines the estimated net-carbon-uptake for this system was 2.5 - 3.0 fold higher compared to VSP. This roughly corresponded to the increased leaf area of the MP system. MP vines grown under cool climate and short season often yield far beyond standard VSP systems and permitted quantities for quality wine production. Some of the consequences are delayed ripening and insufficient maturity along with higher acidity levels at harvest in some years. The annual application of gibberellic acid during bloom with the goal to reduce bud fruitfulness in the forthcoming season seems a promising tool to adjust yield and quality of MP vines to levels comparable to the standard VSP system for the variety Riesling. The reduction in yield reduced water stress and partly increased assimilation rates. This can be seen as the main reason for a higher sugar-concentration and quality in fruits from treated MP vines compared to untreated MP vines without loosing MP typical advantages such as loose bunches that are less prone to bunch rot while still showing small berries with a high skin to pulp ratio. Thus, gibberellic acid bloom time applications may become a useful management tool to establish MP in the viticultural practice of Central Europe.