@phdthesis{Strack2022, author = {Strack, Timo}, title = {Comparison of terraced and steep slope vineyards emphasizing the impact of an altered viticultural system regarding physiology, health status and distinctive berry quality parameters of the grapevine}, volume = {2023}, edition = {1. Auflage}, publisher = {Hochschule Geisenheim}, address = {Geisenheim}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:2083-731}, school = {Hochschule Geisenheim University}, pages = {I -- 93}, year = {2022}, abstract = {In der Vergangenheit trugen Weine aus Steilstlagen zu einem maßgeblichen Teil zur Reputation deutscher Spitzenweine im nationalen und internationalen Vertrieb bei. Die historischen Weinlagen pr{\"a}gten die Kulturlandschaft und deren Entwicklung. Der deutsche Steillagenweinbau steht jedoch vor großen Herausforderungen. Bereits in den letzten Jahrzehnten wurde die Bewirtschaftung eines großen Teils steiler Weinbergsfl{\"a}chen aufgegeben. Die Gr{\"u}nde hierf{\"u}r sind vielf{\"a}ltig. Die im Vergleich zu direktzugf{\"a}higen Weinbergen in der Ebene kostenaufwendigere Kultivierung von Steillagen geht mit einer h{\"o}heren k{\"o}rperlichen Belastung und einem zus{\"a}tzlich h{\"o}heren Unfallrisiko einher. F{\"u}r viele Nachwuchskr{\"a}fte ist die Arbeit im Steillagenweinberg daher wenig attraktiv; f{\"u}r viele praktizierende Betriebe zu teuer. Doch auch der allgegenw{\"a}rtige Klimawandel wirkt auf die flachgr{\"u}ndigen Steillagen mit geringen Bodenauflagen unter zuk{\"u}nftig l{\"a}nger andauernden Trockenperioden, einer h{\"o}heren Verdunstung und generell unregelm{\"a}ßigeren, jedoch h{\"a}ufiger werdenden Starkniederschlagsereignissen, negativ auf die Ertragsstabilit{\"a}t und die allgemeine Traubenqualit{\"a}t ein. Dies betrifft vor allem die stark sonnenexponierten, flachgr{\"u}ndigen S{\"u}dh{\"a}nge steiler Weinbergslagen. Die moderne Querterrassierung von Weinbergen stellt eine m{\"o}gliche Alternative zur gegenw{\"a}rtigen Bewirtschaftung von Reben in der Falllinie dar. Die hangparallele Zeilenf{\"u}hrung auf Terrassenplattformen l{\"a}sst nicht nur einen h{\"o}heren Grad der Weinbergsmechanisierung zu. Die ebenen Terrassenfl{\"a}chen k{\"o}nnen den Oberfl{\"a}chenabfluss verringern und erlauben eine h{\"o}here Infiltration von Niederschl{\"a}gen, so dass eine Abschwemmung des fruchtbaren Weinbergsbodens reduziert oder verhindert und das Wasser im Boden besser zur{\"u}ckgehalten werden kann. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht welche Auswirkungen die Umstrukturierung von Falllinienweinbergen zu hangparallel verlaufenden Querterrassen auf mikroklimatische Parameter, die Bodenwasserdynamik und letztlich auf die vegetative und generative Leistung der Rebe hat. Die bis zu sieben untersuchten Weinbergspaare, bestehend aus Falllinienweinberg und Querterrasse, wurden entlang des unteren Rheingaus und des oberen Mittelrheintals hinsichtlich ihrer r{\"a}umlichen N{\"a}he zueinander und der Vergleichbarkeit des Pflanzguts untereinander ausgew{\"a}hlt und {\"u}ber einen Zeitraum von zwei bis vier Jahren begleitet. Es konnte gezeigt werden, dass eine durch die Weinbergstransformation orthogonal zur urspr{\"u}nglich in Falllinie verlaufenden Zeilenorientierung in einer Ver{\"a}nderung der Strahlungsverteilung und des W{\"a}rmehaushalts resultiert. Querterrassen konnten Wetterextreme abschw{\"a}chen und bewiesen eine f{\"u}r den Reifeabschluss beg{\"u}nstigte Besonnung der Traubenzone. Dies zeigte sich deutlich in der Unterscheidbarkeit der Gehalte qualit{\"a}tsbestimmender Traubeninhaltsstoffe, wie zum Beispiel Polyphenole und Aminos{\"a}uren. J{\"u}ngere Reben, die am {\"a}ußeren Ende der Terrassenplattform gepflanzt wurden, wiesen {\"u}ber alle Versuchsjahre hinweg hohe Trockenstressreaktionen auf. Dies milderte sich jedoch mit fortschreitendem Rebalter ab. Die Querterrassierung von Steillagenweinbergen erwies sich als probates Mittel zur Erzeugung hochwertigen Traubenmaterials. Zudem erg{\"a}nzt das Potential zur F{\"o}rderung der Artenvielfalt durch eine nachhaltige Bewirtschaftung der Terrassenb{\"o}schungen die als insgesamt positiv zu wertenden Versuchsergebnisse der vorliegenden Arbeit. Einzig die Herausforderung der z{\"u}gigen Etablierung bzw. Konkurrenzf{\"a}higkeit von Jungreben im Steillagenweinberg stellt nach wie vor eine Schwierigkeit dar, die es mit weinbaulichen, technischen oder z{\"u}chterischen Maßnahmen zu l{\"o}sen gilt.}, language = {en} } @phdthesis{Ponchon2024, author = {Ponchon, Mathilde}, title = {The entomopathogenic fungus Metarhizium robertsii and its endophytic potential in grapevine to regulate radicicole grape phylloxera populations}, volume = {2024}, edition = {1. Auflage}, publisher = {Hochschule Geisenheim University}, address = {Geisenheim}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:2083-865}, school = {Hochschule Geisenheim University}, pages = {3 -- 212}, year = {2024}, abstract = {Grape phylloxera Daktulosphaira vitifoliae destroyed 30\% of the European vineyard by the end of the 19th century, attacking the woody roots of the grapevine Vitis vinifera (L.). To date, grafting grapevine on American resistant rootstocks is the leading solution to control the pest. However, grape phylloxera is present in most wine-growing soils and remains a threat in regions planted with non-grafted vines. Thus, alternative control solutions are investigated. The entomopathogenic fungus Metarhizium robertsii is known for its capacity to parasitize insects. Besides, the fungus can colonize plant rhizosphere and establish as an endophyte (i.e., within plant tissues) in many plant species. The thesis aimed to investigate if M. robertsii could persistently associate with the rhizosphere and as an endophyte in non-grafted grapevine V. vinifera without harming its growth while preventing the development of the grape phylloxera radicicole forms. Four M. robertsii strains native to four different vineyards were used and came from: i) the center-West Argentina (MsoilAR4.3), ii) the south of Australia (M224B), iii) the south-west of France (EF3.5(2)) and iv) the west of Germany (EF047). Greenhouse experiments were conducted to assess the association between M. robertsii and potted non-grafted grapevines. First, the comparison of the kinetic of grapevine rhizosphere and endosphere colonization was made, comparing the strain EF3.5(2) with a laboratory strain non-native to the vineyard (ARSEF-2575-GFP) to evaluate if a vineyard-native strain had a more durable colonization. Droplet Digital PCR (ddPCR), a culture-based method, and confocal imaging of root segments were used to characterize the associations. The strain EF3.5(2) had a higher establishment in the rhizosphere and root-endosphere of non-grafted grapevine than the strain ARSEF-2575-GFP. Both strains were established for up to 96-98 days post-inoculation (dpi) in both compartments. Then, the potential of association with the non-grafted grapevine of all four-vineyard native M. robertsii strains was compared. The rates of rhizospheric colonization at 68-70 dpi ranged from 60\% for the Argentinian MsoilAR4.3 strain, 65\% for the Australian M224B strain, 76\% for the French EF3.5(2) strain, to 100\% for the German EF047 strain. The rates of root endosphere colonization were 14\%, 10\%, 5\%, and 33\% at 68-70 dpi, respectively. No significant differences of rhizosphere and root-endosphere colonization between tested strains were recorded. Also, the fungal association unaffected the grapevine's growth and leaf pigment content during the experimental period. Finally, the effect of direct parasitism of the strain EF3.5(2) on the survival and development of radicicole grape phylloxera clone 'Pcr7' was evaluated in the woody root section bioassay. Depending on the method used to infect the insect, a significant reduction of 90 \%, 70 \%, and 86\% in survival probability was found, and 92\%, 89\%, and 93 \% in reduction of adults' development compared with control treatments. Also, the symptoms induced by grape phylloxera on non-grafted grapevines co-inoculated with M. robertsii were reduced by 91\% (mean of 4.8 ± 8.4 nodosities) compared with the phylloxera infested-plants (mean of 52.7 ± 50.7 nodosities). The qPCR analysis performed on grapevine inoculated with strain EF3.5(2) showed after 24h, the up- regulation of the VvWRKY-75, VvPR3.2, VvPR4, and VvG1, which are phylloxera-responsive defense genes involved in the resistance against phylloxera. In conclusion, M. robertsii's persistent association with non-grafted grapevine represents an alternative protection strategy against radicicole grape phylloxera, especially for wine-growing regions planted with non-grafted vines. Further field experiments should be carried out to determine the environmental factors affecting the effectiveness and persistence of M. robertsii associated with grapevine.}, language = {en} } @phdthesis{BouNader2018, author = {Bou Nader, Khalil}, title = {Grapevine Age: Impact on Physiology and Berry and Wine Quality}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:2083-88}, school = {Hochschule Geisenheim University}, year = {2018}, abstract = {Vine age and its relation to the quality of the wine are topics of recurring interest, both scientific and economic. Consumers and actors in the wine sector seem to agree on the ability of old vines to produce wines of superior character. Despite ongoing research, the validity of this point of view remains debated and questions about the mechanisms through which old vines would end up with superior quality wines remain numerous. To try to answer them, the impact vine age on physiology, tolerance to water stress, and berry and wine quality were studied in an experimental vineyard planted with Vitis vinifera L. cv. of identical genetic material (Riesling Gm 239 grafted on 5C Teleki) but planted in different years. In 2014 and 2015, the vines planted in 2012 had not yet reached their full potential and had a significantly lower vegetative productivity and yield than the vines planted in 1995 and 1971. Moreover, the vines planted in 2012 were not subjected to the same grass treatment as older vines during this period to prevent excessive competition during establishment. The lower capacity of these vines and the absence of cover crop led to greater exposure of clusters to light and greater nitrogen accumulation, which resulted in a higher concentration of amino acids, monoterpenes, norisoprenoids, and flavonols in 2014 and 2015. In the following years (2016 and 2017), the yield and pruning weight of these vines, as well as their berry composition, were comparable to those of the older vines. The parameters of technological maturity (° Brix, total acidity and must pH) were not significantly affected by vine age. Vines planted in 1995 and 1971 showed similar physiological characteristics throughout the study with the exception of a higher incidence of esca syndrome in the older group. This disease was responsible for the decline in the total yield of vines planted in 1971, but individual yield per vine was equivalent for both groups. Sensory and chemical analyzes were conducted in 2017 on wines from previous vintages. The wines of the youngest vines were associated with aromas of ripe fruit and the kerosene aroma that is typical of Riesling. These wines were also identified by higher concentrations of potential monoterpenes and norisoprenoids and volatile sulfur compounds in 2014 and 2015 only. The sensory and chemical profiles of wines from vineyards planted in 1995 and 1971 were dependent on the vintage but not on the age of the vines. The wine profiles produced in 2016 were overlapping for the three age groups. The works described in this thesis manuscript are unique, particularly because the vineyard in which they were conducted was designed specifically to study the effect of the age of the vine under comparable environmental conditions. Once the youngest vines reached their fruiting potential and were conducted in the same way as the older vines, their productivity, the composition of their berries and the quality of the wines they produce converged with those of the two other groups. More interestingly, vines aged 19 and 43 years behaved similarly throughout the study and resulted in wines comparable in terms of sensory analysis, which goes against the an idea that the older vines produce wines of a different profile. Previous studies have shown that the productivity of the vines, whatever their age, could be explained by the wood reserves and the size of the trunk. To have a better idea of differences linked to reserves, the structure-from-motion with multi-view stereo-photogrammetry (SfM-MVS) method was tested to measure trunk thickness and volume. The technique, which allows the creation of scaled, georeferenced 3D models based on photographs, was able to produce accurate models of field-grown grapevine trunks.}, language = {en} } @phdthesis{Hessdoerfer2015, author = {Heßd{\"o}rfer, Daniel}, title = {Untersuchungen zur kontinuierlichen Wasserpotentialmessung sowei des Einflusses verschiedener Tropfbew{\"a}sserungssysteme auf die generative und vegetative Wuchsleistung von Vitis vinifera (cv. Silvaner)}, volume = {2015}, edition = {1. Auflage}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:2083-117}, school = {Hochschule Geisenheim University}, pages = {XV, 144 S.}, year = {2015}, abstract = {In den Jahren 2011 und 2012 wurde im Versuchsfeld am „Th{\"u}ngersheimer Scharlachberg" des Sachgebietes Weinbaumanagement der Bayerischen Landesanstalt f{\"u}r Weinbau und Gartenbau bei der Rebsorte Silvaner kontinuierlich das Wasserpotential mittels temperaturkorrigierter In-situ-Psychrometer gemessen. Ziel der durchgef{\"u}hrten Arbeiten war es, die Wasserpotentialdynamik von Reben an ihrem nat{\"u}rlichen Standort und die Pflanzenreaktion auf wechselnde Witterungseinfl{\"u}sse zu untersuchen. Zus{\"a}tzlich wurde die Ver{\"a}nderung der hydraulischen Leitf{\"a}higkeit der Gesamtpflanze bei unterschiedlichem Evaporationsanspruch und Bodenwasserstatus betrachtet. Die kontinuierliche Wasserpotentialmessung an Reben wurde in den Versuchsjahren am Rebstamm und an traubentragenden einj{\"a}hrigen Trieben durchgef{\"u}hrt. Dabei konnte festgestellt werden, dass sich das Messgewebe des Triebes besser eignet, um das Wasserpotential {\"u}ber einen l{\"a}ngeren Zeitraum kontinuierlich mittels In-situ-Psychrometer an Reben zu ermitteln. Anhand der Tagesg{\"a}nge ließen sich deutliche Beziehungen zwischen der Wasserpotentialdynamik und den verschiedenen Witterungsfaktoren feststellen. So hatten die beiden Faktoren VPD und Temperatur den gr{\"o}ßten Einfluss auf das Stammwasserpotential der Reben. Dementgegen wurde zwischen der Globalstrahlung und dem Stammwasserpotential kein Zusammenhang ermittelt. Der engste kurvilineare Zusammenhang wurde jedoch zwischen dem VPD und dem Wasserpotentialgradienten, der treibenden Kraft f{\"u}r den Transpirationsstrom der Pflanze, ermittelt. Der Einfluss des Bodenwasserstatus auf die Stammwasserpotentialdynamik der Reben war relativ gering. Große Unterschiede im Wasserpotentialverlauf des Tages wurden durch eine Rebenbew{\"a}sserung induziert. Demnach f{\"u}hrte der verbesserte Wasserstatus zu einem reduzierten Potentialgradienten der bew{\"a}sserten Reben zur Aufrechterhaltung der Transpiration im Vergleich zu den nicht bew{\"a}sserten Reben. In den Jahren 2011 bis 2013 wurde Exaktversuch zur Pr{\"u}fung der Auswirkungen einer Rebenbew{\"a}sserung mit bestimmten Bew{\"a}sserungsschwellenwerten durchgef{\"u}hrt. Ziel dieses Feldversuchs war es, den Einfluss verschiedener Bew{\"a}sserungsmethoden und Bew{\"a}sserungsintensit{\"a}ten auf die generative und vegetative Wuchsleistung der Rebsorte Silvaner zu untersuchen. Das versuchstechnisch vorgegebene Bew{\"a}sserungsmanagement der Varianten moderate {\"U}berflurbew{\"a}sserung, intensive {\"U}berflurbew{\"a}sserung, moderate Unterflurbew{\"a}sserung und intensive Unterflurbew{\"a}sserung wurde mittels des fr{\"u}hmorgendlichen Wasserpotentials exakt gesteuert. Gleichzeitig wurde innerhalb des Versuchsfeldes der Verlauf der Bodenfeuchtigkeit innerhalb der Kontrollvariante mittels der FDR-Technologie gemessen. Zus{\"a}tzlich wurde nach der Lese von jeder Variante das C12 / C13 Stabilisotopenverh{\"a}ltnis, der δ13C-Wert, im Mostzucker ermittelt. Um den Einfluss der verschiedenen Bew{\"a}sserungsintensit{\"a}ten und -methoden auf die generative und vegetative Wuchsleistung zu untersuchen, wurden die erzielten Traubenertr{\"a}ge, Mostgewichte (°Oe), Mosts{\"a}uren und Schnittholzertr{\"a}ge bestimmt. Der Bew{\"a}sserungsversuch zeigte auf, dass eine Zusatzbew{\"a}sserung bei der Rebsorte Silvaner einen starken Einfluss auf das vegetative Wachstum aus{\"u}bte und kein signifikanter Einfluss auf die erzielten Traubenertr{\"a}ge festzustellen war.}, language = {de} } @phdthesis{Hendgen2021, author = {Hendgen, Maximilian}, title = {Beeinflussung der Seneszenz bei Weinreben als Anpassungsstrategie an den Klimawandel}, volume = {2021}, edition = {1. Auflage}, publisher = {Gesellschaft zur F{\"o}rderung der Hochschule Geisenheim}, address = {Geisenheim}, isbn = {13 978-3-934742-85-7}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:2083-329}, school = {Hochschule Geisenheim University}, pages = {211}, year = {2021}, abstract = {Blattseneszenz stellt bei Pflanzen einen genetisch geregelten, komplexen Alterungsprozess dar. Sie wird durch die Kombination von Umwelt- und Altersfaktoren ausgel{\"o}st und dient dem Recycling von N{\"a}hrstoffen. Charakteristisch f{\"u}r die Blattseneszenz sind eine erh{\"o}hte Expression von Seneszenz-assoziierten Genen (SAGs), der Abbau von Chlorophyll und die R{\"u}ckverlagerung von N{\"a}hrstoffen, insbesondere von Stickstoff (N). Bei der Weinrebe Vitis vinifera dient N nicht nur dem pflanzlichen Wachstum, sondern auch der Hefeern{\"a}hrung w{\"a}hrend der alkoholischen G{\"a}rung des Mostes. Der Gehalt an hefeverf{\"u}gbarem N (YAN) in der Beere h{\"a}ngt sowohl von der N-Verf{\"u}gbarkeit des Standorts, als auch von der N-Einlagerung w{\"a}hrend der Reife ab. Durch den Klimawandel erfolgen Traubenreife und Blattseneszenz zunehmend zeitlich entkoppelt, wodurch im Most der in n{\"o}rdlichen Anbaugebieten sp{\"a}treifenden Rebsorte Vitis vinifera cv. Riesling der f{\"u}r eine gute Verg{\"a}rbarkeit empfohlene Zielwert von 150 mg/L YAN nicht erreicht wird und das Risiko von G{\"a}rproblemen steigt. Daher wurde in dieser Arbeit auf zwei Standorten mit unterschiedlicher N-Verf{\"u}gbarkeit und in zwei Jahren untersucht, ob durch eine Behandlung mit Ethephon oder UV-C vor der Lese Blattsenszenz induziert, und durch Umverlagerung des remobilisierten N in die Beere eine ausreichende Konzentration an YAN im Most erzielt werden kann. Die Ethephon-Behandlung induzierte Blattseneszenz zuverl{\"a}ssig und schnell, ihre N-Remobilisierung wie auch ihre Genexpression glichen der von nat{\"u}rlicher Seneszenz. Die UV-C-Behandlung erzeugte ebenfalls Seneszenz-Symptome, sie erreichte jedoch nicht die Effektivit{\"a}t der Ethephon-induzierten und der nat{\"u}rlichen Seneszenz. Auf dem Standort mit geringer N-Verf{\"u}gbarkeit konnte durch die Ethephon-Behandlung die YAN-Konzentration im Most gesteigert werden, durch die UV-C-Behandlung hingegen nicht. Auf dem Standort mit guter N-Verf{\"u}gbarkeit hatte keines der beiden Verfahren einen Effekt auf die Most-N-Versorgung. Die erreichten YAN-Steigerungen verbesserten die Verg{\"a}rbarkeit, obwohl der Zielwert von 150 mg/L in keinem Fall erreicht wurde. Die zur Sicherstellung einer guten G{\"a}rleistung empfohlene YAN-Konzentration im Most ist daher kritisch zu {\"u}berpr{\"u}fen.}, language = {de} } @phdthesis{Blois2023, author = {Blois, Louis}, title = {Genetic architecture of root related traits and scion respones induced by grapevine rootstock. First study in a monospecies population of Vitis berlandieri}, volume = {2023}, edition = {1. Auflage}, publisher = {Hochschule Geisenheim}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:2083-676}, school = {Hochschule Geisenheim University}, pages = {3 -- 249}, year = {2023}, abstract = {In the context of climate change, crop adaptation is of major interest. Adaptation can be achieved by modifying cultural practices, field management, or plant material. In grafted plants, the plant material can be improved by the scion or the rootstock. The rootstock comprises the anchorage and the nutrient and water absorption as well as hormone signaling, which are closely involved in plant adaptation to its environment. Moreover, the interactions between the scion and the rootstock provides a broad range regarding adaptation strategies to different growing conditions and production aims. In vineyards, the most commonly rootstocks are hybrid breeds between American Vitis species (V. berlandieri, V. riparia, and V. rupestris) and sometimes V. vinifera. Despite recent findings revealing a large genetic diversity in these genetic backgrounds, rootstocks remain poorly studied, especially at the genetic level. The V. berlandieri hybrids have shown good performances in water deficit and limestone tolerance in vineyards. A selection of 286 V. berlandieri genotypes were chosen from a field-grown population of plants obtained from seedlings at Hochschule Geisenheim University, Germany. The samples were analysed regarding their genetic structure, which revealed two subpopulations and an association between the climatic conditions of the sampling areas and their genetic variability. While an isolation by distance has been highlighted, it was not possible to detect the variability in the genetic burden of the two subpopulations. This population was used for grafting of V. vinifera cv. Riesling (clone 24-209Gm), which was planted in pots and grown in the greenhouse fortwo consecutive years with no limiting conditions. A root phenotyping has been carried out after one year of growing, revealing a high variability at the phenotype and genetic level. The heritability was high for these traits which allowed to carry out a genome wide association study and to detect eleven genetic markers associated with root-related traits. Each year, the population was planted in a field experiment in order to observe the variability of conferred traits induced by the rootstock to the scion. A medium to high variability has been detected for the pruning weight and the δ13C as well as a medium to high heritability. A genome wide association study has allowed us to detect two significant markers for δ13C but no markers were highlighted for the pruning weight. Correlations between root-related and scion conferred traits have been found. A comparison of the phenotypical performance of the V. berlandieri genotypes to commercial rootstocks, i.e. SO4, 110R, B{\"o}rner and 5BB, resulted in interesting insights for the selection of futuregenotypes for rootstock breeding. This association study is the first carried out in a natural population of a wild Vitis monospecies and highlights new opportunities for grapevine rootstocks breeding.}, language = {en} }