Studie weist Wasserstress-Unterschiede von 30 Prozent in einem einzigen Stellenbosch-Weinberg nach

Eine mehrjährige Studie in der südafrikanischen Weinregion Stellenbosch ergab, dass Reben innerhalb derselben bewässerten Cabernet-Sauvignon-Parzelle sehr unterschiedlich starkem Wasserstress ausgesetzt sein können. Das wirkt sich unmittelbar auf die Traubenzusammensetzung, die Zusammensetzung des Weins und den Ertrag aus.

Die von WineLand veröffentlichte und von Carlos Poblete-Echeverria geleitete Studie untersuchte Reben bei Thelema Mountain Vineyards im Rahmen des South Africa Wine-Programms „Grapevine production with limited water resources“. Dabei wurde analysiert, wie sich zeitliche und räumliche Unterschiede beim Wasserstress unter kommerziellen Anbaubedingungen auf die Physiologie der Reben, die Zusammensetzung der Früchte und die Weinqualität auswirken.

Die Studie wurde in einem 2,24 Hektar großen Cabernet-Sauvignon-Weinberg im Gebiet Simonsberg-Stellenbosch durchgeführt, rund 430 Meter über dem Meeresspiegel. Der Betrieb bewirtschaftete die Parzelle als eine Einheit und setzte eine einheitliche Tropfbewässerung ein. Die Forschenden stellten jedoch fest, dass der Wasserstress keineswegs gleichmäßig verteilt war. Laut Studie lag die räumliche Variabilität innerhalb der Parzelle über zwei Vegetationsperioden bei mehr als 30 Prozent. Nach Ansicht der Autorinnen und Autoren weist das auf erhebliche Unterschiede innerhalb eines Weinbergs hin, der bei der täglichen Bewirtschaftung homogen erscheint.

Forschende der Digital Viticulture Research Group am South African Grape and Wine Research Institute der Stellenbosch University überwachten den Wasserstatus der Pflanzen wöchentlich von Mitte November bis zur Lese. Mithilfe einer Druckkammer ermittelten sie das mittägliche Stammwasserpotential und ordneten die Reben drei Gruppen zu: geringer, moderater und starker Wasserstress. Als Schwellenwerte galten für geringen Stress Werte über −0,9 Megapascal, für moderaten Stress Werte zwischen −1,2 und −0,9 und für starken Stress Werte unter −1,2.

Um die Unterschiede innerhalb der Parzelle zu erfassen, wählte das Team zunächst 43 Zielreben aus. Grundlage dafür waren eine Kartierung der elektrischen Leitfähigkeit des Bodens, Messungen des Stammumfangs und Daten zur Wuchskraft der Vegetation aus Satellitenbildern von Sentinel-2. Nach der ersten Saison wurde die Auswahl auf 33 Reben eingegrenzt, die die drei Wasserstressklassen deutlicher repräsentierten.

Jede Rebe wurde einzeln gelesen. Die Beerenproben wurden auf Zucker, pH-Wert, titrierbare Säure und weitere Standardparameter untersucht. Auch die Früchte jeder einzelnen Rebe wurden separat in kleinen Glasgärbehältern vinifiziert. So konnte das Team die Phenole im daraus entstandenen Wein vergleichen, darunter Anthocyane und Tannine.

Das deutlichste Muster in den Daten war ein Zielkonflikt zwischen Konzentration und Ertrag. Reben unter starkem Wasserstress brachten Trauben und Weine mit höheren Gehalten an Verbindungen hervor, die mit Farbe und Struktur in Zusammenhang stehen, lieferten aber zugleich weniger Früchte. Der Studie zufolge lag der Anthocyangehalt in der Gruppe mit starkem Stress deutlich über dem der Gruppen mit geringem und moderatem Stress; die Hälfte der Messwerte lag über 711,1 Milligramm pro Liter. Bei den Tanninen zeigte sich derselbe Trend. In der Klasse mit starkem Stress überschritten 50 Prozent der Pflanzen 1.427,7 Milligramm pro Liter; die mittlere Konzentration erreichte 1.911,2 Milligramm pro Liter.

Auch die Zuckerkonzentration stieg bei starkem Stress. In dieser Gruppe lagen die Beeren mit 23,7 bis 26,5 °Brix in einer relativ engen Spanne. Laut Studie deutet das trotz des höheren Stressniveaus auf eine geringe Variabilität innerhalb der Klasse hin. Der Apfelsäuregehalt unterschied sich dagegen nicht signifikant zwischen den drei Klassen und gehörte damit zu den wenigen gemessenen Merkmalen, die relativ stabil blieben.

Beim Ertrag zeigte sich die entgegengesetzte Entwicklung. Die Forschenden stellten fest, dass die Hälfte der Reben in der Klasse mit starkem Stress weniger als 3,56 Kilogramm pro Rebe hervorbrachte. In den Klassen mit geringem und moderatem Stress erzielten mehr als 75 Prozent der Reben über 4,26 Kilogramm pro Pflanze. Über das gesamte Experiment hinweg stiegen die Tanningehalte beim Vergleich der Klassen mit geringerem Stress mit den stark gestressten Reben um 27 Prozent, die Anthocyangehalte um 23 Prozent. Weine von Reben mit geringem Stress wiesen einen um 24 Prozent niedrigeren Gesamtphenolgehalt auf als Weine von stärker gestressten Reben.

Die Ergebnisse sind für den Weinbau von Bedeutung, da die Betriebe ihre Weinberge angesichts wärmerer Sommer, geringerer Niederschläge während der Vegetationsperiode und steigender Verdunstungsnachfrage bewirtschaften müssen. Die Studie weist darauf hin, dass diese Bedingungen die Bewässerung in hochwertigen Weinbaugebieten wie Stellenbosch und Paarl bereits stärker unter Druck setzen und Klimaprojektionen auf eine weitere Austrocknung wichtiger Regionen hindeuten. Besonders empfindlich seien die Phasen um den Farbumschlag, wenn die Beeren weicher werden und Farbe annehmen, während sich die Zuckeranreicherung beschleunigt. In dieser Phase erreiche die atmosphärische Nachfrage häufig ihren Höhepunkt, so die Forschenden.

Die Ergebnisse legen nahe, dass eine gleichmäßige Wassergabe über die gesamte Parzelle wichtige Unterschiede darin übersehen kann, wie die Reben tatsächlich reagieren. Selbst bei einheitlicher Bewässerungsinfrastruktur und festen Bewässerungsplänen können örtliche Unterschiede bei den Boden- und Pflanzenbedingungen zu sehr unterschiedlichen Stressmustern und damit zu verschiedenen Ernteergebnissen führen.

Für die Getränkeindustrie reichen die Auswirkungen über die Bewirtschaftung der Weinberge hinaus. Weinproduzenten müssen Fruchtqualität und stabile Erzeugungsmengen in Einklang bringen. Der Studie zufolge könnte eine präzisere, nach Zonen abgestufte Bewässerung helfen, Wasser zu sparen und zugleich das Risiko unnötiger Ertragseinbußen zu verringern. In der Praxis könnte dies Winzer und Weingüter dabei unterstützen, ihre Stilziele für Rotweine zu erreichen, ohne den Wasserstress so weit zu steigern, dass die Erträge sinken. Besonders groß ist der potenzielle Nutzen in Regionen mit knappen Wasserressourcen, in denen eine verlässliche Traubenversorgung für die Produktionsplanung wichtig ist.

Die Forschenden erklärten, ihre Ergebnisse sprächen dafür, einen kontrollierten, moderaten Wasserstress anzustreben, statt entweder geringen Stress oder ein starkes Defizit zuzulassen. Ihrer Einschätzung nach bot moderater Stress die beste Balance zwischen einer verbesserten Beerenzusammensetzung und dem Erhalt des Ertrags. Die Studie plädierte zudem für eine systematische Überwachung des Wasserstatus, statt sich hauptsächlich auf eine visuelle Beurteilung oder die Erfahrung der Winzer zu stützen.

Zugleich merkten die Autorinnen und Autoren an, dass das Stammwasserpotential zwar als zuverlässiger physiologischer Indikator gilt, seine Messung jedoch arbeitsintensiv und bei großen kommerziellen Weinbergen schwer skalierbar ist. Deshalb erprobt die Forschungsgruppe weitere Instrumente, darunter Thermografie, Sensoren und Fernerkundungssysteme, mit denen sich Wasserstressgradienten räumlich und zeitlich präziser erfassen lassen.

Die Arbeit wurde im Rahmen des Projekts „Grapevine production with limited water resources“ durch das South Africa Wine Water Programme finanziert. Thelema Mountain Vineyards leistete logistische Unterstützung. An der Studie wirkten außerdem Forschende und technisches Personal mit, die dem Programm für digitale Weinbauwissenschaft der Stellenbosch University angehören.

Die Studie ergänzt die internationale Forschung, die den Wasserstatus der Reben als wichtigen Einflussfaktor für die Reifung der Trauben und die Zusammensetzung des Weins ausweist. Ihr zentraler Beitrag besteht darin, unter kommerziellen Bedingungen in Stellenbosch zu zeigen, wie groß die Unterschiede innerhalb einer einzigen bewässerten Parzelle sein können und wie stark sie sowohl die Erntemenge als auch weinrelevante Eigenschaften beeinflussen.