TY - THES A1 - Moulis, Pierre T1 - Exploration of the phenomena associated with the production of pyrrole and pyridine derivatives responsible for mousy off-flavours in wine N2 - In den letzten Jahren ist die Nachfrage der Verbraucher nach Bio-Lebensmitteln weiter gestiegen. Die Akteure des Weinsektors achten auf diese Erwartungen. In der Weinproduktion ist ein Rückgang in der Anwendung bestimmter Maßnahmen, die sich direkt auf die Weinqualität auswirken können, zu verzeichnen. So hat beispielsweise der „Mäuselton“ bei Weinen mit reduziertem Sulfitgehalt zugenommen. Derzeit scheinen drei Moleküle Verursacher dieses Defekts zu sein: 2-Acetylpyrrolin (APY), 2-Acetyltetrahydropyridin (ATHP) und 2-Ethyltetrahydropyridin (ETHP). Die durchgeführte Forschungsarbeit, die chemische, mikrobiologische und önologische Ansätze kombiniert, liefert Antworten auf die Mechanismen des Auftretens dieses Fehltons im Wein. Um Antworten zu finden, wurden Methoden zur Quantifizierung der N-Heterozyklen, die für den „Mäuselton“ verantwortlich sind, mithilfe von SBSE-GC-MS-Techniken entwickelt. Die Bestimmungsmethode für Wein ermöglichte es, diese Substanzen in 74 verschiedenen Weinen zu quantifizieren. Die zweite Analysenmethode ist auf ein chemisch definiertes Medium abgestimmt, das alle bisher bekannten Vorstufen des „Mäuseltons“ enthält. Sie ermöglicht es, Mikroorganismen unter standardisierten Bedingungen auf ihre Fähigkeit zu testen, einen „Mäuselton“ zu erzeugen. Mit diesen Methoden konnte gezeigt werden, dass das Verhältnis der beiden Tautomere von 2-Acetyltetrahydropyridin nicht von den Unterschieden zwischen dem pH-Wert des Weines und der Mundhöhle beeinflusst wird. Mikroorganismen wurden aus 25 Weinen mit „Mäuselton“ isoliert. Die am häufigsten anzutreffenden Arten sind Saccharomyces cerevisiae, Oenococcus oeni oder Brettanomyces bruxellensis. Von den 353 isolierten Mikroorganismen sind nur Stämme der Arten B. bruxellensis, Lentilactobacillus hilgardii und Oenococcus oeni in der Lage, Substanzen, die einen „Mäuselton“ verursachen, im Modellmedium zu produzieren. Anschließend wurden Stämme aus der Sammlung, die zu diesen drei Arten gehörten, unter denselben Bedingungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Konzentrationen und Verhältnisse der drei N-Heterozyklen signifikante Unterschiede zwischen den Arten aufweisen, dass jedoch alle untersuchten Stämme (22 Stämme von B. bruxellensis, 10 Stämme von L. hilgardii, 20 Stämme von O. oeni) die Fähigkeit haben, mindestens eine der drei Komponenten zu produzieren. Weitere Versuche in Modellmedien haben gezeigt, dass es bei der Produktion mäuselnder Substanzen zu einer Interaktion zwischen Mikroorganismen kommen kann. Die Untersuchung dieser Wechselwirkungen wurde im Weinmilieu fortgesetzt. Ein Ugni blanc Most wurde mit zwei verschiedenen Saccharomyces cerevisiae Stämmen vinifiziert. Anschließend wurde die Produktion der mäuselnden Komponenten über 24 Tage verfolgt. Die Ergebnisse zeigten, dass unabhängig von den produzierenden Mikroorganismen einer der beiden S. cerevisiae Stämme zur Entwicklung von Bedingungen beiträgt, die eine höhere APY-Produktion im Wein ermöglichen. Schließlich wurden Produktionskinetiken im Modellmedium durchgeführt, um festzustellen, in welchem physiologischen Stadium B. bruxellensis diese Verbindungen produzieren kann. Die Produktion von ATHP verläuft nicht linear. Die Verbindung tritt punktuell in hohen Konzentrationen auf, insbesondere zu Beginn der stationären Wachstumsphase, und verschwindet dann wieder. Es wurden Hypothesen über die physiologische Rolle dieser Verbindung aufgestellt. Schlüsselwörter: Mäuselton; Weine; Brettanomyces bruxellensis; Milchsäurebakterien; Organoleptische Abweichungen N2 - In recent years, consumer demand for organic food has continued to grow. The actors of the wine sector are attentive to these expectations. Wine production is evolving with decreases in the use of certain inputs that can directly impact the quality of wine. For example, there has been an upsurge in the "mousy off-flavour" defect in wines with reduced sulphite content. Today, three molecules seem to be at the origin of this defect: 2-acetylpyrroline (APY), 2-acetytetrahydropyridine (ATHP), and 2-ethyltetrahydropyridine (ETHP). Our work, combining chemical, microbiological and oenological approaches, provides answers to the mechanisms of appearance of this defect in wine. In order to provide answers, methods for quantifying N-heterocyclics responsible for mousiness have been developed using SBSE-GC-MS techniques. The method of determination in wine made it possible to quantify the compounds in 74 different wines. The second method is adapted to a chemically defined medium, containing all the precursors known to date "mousy off-flavours". It makes it possible to test microorganisms for their ability to produce the mousy off-aroma under standardized conditions. These methods have been used to show that the proportion of the two tautomers of 2-acetyltetrahydropyridine is not impacted by the pH of the wine and buccal cavity. Microorganisms were isolated from 25 wines with the defect. The most frequently encountered species are Saccharomyces cerevisiae, Oenococcus oeni, or Brettanomyces bruxellensis. Among the 353 microorganisms isolated, only strains of B. bruxellensis, Lentilactobacillus hilgardii, Oenococcus oeni are able to produce mousy compounds in model medium. Strains of collections belonging to these three species were then studied under the same conditions. The results show that the levels and ratios of the three N-heterocycles show significant variation between species but that all the strains evaluated (22 strains of B. bruxellensis, 10 strains of L. hilgardii, 20 strains of O. oeni) have the capacity to produce at least one of the three compounds. Further model media tests have shown that there may be interaction between microorganisms to produce mousy compounds. The study of these interactions was continued in the wine environment. A white Ugni must was vinified using 2 different strains of Saccharomyces cerevisiae. And the production of the mousy compounds was then followed over 24 days. The results showed that, regardless of the microorganisms that produce, one of the two strains of S. cerevisiae contributes to the development of conditions for greater production of APY in wines. Finally, production kinetics were undertaken in a model medium to determine at what physiological stage B. bruxellensis could produce these compounds. ATHP production is not linear. The compound appears promptly in significant concentrations, especially at the beginning of the stationary growth phase and then it’s disappearing. Hypotheses have been made about the physiological role of this compound. Key words: Mousy off-flavours; Wines; Brettanomyces bruxellensis; lactic acid bacteria; Organoleptic deviations N2 - Depuis quelques années, la demande des consommateurs pour les aliments biologiques n’a cessé de croître. Les acteurs de la filière vitivinicole sont à l’écoute de ces attentes. La production de vins évolue avec des diminutions d’utilisations de certains intrants pouvant impacter directement la qualité du vin. C'est ainsi que l'on note une recrudescence du défaut « des goûts de souris » dans les vins à teneur réduite en sulfites. A l’heure actuelle, trois molécules sembleraient être à l’origine de ce défaut : le 2-acétylpyrroline (APY), le 2-acétyltétrahydropyridine (ATHP) et le 2-éthyltétrahydropyridine (ETHP). Notre travail, combinant des approches chimiques, microbiologiques et oenologiques permet d’apporter des éléments de réponse quant aux mécanismes d’apparition de ce défaut dans le vin. Afin d’apporter des éléments de réponses, des méthodes de quantifications des N-hétérocycliques responsables du goût de souris ont été développées en utilisant des techniques de SBSE-GC-MS. La méthode de dosage dans le vin a permis de quantifier les composés dans 74 vins différents. La deuxième méthode est adaptée à un milieu chimiquement défini, contenant tous les précurseurs connus à ce jour « des goûts de souris ». Elle permet de tester les microorganismes pour leur capacité à produire le goût de souris en conditions standardisées. Ces méthodes ont permis de montrer que la proportion des deux tautomères du 2-acétyltétrahydropyridine n’est pas impactée par les différences de pH entre celui du vin et celui buccal. Des microorganismes ont été isolés à partir de 25 vins présentant le défaut. Les espèces les plus fréquemment rencontrées sont des Saccharomyces cerevisiae, des Oenococcus oeni ou bien des Brettanomyces bruxellensis. Parmi les 353 microorganismes isolés, seules les souches de B. bruxellensis, Lentilactobacillus hilgardii, Oenococcus oeni sont capables de produire les composés sourissés en milieu modèle. Des souches de collections appartenant à ces trois espèces ont ensuite été étudiées dans les mêmes conditions. Les résultats montrent que les niveaux et les rapports des trois N-hétérocycles présentent d’importantes variations selon les espèces mais que toutes les souches testées (22 souches de B. bruxellensis, 10 souches de L. hilgardii, 20 souches de O. oeni) ont la capacité de produire au minimum un des trois composés. D’autres essais en milieu modèle ont montré qu'il pouvait y avoir une interaction entre microorganismes pour la production des composés du goût de souris. L'étude de ces interactions a été poursuive en milieu vin. Un moût d’Ugni blanc a été vinifié à l’aide de 2 souches de Saccharomyces cerevisiae différentes. Et la production des composés sourissés a ensuite été suivie sur 24 jours. Les résultats ont montré que, peu importe les microorganismes producteurs, une des deux souches de S. cerevisiae contribue au développement de conditions permettant une production de l’APY plus importante dans les vins. Enfin des cinétiques de productions ont été entrepris en milieu modèle afin de déterminer à quel stade physiologique B. bruxellensis pouvait produire ces composés. La production d’ATHP n’est pas linéaire. Le composé apparait de façon ponctuelle dans des concentrations importantes, notamment en début de phase stationnaire de croissance. Des hypothèses ont été formulées sur le rôle physiologique de ce composé. Mots clefs: Goût de souris; Vins; Brettanomyces bruxellensis; Bactéries Lactiques; Déviations organoleptiques Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-880 N1 - Diese Dissertation wurde in einem ordnungsgemäßen Promotionsverfahren entsprechend den Bestimmungen des Kooperationsvertrages “CONTRAT DE COTUTELLE DE THÈSE INDIVIDUELLE“ zwischen der Université Bordeaux und der Hochschule Geisenheim University erstellt. VL - 2024 SP - I EP - 152 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Dries, Leonie T1 - Microbial structure and diversity in the rhizosphere of grape vines (Vitis vinifera L.) N2 - Microorganisms are a substantial component of the rhizosphere, and the activity and composition of rhizosphere microbial populations markedly affect interactions between plants and the soil. In addition, the microbiota of the rhizosphere can positively influence plant development, growth and vitality. In vineyards, management practices influence both grapevine root growth directly and the rhizosphere microbiota, but the exact mode of action is largely unknown. Recently, however, two new research approaches are increasingly coming into focus to enhance the grapevine growth and health: plant engineering and rhizosphere engineering (Chapter 1). In plant engineering, knowledge about plant-microbiome interactions is used for plant breeding strategies. In rhizosphere engineering, microbial communities are modified by adding specific fertilizers, nutrients, or by bio-inoculation with certain bacteria and/or fungi. Taken together, these new methods suggest a potential for reaching a more sustainable development of a pesticide- and fertilizer-reduced viticulture in the future. Consequently, the aim of this study was to investigate the bacterial rhizobiome of grapevines (Vitis vinifera L.) under different experimental designs. By characterizing the bacterial 16S rRNA gene, a statement on the existing bacterial communities and their diversity can be made and compared under different environmental conditions. For this, a method has to be established that allows to obtain rhizosphere and root material of grapevine plants, and to prepare it for sequencing and further analyses. This applies both to grapevines cultivated in greenhouses under controlled conditions as well as to variants under field conditions. The experimental designs aimed to gain knowledge regarding the bacterial diversity of the grapevine rhizosphere including different grape varieties, different grapevine rootstocks as well as different fertilization measures. The first experiment aimed to investigate the variability of the rhizosphere microbiome resulting from the genotype of the rootstock while minimizing the effect of all other environmental factors. This was made possible by investigating four ungrafted grapevine rootstock varieties of the same age, grown on the same soil under the same climatic conditions and managed identically. The bacterial communities associated with the rhizosphere of the rootstocks 1103 Paulsen, 140 Ruggeri, 161-49 Couderc, and Kober 5BB were characterized with the amplicon based sequencing technique, targeting regions V4-V5 of 16S rDNA gene. The four rootstocks showed similarities concerning the structure of the bacteria assemblage (richness and evenness). Nonetheless, differences were detected in the composition of the bacterial communities. Indeed, all investigated rootstocks recruited communities with distinguishable traits, thus confirming the role of rootstock genotype as driver of the bacteria composition (Chapter 2). In order to disentangle the effect of scion and rootstock, the rRNA (V4–V5 region of 16S rRNA) extracted from the rhizosphere of the grape varieties Riesling and Mueller-Thurgau ungrafted vs. grafted on different rootstocks were sequenced in three experimental set-ups in two different years. The bioinformatic analysis with tools designed to be robust for compositional data showed, that the investigated rootstocks or scions or combinations, respectively, recruited bacterial communities with distinguishable traits. Statistical differences were revealed between ungrafted Riesling and Mueller-Thurgau, and between grafted Riesling and ungrafted Riesling, and ungrafted Mueller-Thurgau and grafted Mueller-Thurgau. Thus, confirming the role of scion and rootstock genotype as a driver of the structure and composition of bacterial communities in the rhizosphere of grapevines (Chapter 3). In order to investigate the impact of different levels of nitrogen (N) fertilization on the rhizosphere microbiome an experimental vineyard with vines (Vitis vinifera L. cv. Pinot Noir) in large containers was examined in 2020 and 2021 at bud break. The vines were fertilized with two different levels of nitrogen added per year (N0 25 kg/ha and N1 75 kg/ha) individually. In order to examine the respective bacterial communities, rhizosphere material was sampled and a subsequent RNA-extraction followed by next generation sequencing was performed. The study revealed significant differences in the bacterial communities in the rhizosphere regarding fertilization levels and sampling depths. The results may help to understand the effect of nitrogen fertilization on the microbiome and, in the long term, reduce fertilization in viticulture, leading to more sustainable vine management (Chapter 4). Hence, superordinate, the future aim is to use new insights to enable more precise plant nutrition in the form of more accurate fertilization recommendations in order to reduce the associated costs in an economical and environmentally friendly way. A more precise knowledge of the specificity and dynamics of the grapevine rhizosphere microbiome under different management practices, grape varieties, rootstocks, and fertilization levels, should enable targeted adaptation strategies for increasingly frequent extreme years leading to a more sustainable viticulture. N2 - Mikroorganismen sind ein wesentlicher Bestandteil der Rhizosphäre und die Aktivität und Zusammensetzung der mikrobiellen Populationen in der Rhizosphäre beeinflussen die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und dem Boden erheblich. Darüber hinaus können die Mikroorganismen in der Rhizosphäre die Entwicklung, das Wachstum und die Vitalität der Pflanzen positiv beeinflussen. In Weinbergen beeinflussen Bewirtschaftungspraktiken sowohl das Wurzelwachstum der Reben als auch die Mikroorganismen der Rhizosphäre direkt, aber die genaue Wirkungsweise ist weitgehend unbekannt. In jüngster Zeit rücken jedoch zwei neue Forschungsansätze zur Verbesserung des Wachstums und der Gesundheit der Weinrebe immer mehr in den Mittelpunkt: das „Plant Engineering“ und das „Rhizosphere Engineering“ (Kapitel 1). Beim „Plant Engineering“ wird das Wissen über die Wechselwirkungen zwischen Pflanze und Mikrobiom für Pflanzenzüchtungsstrategien genutzt. Beim „Rhizosphären-Engineering“ werden mikrobielle Gemeinschaften durch die Zugabe spezifischer Düngemittel, Nährstoffe oder durch Bioinokulation mit bestimmten Bakterien und/oder Pilzen verändert. Zusammengenommen bieten diese neuen Methoden ein Potenzial für eine nachhaltigere Entwicklung eines pestizid- und düngerreduzierten Weinbaus in der Zukunft. Ziel dieser Studie war es daher, das bakterielle Rhizobiom von Weinreben (Vitis vinifera L.) in verschiedenen Versuchsanordnungen zu untersuchen. Durch die Charakterisierung des bakteriellen 16S rRNA-Gens kann eine Aussage über die vorhandenen bakteriellen Gemeinschaften und deren Diversität getroffen und unter verschiedenen Umweltbedingungen verglichen werden. Dazu wurde zunächst eine Methode etabliert, die es erlaubt, Rhizosphären- und Wurzelmaterial von Weinrebenpflanzen zu gewinnen und für die Sequenzierung und weitere Analysen aufzubereiten. Dies gilt sowohl für Weinreben, die in Gewächshäusern unter kontrollierten Bedingungen angebaut werden, als auch für Varianten unter Freilandbedingungen. Die Versuchspläne zielten darauf ab, Erkenntnisse über die bakterielle Diversität der Rhizosphäre von Weinreben unter Einbeziehung verschiedener Rebsorten, verschiedener Unterlagen sowie verschiedener Düngungsmaßnahmen zu gewinnen. Das erste Experiment verfolgte das Ziel, die Variabilität des Rhizosphärenmikrobioms zu untersuchen, die sich durch den Genotyp des Wurzelstocks ergibt und gleichzeitig den Einfluss aller anderen Umweltfaktoren zu minimieren. Dies wurde durch die Untersuchung von vier ungepfropften Rebenunterlagen gleichen Alters ermöglicht, die auf demselben Boden unter denselben klimatischen Bedingungen angebaut und identisch bewirtschaftet wurden. Die Bakteriengemeinschaften, die mit der Rhizosphäre der Unterlagen 1103 Paulsen, 140 Ruggeri, 161-49 Couderc und Kober 5BB assoziiert sind, wurden mit der amplikonbasierten Sequenzierungstechnik charakterisiert, die auf die Regionen V4-V5 des 16S rDNA-Gens abzielt. Die vier Unterlagsreben wiesen Ähnlichkeiten in Bezug auf die Struktur der bakteriellen Assemblage (richness und evenness) auf. Dennoch wurden Unterschiede in der Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaften festgestellt. Tatsächlich rekrutierten alle untersuchten Unterlagen Gemeinschaften mit unterscheidbaren Merkmalen, was die Rolle des Genotyps der Unterlage als treibende Kraft für die Bakterienzusammensetzung bestätigt (Kapitel 2). Um die Auswirkungen von Edelreis und Unterlage zu entflechten, wurde die rRNA (V4-V5-Region der 16S rRNA) aus der Rhizosphäre der Rebsorten Riesling und Müller-Thurgau, ungepfropft bzw. auf verschiedene Unterlagsreben gepfropft, in drei Versuchsanordnungen in zwei verschiedenen Jahren sequenziert. Die bioinformatische Analyse mit Werkzeugen, die auf die Robustheit von Kompositionsdaten ausgelegt sind, zeigte, dass die untersuchten Unterlagen oder Edelreiser bzw. Kombinationen bakterielle Gemeinschaften mit unterscheidbaren Merkmalen rekrutierten. Statistische Unterschiede wurden zwischen unveredeltem Riesling und Müller-Thurgau, zwischen veredeltem Riesling und unveredeltem Riesling sowie zwischen unveredeltem Müller-Thurgau und veredeltem Müller-Thurgau festgestellt. Damit wurde die Rolle des Genotyps von Edelreisern und Unterlagen als Einflussfaktor für die Struktur und Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaften in der Rhizosphäre von Reben bestätigt (Kapitel 3). Um die Auswirkungen unterschiedlicher Stickstoffdüngungen auf das Mikrobiom der Rhizosphäre zu untersuchen, wurde 2020 und 2021 ein experimenteller Weinberg mit Reben (Vitis vinifera L. cv. Pinot Noir) in Großcontainern zum Zeitpunkt des Austriebs untersucht. Die Reben wurden mit zwei unterschiedlichen Stickstoffgaben pro Jahr (N0 25 kg/ha und N1 75 kg/ha) individuell gedüngt. Zur Untersuchung der jeweiligen Bakteriengemeinschaften wurde Rhizosphärenmaterial entnommen und anschließend eine RNA-Extraktion mit anschließender Sequenzierung zur Charakterisierung des aktiven Bakterioms durchgeführt. Die Studie ergab signifikante Unterschiede in den bakteriellen Gemeinschaften in der Rhizosphäre in Abhängigkeit von der Düngemenge und der Beprobungstiefe. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, die Wirkung der Stickstoffdüngung aus das Mikrobiom zu verstehen und langfristig die Düngung im Weinbau zu verringern, was zu einer nachhaltigeren Bewirtschaftung der Weinreben führen würde (Kapitel 4). Die Ergebnisse dieser Studien können übergeordnet dabei helfen, mit den neuen Erkenntnissen eine gezieltere Pflanzenernährung in Form von genaueren Düngeempfehlungen zu ermöglichen, um die damit verbundenen Kosten auf wirtschaftliche und umweltfreundliche Weise zu senken. Eine genauere Kenntnis der Spezifität und Dynamik des Mikrobioms in der Rhizosphäre der Weinrebe unter verschiedenen Bewirtschaftungspraktiken, Rebsorten, Unterlagen und Düngungsniveaus sollte gezielte Anpassungsstrategien für immer häufiger auftretende Extremjahre ermöglichen und zu einem nachhaltigeren Weinbau führen. Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-827 VL - 2024 SP - II EP - 133 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Badura, Jennifer T1 - Characterization, regulation and genetic modification of the synthesis of aroma compounds in non-conventional wine yeasts T1 - Charakterisierung, Regulation und genetische Modifikation der Synthese von Aromastoffen in nicht-konventionellen Weinhefen N2 - Yeasts belonging to the genus of Hanseniaspora are widespread in nature and are generally part of the microbiome of ripe fruits, such as apples, pears and grapes. Hanseniaspora spp. form 50-75% of the microorganisms found at the onset of grape must fermentations, H. uvarum often being the most abundant. H. uvarum is also a common isolate from other fruits, such as oranges, pineapples, mangoes, apples and pears. Since H. uvarum, known for producing high amounts of acetic acid and ethyl acetate, dominates the onset of spontaneous grape must fermentations, it greatly influences the aroma profile of wines. Besides its important role in fermentations, more biotechnological research has been reported in recent years, highlighting the universal value of H. uvarum beyond the beverage industry. In this thesis, I characterized the aroma-production profile of seven different Hanseniaspora spp. in simultaneous co-fermentations with Saccharomyces cerevisiae. Significant differences could be detected between fermentations using Hanseniaspora spp. belonging to the fast-evolving lineage (FEL) and the slow-evolving lineage (SEL). Fermentations with yeasts of FEL showed increased amounts of ethyl acetate, whereas yeasts belonging to SEL revealed no meaningful difference compared to the pure S. cerevisiae fermentation. Furthermore, co-fermentations resulted in lactic acid depletion (H. osmophila), extremely high isoamyl acetate levels (H. guilliermondii), reduction in glycerol (H. occidentalis), increased terpenols (H. opuntiae) as well as esterified terpenes (H. guilliermondii and H. uvarum). This is the first study to investigate the use of H. nectarophila and H. meyerii in relation to wine, of which fermentations using H. nectarophila revealed high levels of acetate esters. Nitrogen sources in form of amino acids have a major impact on the resulting aroma-production profile of yeasts as they serve as backbones for several volatile organic compounds. I explored amino acid uptake preferences of Hanseniaspora spp. of both lineages (H. uvarum = FEL; H. osmophila = SEL), S. cerevisiae (all glucophilic), as well as the fructophilic yeasts Starmerella bacillaris and Zygosaccharomyces rouxii in synthetic must, spiked with single amino acids. Among yeasts investigated, H. uvarum showed the most rapid amino acid uptake. Additional research on yeast fermentations with synthetic must supplemented with an amino acid mix resulted in amino acid-dependent synthesis of specific aroma compounds by the respective yeast. This study reveals similarities in both preferences in amino acid uptake and nitrogen source depending aroma compound synthesis of H. osmophila and S. cerevisiae. I investigated the transcriptomic profile of H. uvarum and S. cerevisiae to gain insight into the different regulation mechanisms involved in the synthesis of aroma compounds. Furthermore, I explored the impact of different levels of nitrogen (nitrogen deficiency/ diammonium hydrogen phosphate (DAHP) supplemented must) within the grape must on the gene expression profile and therefore on the resulting aroma profile. Even though the different nitrogen regimes did not significantly affect transcriptional levels, a major impact on both fermentation kinetics and the aroma profile could be monitored. H. uvarum unravelled possessing additional genes including alcohol acetyltransferase activity leading to a rapid esterification of higher alcohols to acetate esters. In addition, the lack of genes involved in the synthesis of higher alcohols and ethyl esters, as well as an up-regulation of genes responsible for the synthesis of acetyl-coA and acetate esters favour the high acetate ester production. In this study, I developed the first genetic modification tool for H. uvarum by constructing a synthetic marker gene encoding the hygromycin marker under the control of a H. uvarum promoter, flanked by ~1 000 bp homology region to the target locus, enabling the knock-out of one copy of the alcohol acetyltransferase 1 (ATF1) gene. By increasing the concentration of the antibiotic during selection, I could identify a knock-out of both ATF1 alleles in the diploid yeast, generating a homozygotic atf1 mutant. Fermentations resulted in a significant reduction of the acetate ester synthesis, proving the function of ATF1 as an important gene involved in the ester synthesis in H. uvarum. Genetic modification of H. uvarum was optimized by establishing a rapid PCR-based gene targeting approach for one-step gene replacement. Generation of two novel synthetic antibiotic resistance genes (pFA-hygXL and pFA-clnXL) provided resistance against hygromycin and nourseothricin, respectively. Short flanking-homology regions of 56-80 bp added to these selection markers via PCR enabled gene targeting and the deletion of both the H. uvarum LEU2 and LYS2 genes via two rounds of consecutive transformations, generating a leucine auxotrophic leu2/leu2 mutant and a lysine auxotrophic lys2/lys2 mutant, respectively. The genetic modification approach of H. uvarum using PCR-based gene targeting was further validated by targeted complementation of the auxotrophic leu2/leu2 strain. N2 - Hefen der Gattung Hanseniaspora sind in der Natur weit verbreitet und gehören im Allgemeinen zum Mikrobiom von reifen Früchten wie Äpfeln, Birnen und Trauben. Hanseniaspora spp. machen 50-75% der Mikroorganismen aus, die zu Beginn der Gärung von Traubenmost gefunden werden, wobei H. uvarum oft am häufigsten vorkommt. H. uvarum ist auch ein häufiges Isolat aus anderen Früchten, wie Orangen, Ananas, Mangos, Äpfeln und Birnen. Da H. uvarum, bekannt für die Herstellung großer Mengen an Essigsäure und Ethylacetat, den Beginn der spontanen Gärung von Traubenmost dominiert, haben sie großen Einfluss auf das Aromaprofil von Weinen. Neben ihrer wichtigen Rolle bei der Gärung wurde in den letzten Jahren auch über weitere biotechnologische Forschungen berichtet, die den universellen Wert von H. uvarum über die Getränkeindustrie hinaus unterstreichen. In dieser Arbeit habe ich das Profil der Aromaproduktion von sieben verschiedenen Hanseniaspora spp. in simultanen Co-Fermentationen mit Saccharomyces cerevisiae charakterisiert. Es konnten signifikante Unterschiede zwischen Gärungen mit Hanseniaspora spp. der sich schnell entwickelnden Linie (FEL) und der sich langsam entwickelnden Linie (SEL) festgestellt werden. Gärungen mit Hefen der FEL zeigten erhöhte Mengen an Ethylacetat, während Hefen der SEL keinen signifikanten Unterschied im Vergleich zur reinen S. cerevisiae-Fermentation aufwiesen. Darüber hinaus führten Co-Fermentationen zu einem Abbau von Milchsäure (H. osmophila), zu extrem hohen Isoamylacetatwerten (H. guilliermondii), zu einer Verringerung des Glycerins (H. occidentalis), zu erhöhten Konzentration von Terpenolen (H. opuntiae) sowie zu veresterten Terpenen (H. guilliermondii und H. uvarum). Dies ist die erste Studie, in der die Verwendung von H. nectarophila und H. meyerii im Zusammenhang mit Wein untersucht wird, wobei bei der Gärung mit H. nectarophila ein hoher Gehalt an Acetatestern festgestellt wurde. Stickstoffquellen in Form von Aminosäuren haben einen großen Einfluss auf das resultierende Aromaprofil von Hefen, da sie als Grundgerüst für mehrere flüchtige organische Verbindungen dienen. Ich untersuchte die Aminosäureaufnahmepräferenzen von Hanseniaspora spp. beider Linien (H. uvarum = FEL; H. osmophila = SEL), S. cerevisiae (alle glucophil) sowie der fructophilen Hefen Starmerella bacillaris und Zygosaccharomyces rouxii in synthetischem Most, der mit einzelnen Aminosäuren versetzt war. Von den untersuchten Hefen nahm H. uvarum die Aminosäuren am schnellsten auf. Weitere Untersuchungen von Hefegärungen mit synthetischem Most, dem ein Aminosäuremix zugesetzt wurde, ergaben eine aminosäureabhängige Synthese von spezifischen Aromastoffen durch die jeweilige Hefe. Diese Studie zeigt Ähnlichkeiten sowohl in den Präferenzen bei der Aminosäureaufnahme als auch bei der von der Stickstoffquelle abhängigen Synthese von Aromastoffen bei H. osmophila und S. cerevisiae. Ich untersuchte das Transkriptionsprofil von H. uvarum und S. cerevisiae, um Einblicke in die unterschiedlichen Regulierungsmechanismen bei der Synthese von Aromastoffen zu gewinnen. Darüber hinaus untersuchte ich die Auswirkungen unterschiedlicher Stickstoffgehalte (Stickstoffmangel/ mit Diammoniumhydrogenphosphat (DAHP) angereicherter Most) im Traubenmost auf das Genexpressionsprofil und damit auf das resultierende Aromaprofil. Obwohl die verschiedenen Stickstoffregime keinen signifikanten Einfluss auf die Transkriptionslevel hatten, konnte ein wesentlicher Einfluss sowohl auf die Fermentationskinetik als auch auf das Aromaprofil beobachtet werden. H. uvarum erwies sich als Träger zusätzlicher Gene, die eine Alkohol-Acetyltransferase-Aktivität aufweisen, welche eine schnelle Veresterung höherer Alkohole zu Acetatestern ermöglicht. Darüber hinaus begünstigt das Fehlen von Genen, die an der Synthese höherer Alkohole und Ethylester beteiligt sind, sowie eine Hochregulierung von Genen, die für die Synthese von Acetyl-CoA und Acetatestern verantwortlich sind, die hohe Acetatester-Produktion. In dieser Studie habe ich das erste Werkzeug zur genetischen Veränderung von H. uvarum entwickelt, indem ich ein synthetisches Marker Gen konstruiert habe, welches für den Hygromycin-Marker unter der Kontrolle eines H. uvarum-Promotors kodiert, der von einer ~1 000 bp großen Homologie Region zum Ziellokus flankiert wird und den Knock-out einer Kopie des Alkohol Acetyltransferase 1 (ATF1)-Gens ermöglicht. Durch die Erhöhung der Antibiotikakonzentration während der Selektion konnte ich einen Knock-out beider ATF1-Allele in der diploiden Hefe identifizieren, wodurch eine homozygote atf1-Mutante entstand. Die Fermentationen führten zu einer deutlichen Verringerung der Acetatester-Synthese, was die Funktion von ATF1 als wichtiges Gen für die Ester-Synthese in H. uvarum beweist. Die genetische Veränderung von H. uvarum wurde durch die Einführung eines schnellen PCR-basierten Gen-Targeting-Ansatzes für den Genaustausch in einem Schritt optimiert. Die Generierung von zwei neuen synthetischen Antibiotikaresistenzgenen (pFA-hygXL und pFA-clnXL) ermöglichte die Resistenz gegen Hygromycin bzw. Nourseothricin. Kurze flankierende Homologie Regionen von 56-80 bp, die mittels PCR an diese Selektionsmarker angefügt wurden, ermöglichten das Gen-Targeting und die Deletion der beiden H. uvarum-Gene LEU2 und LYS2 durch zwei aufeinanderfolgende Transformationen, wodurch eine Leucin- bzw. Lysin-auxotrophe Mutante entstand. Der Ansatz zur genetischen Veränderung von H. uvarum mittels PCR-basiertem Gen-Targeting wurde durch gezielte Komplementierung des auxotrophen leu2/leu2-Stammes validiert. Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-809 N1 - At the time of submission, the manuscript in Chapter 6 has been submitted to a peer-reviewed journal and has since been accepted for publication: https://academic.oup.com/femsyr/article/doi/10.1093/femsyr/foad034/7232499?login=true N1 - Diese Promotion wurde im Rahmen eines gemeinsam betreuten Promotionsverfahrens in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich 08 der Justus-Liebig-Universität über die Promotionsplattform Geisenheim, Gießen, Marburg durchgeführt. VL - 2024 SP - II EP - 223 PB - Hochschule Geisenheim University CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Wersebeckmann, Vera T1 - Terracing in steep slope viticulture and its potential to promote biodiversity in vineyard ecosystems N2 - A substantial area of the terrestrial surface is used for agricultural production. In Europe, many farmland species and ecosystems have evolved with traditional agricultural practices and rely on extensive cultivation for their survival. Today, agrobiodiversity is threatened by the abandonment of traditional agricultural land use. The cultivation of wine is one of the oldest forms of agriculture. On steep slopes, viticulture has shaped landscapes, cultural traditions, and unique ecosystems in many regions. In Germany, steep slope viticulture has been declining dramatically in recent decades due to insufficient profitability. The abandonment of these traditional cultural landscapes threatens the cultural heritage and the flora and fauna adapted to viticultural management. One solution to halt the decline of steep slope viticulture could be a change of cultivation system from vertically oriented rows to modern terraced vineyards. Here, the rows run parallel to the hillside, facilitating cultivation, and thus reducing production costs. At the same time, a large portion of terraced vineyard consists of uncultivated embankments, which can provide valuable habitats within the agricultural system. However, little is known about the effects of a cultivation system change and vineyard abandonment on biodiversity. In addition, information on how to sustainably revegetate terrace embankments is missing. Within the framework of this dissertation, the overall aim was to evaluate the potential of terraced vineyards to promote biodiversity and investigate measures for sustainable revegetation of terrace embankments. In addition, the effects of distinct vineyard management (vertically oriented vs. terraced) and vineyard abandonment on biodiversity were assessed. The main part of this thesis is based on a field study comparing three vineyard types (vertically oriented vineyard, terraced vineyard, abandoned vineyard) that were arranged in 15 triplets along the Upper Middle Rhine Valley (UMRV) in Germany. The effects of vineyard types, local vineyard parameters, and landscape structure on biodiversity were evaluated using four species groups. Studied groups represented plants and arthropod species (grasshoppers, wild bees, spiders). In a second field study, three newly constructed terrace embankments were revegetated using different seeding techniques and seed mixtures. In addition, measures to support plant establishment were evaluated. Plant establishment was assessed for three consecutive years in permanent vegetation plots. The first study on the three vineyard types revealed that there was no uniform positive effect of one vineyard type on all investigated groups. Instead, the responses were group and taxon-specific and driven by management-related disturbance intensities, local vegetation structures, soil and landscape structure. In total, the heterogeneous landscape and small-structured vineyard agroecosystem of the UMRV supported high species diversity, hosted high numbers of rare and threatened species, and diverse species communities across vineyard types. Plant species richness was enhanced by vineyard management and particularly benefited from terraced vineyards and rather nutrient-poor and extensively managed embankments. In comparison, plant communities of fallows were completely different with lower plant diversity. Grasshoppers were supported by vineyard management, and bare ground in vineyard inter-rows supported heat- and open-adapted species. Taller vegetation stands on terrace embankments enhanced grasshopper species richness while woody structures and vineyard abandonment reduced grasshopper diversity and abundance at the local and landscape scale. Wild bee species richness and abundance were strongly determined by their nesting needs. For ground-nesting bees, the suitability of soils for nesting was important, irrespective of vineyard management types whereas above-ground nesting bees were enhanced by woody structures of fallows at the local and landscape scale. Moreover, fallows further provided valuable floral and non-floral resources for both ground- and above-ground nesting bees. For spiders, there was no difference in species richness and abundance between vineyard types but many xerophilic species adapted to open habitat structures prevailed in terraced vineyards. Vineyard fallows supported highly distinct spider communities, including some late-successional species. In conclusion, the vineyard cultural landscape of the UMRV with both actively managed and abandoned vineyards led to a high diversity of plant and arthropod communities. Hence, for its preservation, a spatially heterogeneous landscape comprising both (semi) natural and viticultural-management elements is important. Results from the second study showed that terraced vineyards and especially terrace embankments can contribute to promoting biodiversity, especially if they are revegetated with regional seed mixtures. Seeds of locally adapted populations and hydro-seeding provided higher vegetation cover which is needed to prevent severe erosion whilst non-locally adapted standard seed mixtures and manual seeding had a higher failure risk and were more prone to severe precipitation events. Taken together, vineyard terracing appears to be a win-win solution for both winegrowers and biodiversity and thus helps to maintain viticulture on steep slopes. N2 - Ein erheblicher Teil der terrestrischen Landoberfläche wird für die agrarwirtschaftliche Produktion genutzt. In Europa sind viele Agrararten und Agrarökosysteme für ihr Fortbestehen auf die extensive landwirtschaftliche Nutzung angewiesen, da sie sich zusammen mit traditionellen landwirtschaftlichen Praktiken entwickelt haben. Agrarbiodiversität ist heute durch die Aufgabe der traditionellen landwirtschaftlichen Nutzung gefährdet. Der Weinanbau gehört zu den ältesten Formen der Landwirtschaft. Besonders in Steillagen hat der Weinbau in vielen Regionen Landschaften, kulturelle Traditionen und einzigartige Ökosysteme geprägt. In Deutschland ist der Weinbau in Steillagen in den letzten Jahrzehnten jedoch aufgrund mangelnder Rentabilität stark zurückgegangen. Die Aufgabe der Bewirtschaftung in diesen traditionellen Landschaften gefährdet die Kulturlandschaft und die mit der Bewirtschaftung der Weinberge assoziierte Flora und Fauna. Eine Lösung, um dem Rückgang des Steillagenweinbaus entgegen zu wirken, könnte die Umstellung des Anbausystems von in Falllinie gezeilten Reben hin zu modernen Querterrassenweinbergen sein. Hier verlaufen die Weinbergsgassen hangparallel, was die Bewirtschaftung erleichtert und die Produktionskosten senkt. Gleichzeitig besteht ein großer Teil der Querterrasse aus Böschungen, die unbewirtschaftet bleiben und wertvolle Lebensräume innerhalb des landwirtschaftlichen Systems darstellen. Über die Auswirkungen einer veränderten Bewirtschaftungsform und der Nutzungsaufgabe im Steillagenweinbau auf die Biodiversität ist jedoch wenig bekannt. Darüber hinaus fehlen Informationen darüber, wie Querterrassenböschungen nachhaltig begrünt werden können. Das übergeordnete Ziel dieser Dissertation war, das Potenzial von Querterrassenweinbergen zur Förderung der Biodiversität zu evaluieren und Maßnahmen zur nachhaltigen Begrünung von Querterrassenböschungen zu untersuchen. Darüber hinaus wurden die Auswirkungen einer unterschiedlichen Bewirtschaftung der Weinberge (Falllinie vs. Querterrasse) und der Aufgabe der weinbaulichen Nutzung auf die Biodiversität untersucht. Der Hauptteil dieser Arbeit basiert auf einer Feldstudie, die das Potential für die Biodiversität über drei Weinbergstypen (Falllinie, Querterrasse, Weinbergsbrache) hinweg vergleicht. Die drei Weinbergstypen waren in 15 Tripletts entlang des Oberen Mittelrheintals in Deutschland angeordnet. Die Auswirkungen der Weinbergstypen, der lokalen Weinbergsparameter und der Landschaftsstruktur auf die Biodiversität wurden anhand von vier Artengruppen bewertet: Pflanzen und Arthropodenarten (Heuschrecken, Wildbienen, Spinnen). In der zweiten Feldstudie zur Böschungsbegrünung wurden Böschungen von drei neu angelegten Querterrassenweinbergen mit unterschiedlichen Aussaattechniken und Saatgutmischungen begrünt und Maßnahmen zur Förderung der Anfangsetablierung untersucht. Die Etablierung der Vegetation wurde in drei aufeinanderfolgenden Jahren in permanenten Vegetationsplots bewertet. Die Ergebnisse der vergleichenden Studie der drei Weinbergstypen haben gezeigt, dass nicht ein einzelner Weinbergstyp einen positiven Effekt auf alle untersuchten Gruppen hatte, sondern, dass die Reaktionen gruppen- und taxonspezifisch waren und durch die Intensität der mit der Bewirtschaftung verbundenen Störungen, lokalen Vegetationsstrukturen, sowie Boden- und Landschaftsstukturen bestimmt wurden. Insgesamt hat die heterogene Landschaft und das kleinstrukturierte Agrarökosystem des Oberen Mittelrheintals zu einer hohen Biodiversität mit vielen seltenen und gefährdeten Arten sowie diversen Artengemeinschaften über die verschiedenen Weinbergstypen hinweg, beigetragen. Die Bewirtschaftung der Weinberge erhöhte die Pflanzendiversität, die besonders von den Querterrassen und deren nährstoffärmeren und extensiv bewirtschafteten Böschungen profitierte. Die Pflanzengemeinschaften der Brachen unterschieden sich deutlich von den bewirtschafteten Weinbergen und hatten insgesamt eine niedrigere Diversität als diese. Die Heuschrecken profitierten von der Bewirtschaftung und der dadurch geschaffene Offenboden in den Weinbergsgassen begünstigte wärmeliebende Offenland-Arten. Der Artenreichtum der Heuschrecken wurde durch höheren Vegetationsbestände der Böschungen gefördert, während holzige Strukturen und die Nutzungsaufgabe die Diversität und Abundanz der Heuschrecken auf der lokalen und Landschaftsebene reduzierten. Die unterschiedlichen Nistbedürfnisse waren für den Artenreichtum und die Abundanz der Wildbienen ausschlaggebend. Für bodennistende Bienen spielten die Eigenschaften des Bodens, unabhängig von der Bewirtschaftungsform, eine wichtige Rolle, während oberirdisch nistende Bienen von Gehölzstrukturen in den Weinbergsbrachen sowohl auf lokaler als auch auf der Landschaftsebene profitierten. Brachflächen boten darüber hinaus wertvolle florale und nicht-florale Ressourcen sowohl für boden- als auch für oberirdisch nistende Bienen. Für den Artenreichtum und die Abundanz der Spinnen gab es keine Unterschiede zwischen den Weinbergstypen, aber xerophile Arten, die an offene Lebensraumstrukturen angepasst sind, überwogen in den Querterrassen. In den Weinbergsbrachen fand sich eine von den Weinbergen abweichende Spinnengemeinschaft, die viele Arten später Sukzessionsstadien aufwies. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Weinbergskulturlandschaft des Oberen Mittelrheintals mit sowohl aktiv bewirtschafteten als auch aufgegebenen Weinbergen eine hohe Diversität von Pflanzen- und Arthropodengemeinschaften aufweist. Für ihre Erhaltung ist daher eine räumlich heterogene Landschaft wichtig, die sowohl (halb)natürliche als auch weinbaulich bewirtschaftete Teile umfasst. Die Ergebnisse der zweiten Studie haben gezeigt, dass Querterrassen hierzu und insbesondere, wenn sie mit regionalen Saatgutmischungen begrünt werden, einen Beitrag leisten können. Saatgut lokal angepasster Populationen und Nassansaat sorgten für eine höhere Vegetationsbedeckung, die erforderlich ist, um starke Erosionsschäden zu verhindern, während nicht lokal angepasste Standardsaatgutmischungen und Handansaat ein höheres Ausfallrisiko hatten und anfälliger für starke Niederschlagsereignisse waren. Insgesamt scheint die Terrassierung von Weinbergen eine Lösung zu sein, von der sowohl die Winzer als auch die Biodiversität profitieren und die somit zur Erhaltung des Weinbaus in Steillagen beitragen kann. Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-760 N1 - Diese Promotion wurde im Rahmen eines gemeinsam betreuten Promotionsverfahrens in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Natur- und Umweltwissenschaften der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) durchgeführt. VL - 2024 EP - 208 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Muschkullus, Thomas T1 - Umgang mit der Komplexität naturschutzrelevanter Großprojekte N2 - Großprojekte der Verkehrsinfrastruktur sind komplex und beeinflussen Schutzgüter in hohem Maße; sie besitzen somit in aller Regel eine starke Relevanz für Ziele des Naturschutzes. Die Komplexität hat zur Folge, dass planerische Entscheidungen unter hohen Risiken und nicht dergestalt abgewogen werden, wie dies u.a. gemäß dem Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG) erforderlich ist. Die vorliegende Dissertation geht der Frage nach, wie mit dieser Komplexität umgegangen werden kann, um den Erfolg der Vorhaben zu optimieren. N2 - Major transport infrastructure projects are complex and have .a high impact on protected assets; they are therefore generally highly relevant to nature conservation objectives. As a consequence of this complexity, planning decisions are made under high risks and are not weighed up in the way required by the Environmental Impact Assessment Act (UVPG). This dissertation addresses the question of how this complexity can be dealt with in order to optimize the success of projects. For this purpose, a situation analysis as part of the problem-solving cycle according to . HABERFELLNER (2012) is conducted in Paper 1. Based on a functional analysis, the question what contribution systemic thinking can make to optimizing planning processes is explored. This requires, among other things, a preoccupation with systems and their properties from different perspectives. Furthermore, the dynamic complexity of the system is evaluated. With the consequence of a necessary change of perspective in planning practice, suggestions are derived to deal with this complexity better than before. Paper 2 takes up the proposal from Paper 1 to investigate possibilities to determine the success of the transformation of the overall system road and landscape by road construction. In addition to a theory-based exploration of the concepts of goal and success, the influence of the numerous stakeholders in the context of transport infrastructure proje,cts on the goal system and its success is explored. Furthermore, the influence of the degree of knowledge about the circumstances on decisions in the planning process is explored. This is supplemented by considerations of the morality of planning actions in the field of tension between diverging interests of the actors. The results are used to develop a model for determining success in transforming the road and landscape system in the context of multistakeholder projects. In Paper 3, the decomposition method, another essential element of the proposed change of perspective, is processed and applied to the transformation of the road and landscape system. The analysis of the planning processes focuses on the phase of preliminary planning, since this phase, with the line determination, most clearly determines the influences on the protected assets, and on the implementation of a retrospective legal impact assessment of Section 2 of the Environmental Impact Assessment Act (UVPG). Finally, the entities representing the overall system are identified in order to transform them into a mathematical model. A case study of the planned bypass Els'torf in the district of Harburg is in the center of Paper 4. In this paper, it is examined to what extent modeling and simulation can provide indications of a behavior of the overall system, which cannot be represented by the consideration of sectoral parts. From the content analysis of the environmental compatibility study of the project, a qualitative ecosystem submodel is created, from the results of a Delphi study on goals, problems and causes in transport infrastructure projects, a qualitative socio-economic submodel is created. Both submodels will be coupled and analyzed to a qualitative model of the Eistorf bypass. As an example, a subsystem is transformed into a mathematical subrhodel capable of simulation and examined for possible instability points and bifurcation points. Recommendations for action derived from the results show a way t6 deal with the complexity. T3 - Geisenheimer Berichte - 98 KW - Komplexität KW - Naturschutz KW - Großprojekte KW - Infrastruktur Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-664 SN - 13978-3-934742-90-1 N1 - Die vorliegende Arbeit wurde am 9. Dezember 2022 von der Hochschule Geisenheim als Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades Doktor-Ingenieur (Dr.-lng.) angenommen. Die Verleihung des akademischen Grades richtet sich nach der institutionellen Zuordnung des zweiten Gutachters, der dem Fachbereich Umweltgerechter Stadt- und lnfrastrukturplanung der HafenCity Universität Hamburg (HCU) angehört. VL - 2023 PB - Gesellschaft zur Förderung der Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Strack, Timo T1 - 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 N2 - In der Vergangenheit trugen Weine aus Steilstlagen zu einem maßgeblichen Teil zur Reputation deutscher Spitzenweine im nationalen und internationalen Vertrieb bei. Die historischen Weinlagen prägten 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 Weinbergsflächen aufgegeben. Die Gründe hierfür sind vielfältig. Die im Vergleich zu direktzugfähigen Weinbergen in der Ebene kostenaufwendigere Kultivierung von Steillagen geht mit einer höheren körperlichen Belastung und einem zusätzlich höheren Unfallrisiko einher. Für viele Nachwuchskräfte ist die Arbeit im Steillagenweinberg daher wenig attraktiv; für viele praktizierende Betriebe zu teuer. Doch auch der allgegenwärtige Klimawandel wirkt auf die flachgründigen Steillagen mit geringen Bodenauflagen unter zukünftig länger andauernden Trockenperioden, einer höheren Verdunstung und generell unregelmäßigeren, jedoch häufiger werdenden Starkniederschlagsereignissen, negativ auf die Ertragsstabilität und die allgemeine Traubenqualität ein. Dies betrifft vor allem die stark sonnenexponierten, flachgründigen Südhänge steiler Weinbergslagen. Die moderne Querterrassierung von Weinbergen stellt eine mögliche Alternative zur gegenwärtigen Bewirtschaftung von Reben in der Falllinie dar. Die hangparallele Zeilenführung auf Terrassenplattformen lässt nicht nur einen höheren Grad der Weinbergsmechanisierung zu. Die ebenen Terrassenflächen können den Oberflächenabfluss verringern und erlauben eine höhere Infiltration von Niederschlägen, so dass eine Abschwemmung des fruchtbaren Weinbergsbodens reduziert oder verhindert und das Wasser im Boden besser zurückgehalten 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 räumlichen Nähe zueinander und der Vergleichbarkeit des Pflanzguts untereinander ausgewählt und über einen Zeitraum von zwei bis vier Jahren begleitet. Es konnte gezeigt werden, dass eine durch die Weinbergstransformation orthogonal zur ursprünglich in Falllinie verlaufenden Zeilenorientierung in einer Veränderung der Strahlungsverteilung und des Wärmehaushalts resultiert. Querterrassen konnten Wetterextreme abschwächen und bewiesen eine für den Reifeabschluss begünstigte Besonnung der Traubenzone. Dies zeigte sich deutlich in der Unterscheidbarkeit der Gehalte qualitätsbestimmender Traubeninhaltsstoffe, wie zum Beispiel Polyphenole und Aminosäuren. Jüngere Reben, die am äußeren Ende der Terrassenplattform gepflanzt wurden, wiesen über 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 ergänzt das Potential zur Förderung der Artenvielfalt durch eine nachhaltige Bewirtschaftung der Terrassenböschungen die als insgesamt positiv zu wertenden Versuchsergebnisse der vorliegenden Arbeit. Einzig die Herausforderung der zügigen Etablierung bzw. Konkurrenzfähigkeit von Jungreben im Steillagenweinberg stellt nach wie vor eine Schwierigkeit dar, die es mit weinbaulichen, technischen oder züchterischen Maßnahmen zu lösen gilt. N2 - Historically and under cooler climate conditions, steep slope vineyards yielded best quality wines and highest reputation, due to their distinctive light microclimate, especially pronounced at the end of the ripening period. Today, German steep slope viticulture is facing major challenges. The cultivation of steep vineyard sites is costly. Compared to fully-mechanized vineyards, steep slope vineyards are labour-intensive and strenuous to manage, they produce less yield and are at higher risk of the adverse effects of a changing climate. The modern vineyard terracing may be a viable alternative to the current cultivation method of downslope planted grapevines. The terrace platforms lead along the contour line of the hill and allow a higher degree of vineyard mechanization. The flat terrace platforms reduce surface runoff and allow for greater infiltration of precipitation, thus reducing or preventing runoff of the fertile vineyard soil and enhance the retention of precipitation in the soil. In the present work, the effects of the transformation of vineyards planted downslope to modern vineyard terraces on microclimatic parameters, soil water dynamics and, finally, on the vegetative and generative performance of the grapevine were investigated. The experimental sites, comprising a vineyard planted downslope and a modern terrace, were selected with regard to their spatial proximity to one another and the comparability of the planting material with each other and monitored over a period of two to four years. The change in the radiation distribution and the heat balance became apparent due to the inherent row orientation change by vineyard terracing, leading to an alteration of distinctive fruit quality parameters. The concentrations of polyphenols and amino acids in the berries were highly related to the amount of received solar radiation. Vineyard terraces were able to mitigate weather extremes. However, younger vines planted at the outer end of the terrace platform showed high drought stress responses across all experimental years. However, this lessened as the vine age progressed. The modern terracing of steep slope vineyards proved to be an appropriate tool for high-quality grape production. Additionally, the potential for promoting biodiversity through a sustainable management of the terrace embankments complements the overall positive findings of the present work. In the near future, the challenge to increase the competitiveness of young vines grown at steep slope vineyards to accompanying plants needs to be solved by means of viticultural, technical or breeding measures. Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-731 N1 - Diese Promotion wurde im Rahmen eines gemeinsam betreuten Promotionsverfahrens in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich 09 der Justus-Liebig-Universität über die Promotionsplattform Geisenheim, Gießen, Marburg durchgeführt. VL - 2023 SP - I EP - 93 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Cotea, Victor T1 - The removal of volatile phenols from Brettanomyces-contaminated wine using Molecularly Imprinted Polymers N2 - Brettanomyces infections represent one of the major red wine quality spoilers affecting the industry worldwide and will most likely continue to be so in the years to come. When attempting to correct or “cure” a Brettanomyces tainted wine, the most problematic metabolites to be removed are volatile phenols, particularly 4-ethylphenol. Molecular imprinting represents one of the technologies which promise to bridge the gap between the precision and selectivity of chemical analytical methods for investigating liquid matrices, and that of industrial filtration and separation technologies currently in use. In this work, the removal of 4-ethylphenol from wine with the aid of molecularly imprinted polymers was studied. Overall, the materials investigated in this work show promise when investigated in lab-scale conditions with model solutions. They can be effective in treating wine if the treatment conditions are appropriate and involve multiple regeneration steps. N2 - Brettanomyces-Infektionen stellen einen der größten Verderber der Rotweinqualität dar, der die Industrie weltweit betrifft, und werden dies höchstwahrscheinlich auch in den kommenden Jahren bleiben. Beim Versuch, einen mit Brettanomyces verunreinigten Wein zu korrigieren oder zu „heilen“, sind die problematischsten Metaboliten, die entfernt werden müssen, flüchtige Phenole, insbesondere 4-Ethylphenol. Molekular geprägte Polymere sind synthetische Polymere mit einer vorbestimmten Selektivität für eine gegebene chemische Verbindung. Das Molecular Imprinting stellt eine der Technologien dar, die verspricht, die Lücke zwischen der Präzision und Selektivität chemischer Analysemethoden zur Untersuchung flüssiger Matrices und den derzeit verwendeten industriellen Filtrations- und Separationstechnologien zu schließen. In dieser Arbeit wurde die Entfernung von 4-Ethylphenol aus Wein mit Hilfe von Molecularly Imprinted Polymers (MIPs) untersucht. Die molekular geprägten Polymere konnten ihre Entfernungswirksamkeit und Selektivität für 4-Ethylphenol (4-EP) in Modelllösungen mit einem kontaktzeit- und dosisabhängigen Prägeeffekt demonstrieren. Die Entfernungseffizienz von 4-EP war von Laborbedingungen auf Weinbereitungsbedingungen im kleinen Maßstab hochskalierbar, der Imprinting-Effekt jedoch nicht. Die Elution mit alkalischen und säurebasierten Regenerationslösungen war möglich und erfolgreich. Eine Behandlung basierend auf Zyklen von selektiver Filtration und Regeneration konnte durchgeführt werden, was zu einer 10-fachen Reduzierung der 4-EP-Konzentration in einem kontaminierten Rotwein führte. In Bezug auf die Entfernungsselektivität beeinflussten die getesteten Polymere den freien Anthocyangehalt der getesteten Weine nicht, während PVPP- und Aktivkohlebehandlungen stärkere Entfernungseffekte verursachten. Um die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern, wurde das aktive Polymermaterial in Filterschichten auf Zellulosebasis eingebettet. Dies führte zu einer vierfachen Verringerung der 4-EP-Entfernungswirksamkeit im Vergleich zu demselben Polymer in Pulverform. Die in Polymer eingebetteten Filterschichten wurden zu einer Quelle der 4-EP-Kontamination für behandelte Weine, da 4-EP während des Herstellungsprozesses als Template für die molekulare Prägung verwendet und nicht richtig eluiert wurde. Dieser Aspekt machte sich bei der sensorischen Analyse bemerkbar, wobei die MIP-behandelten Proben von der Verkostungsgruppe am wenigsten bevorzugt wurden. Die in Polymer eingebetteten Filterschichten waren bei der Entfernung von 4-EP aus einem kontaminierten Wein weniger wirksam als Aktivkohle. Beide Behandlungen verursachten ähnliche Verringerungen der gemessenen Ester, Alkohole und flüchtigen Aromastoffe. Diese Arbeit hat einige neue Bezugspunkte für zukünftige Studien zur selektiven Entfernung von flüchtigen Phenolen aus Brettanomyces-kontaminierten Weinen geliefert. Insgesamt sind die in dieser Arbeit untersuchten Materialien vielversprechend, wenn sie im Labormaßstab mit Modelllösungen untersucht werden, und können bei der Behandlung von Wein wirksam sein, wenn die Behandlungsbedingungen angemessen sind und mehrere Regenerationsschritte umfassen. Ein anfänglicher Ansatz, diese Materialien in Filterschichten einzubetten, war nicht erfolgreich, und folglich würden zukünftige Studien davon profitieren, den Prägungseffekt beim Hochskalieren beizubehalten, eine vollständige Elution vom Template sicherzustellen und die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern. T3 - Geisenheimer Berichte - 97 KW - Brettanomyces KW - Molecularly Imprinted Polymers KW - MIP KW - 4-ethylphenol KW - Wine Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-747 SN - 13 978-3-934742-89-5 VL - 2022 SP - I EP - 239 PB - Gesellschaft zur Förderung der Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim, Deutschland ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Blois, Louis T1 - Genetic architecture of root related traits and scion respones induced by grapevine rootstock. First study in a monospecies population of Vitis berlandieri N2 - 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, Börner 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. N2 - Der Klimawandel erfordert die Anpassung von landwirtschaftlichen Produktionssystemen an die sich ändernden Umgebungsbedingungen. Strategien zur Anpassung können verbesserte Anbaumethoden oder die Auswahl des Pflanzmaterials sein. Bei veredelten Pflanzen, wie der Rebe, lassen sich verschiedene Edelreis × Unterlagen-Kombinationen auswählen. Das Wurzelsystem der Pflanze ist verantwortlich für die Verbindung mit dem Boden, der Wasser- und Nährstoffaufnahme. Die Wahl der Unterlage ist ein wichtiges Anpassungsinstrument, mit dem sich viele physiologische Prozesse steuern lassen. Die im Weinbau am häufigsten verwendeten Unterlagsreben sind Hybriden zwischen amerikanischen Vitis-Arten (V. berlandieri, V. riparia und V. rupestris) und in seltenen Fällen auch V. vinifera. Trotz neuerer Erkenntnisse, die eine große genetische Vielfalt dieser genetischen Ressourcen offenbaren, sind die Unterlagsreben nach wie vor nur wenig erforscht. Dies gilt vor allem für die genetische Ebene. Aus einer Sammlung von Sämlingen von wilden V. berlandieri-Populationen der Hochschule Geisenheim in Deutschland, wurden 286 Individuen ausgewählt und genotypisiert. Bei zwei Subpopulationen wurde ein Zusammenhang zwischen den klimatischen Bedingungen der Probenahmegebiete und der genetischen Variabilität festgestellt. Die räumliche Distanz konnte als ein Unterscheidungskriterium herausgestellt werden, jedoch konnte keine Variabilität in der genetischen Last der beiden Subpopulationen erkannt werden. Die Wildreben wurden mit V. vinifera cv Riesling (Klon 24-209) veredelt und in zwei aufeinanderfolgenden Jahren als Topfreben im Gewächshaus kultiviert. Nach einem Jahr wurden eine Wurzelphänotypisierung durchgeführt. Es konnte eine hohe Variabilität auf phänotypischer und genetischer Ebene festgestellt werden. Die Heritabilität war bei den untersuchten Merkmalen hoch, so dass mittels einer genomweiten Assoziationsstudie elf genetische Marker ermittelt wurden, die mit wurzelbezogenen Merkmalen verbunden werden konnten. Eine im Freiland gepflanzte Population wurde ebenfalls phänotypisiert und eine mittlere bis hohe Variabilität für das Schnittholzgewicht und δ13C-Werten sowie eine mittlere bis hohe Heritabilität festgestellt. Eine genomweite Assoziationsstudie ermöglichte die Entdeckung von zwei signifikanten Markern für δ13C, aber es wurden keine Marker für das Schnittholzgewicht identifiziert. Es wurden Korrelationen zwischen wurzelverwandten und vom Edelreis übertragenden Merkmalen festgestellt. Darüber hinaus ermöglichte ein Vergleich von kommerziellen Unterlagen (SO4, 110R, Börner und 5BB) mit der V. berlandieri-Population hinsichtlich der phänotypischen Leistungen der V. berlandieri-Genotypen die interessantesten Genotypen für zukünftige Unterlagskreuzungen hinsichtlich der untersuchten Parameter und Zielsetzungen herauszuarbeiten. Die vorliegende Assoziationsstudie ist die erste, die an einer natürlichen Population einer einzelnen Vitis-Wildspezies durchgeführt wurde und zeigt neue Möglichkeiten für die Züchtung von Unterlagsreben auf. KW - Population genetics KW - Genome-wide association KW - Root system architecture KW - Water use efficiency KW - Genotyping by sequencing Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-676 N1 - Diese Dissertation wurde in einem ordnungsgemäßen Promotionsverfahren entsprechend den Bestimmungen des Kooperationsvertrages “CONTRAT DE COTUTELLE DE THÈSE INDIVIDUELLE“ zwischen der Université Bordeaux und der Hochschule Geisenheim University erstellt. VL - 2023 SP - 3 EP - 249 PB - Hochschule Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Kahn, Cécile T1 - Study of the impact of atmospheric CO2 level on grapevine leaf physiology, berry maturation and composition at harvest, using a FACE (Free Air Carbon dioxide Enrichment) system N2 - Climate change cannot currently be ignored and impacts all fields of agriculture. IPCC reports forecast an increase of up to 700 ppm of atmospheric carbon dioxide concentration at the end of the 21st century. Parameters such as elevated global temperature, reduced precipitations in certain areas of the world and increase of atmospheric carbon dioxide concentration are modifying plants’ environment. Grapevine, which is a crop of economic and cultural importance, is very sensitive to climate modifications. The effects of temperature or water stress on grapevine has been widely investigated, and elevated carbon dioxide has been mainly studied in enclosed systems such as greenhouses. However, the impact of increased concentration of carbon dioxide on plants in open-field experiments remains scarcely studied because of the technical challenge that it represents. In this context, the aim of this PhD work was to investigate the impact of elevated carbon dioxide concentration using the set-up VineyardFACE located at Geisenheim University. This open field set-up enables to apply a moderate and gradual increase (+20%) of ambient carbon dioxide concentration on two grapevine cultivars, Riesling, and Cabernet Sauvignon. While knowing the impact of elevated carbon dioxide treatment on leaf physiology and vegetative growth from previous studies (Wohlfahrt et al., 2018), as well as on berry composition during the early years of fumigation, the goal of this study was to determine the effects of elevated carbon dioxide treatment on agronomical traits, primary metabolites (sugars, organic acids, amino acids) and secondary metabolites (anthocyanins, terpenes) on vines undergoing six years of fumigation, as well as monitoring berry development and following berry ripening for successive seasons. Intermediates from central metabolism were also studied for two years (2020 and 2021), and terpene analysis was realized on Riesling must 2021. Our results showed that although photosynthesis was still enhanced, little effects were found of elevated carbon dioxide treatment on primary metabolites as well as on berry ripening rates, for successive seasons for both Riesling and Cabernet Sauvignon. However, a trend of reduced total anthocyanins concentration in Cabernet Sauvignon was demonstrated by elevated carbon dioxide treatment mainly in 2020, while anthocyanins composition remained fairly similar. Terpenes (both bound and free) composition in Riesling in 2021 was not impacted by elevated carbon dioxide treatment. N2 - Die Klimaveränderung und Klimakrisen können heutzutage nicht geleugnet werden und machen sich im Anbau fast aller landwirtschaftlicher Kulturen bemerkbar. Die Erhörung der globalen Temperatur, die Änderung in der Niederschlagverteilung und häufigkeit und die Steigerung des Kohlendioxides sind Faktoren, die die Umwelt und Interaktion der Kulturpflanzen modifizieren. Reben zählen zu der ökonomisch und kulturell bedeutsamen Kulturen, die sensibel auf Klimaänderungen reagieren. Die Wirkung von erhöhtem atmosphärischem Kohlendioxid ist bisher wenig untersucht, da diese Versuche große technische Herausforderung darstellen. In diesem Kontext wurde im Rahmen dieser Arbeit die Wirkung von atmosphärischem Kohlendioxid in einem Freilandversuch, dem VineyardFACE der Hochschule Geisenheim Universität untersucht. Die Wirkung einer “erhöhten CO2“ Konzentration auf die Physiologie und das vegetative Wachstum wurde in vorausgegangen Arbeiten bereits beobachtet and beschrieben (Wohlfahrt et al., 2018). Das Ziel der eigenen Arbeit war es die Wirkung erhöhter CO2 Konzentration auf primäre Metabolite (Zucker, Karbonsäuren, Aminosäure) und auch der sekundären Metabolite (Anthocyanine, Terpenes ) in Beeren zu untersuchen. Die Reben können sich von Versuchsbeginn diesen Bedingungen über einen Zeitraum von sieben Jahren akklimatisieren. Außerdem wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit agronomische Daten zur Phänologie sowie die Reifedynamik erfasst. Die Auswertung der Ergebnisse zeigte keinen Einfluss der erhörter CO2 Behandlung bei den primären Metaboliten sowie auf die Reifedynamik, weder bei der Rebsorten Riesling noch bei Cabernet Sauvignon. Beim Gehalt der Gesamt-Anthocyanine konnte bei der Rebsorte Cabernet Sauvignon für das Jahr 2020 eine Abnahme festgestellt werden, die sich jedoch nicht im Verteilungsmuster der anderen Derivate der Anthocyane zeigte. Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-724 N1 - Diese Dissertation wurde in einem ordnungsgemäßen Promotionsverfahren entsprechend den Bestimmungen des Kooperationsvertrages “CONTRAT DE COTUTELLE DE THÈSE INDIVIDUELLE“ zwischen der Université Bordeaux und der Hochschule Geisenheim University erstellt. VL - 2023 PB - Gesellschaft zur Förderung der Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Schlering, Christine T1 - Chemical composition of field grown vegetables as influenced by season and moderately reduced water supply N2 - In this doctoral thesis, the effects of moderately reduced water supply and seasonal variations was studied regarding the chemical and nutritionally relevant composition of the edible harvest organs of three different vegetable crops, i.e. cucumber fruit (Cucumis sativus L.), radish roots (Raphanus sativus L. var. sativus), and spinach leaves (Spinacia oleracea L.). The study was conducted to demonstrate putative plant-physiological alterations in their chemical composition that may be evoked by moderate water deficits during cultivation under open field conditions. The vegetable crops were selected according to differing harvest organs (leaves, roots and fruit), being cultivated during three consecutive years under open field conditions and two different water supply treatments within a randomized block design with multiple sets of six plots each. Depending on the vegetable, the provided water amount of the moderately reduced water supply treatment varied between 80-97% of the well-watered control treatment. Chapter 1 dealt with the effects of moderate water reduction of 3-20% on radish. Including one cultivation set per year and an additional set in 2016, i.e. a total of four separate sets, a dry matter-based increase of myo-inositol was observed, whereas the levels of selected minerals and trace elements like iron and manganese as well as those of phenolic compounds and glucosinolates decreased or remained unchanged upon moderately reduced water supply. Only insignificant effects of reduced water supply were seen on the levels of acylated anthocyanins, which represent a highly important commercial quality trait due to their importance for the roots’ or hypocotyls’ color. In contrast, the levels of fresh matter-related analytes were mainly enhanced by reduced water supply due to higher contents of dry matter. Thus, the overall quality of radish tubers seemed to be only marginally affected by moderate water limitation. Similar results were observed for spinach as presented in Chapter 2. Nevertheless, reducing the total water amount by only 4-10% during cultivation led to various significant alterations in the chemical composition of the leaves. Similar to radish, higher dry matter-based levels of myo-inositol were found in spinach grown under low water reduction. Moreover, increased contents of zinc and manganese were found, while the levels of malic acid, fumaric acid, phosphate and chloride decreased upon slight water reduction in spinach dry matter. In contrast, spinach fresh matter was expectedly characterized by significantly higher contents of polyols, ascorbic acid, potassium, nitrogen, phosphorous, zinc and manganese, as well as total flavonoids and carotenoids, including nutritionally highly relevant compounds like the provitamin A-active β-carotene and the macular pigment lutein. Noteworthy, strong seasonal variations have been observed for numerous minor phytochemicals, such as for example for a series of specific flavonoids, whose contents seemed to be dependent on the respective irradiation conditions of the cultivation set. In contrast to radish and spinach, cucumber from open field cultivation reacted differently to slightly reduced water supply, as summarized in Chapter 3. When cucumber fruits obtained from plants received 85-90% of the total water amount of the control treatment, they exhibited significantly higher levels of malic acid, calcium, and magnesium, while those of phosphate, phosphorous, nitrogen, and iron decreased based on dry matter. Fruit dry matter-content did not significantly change due to moderate water restriction, and, as a result, the concentration of most analytes tended to decrease in the cucumber fresh matter when grown under reduced water supply. The chemical analyses of single cucumber fruit compartments (exocarp, mesocarp and endocarp) from fruits grown under 60% of the full supply in a separate greenhouse experiment confirmed that malic acid, certain minerals and trace elements, as well as carotenoids like the most abundant lutein were relatively sensitive to moderate water reduction. Altogether, a moderately reduced water supply was shown to significantly alter the chemical composition of the aforementioned vegetable crops. Considering the broad range of analytes from, e.g., minerals and anions to polyols and acids to micronutrients like provitamin A, it became clear that water supply reduction as studied herein did not lead to generalizable effects such as an undesired decrease or a desired enhancement of valuable compounds. For instance, the levels of selected health-promoting constituents in the fresh matter of radish and spinach were increased, while those of the same compounds contained in cucumber did not benefit at all. Generally, the overall quality of vegetables was clearly shown to be influenced not only by water supply, but also by the interaction with other abiotic factors, especially when cultivation took place in open field. Further study in the future should target interactions of moderately reduced water supply situations with changes in other abiotic factors, such as elevated CO2 concentrations. N2 - Zusammenfassung Die vorliegende Dissertation befasst sich mit den Auswirkungen einer mäßig reduzierten Wasserversorgung sowie dem Einfluss saisonaler Klimabedingungen auf die chemische und ernährungsphysiologisch relevante Inhaltsstoffzusammensetzung von Ernteorganen unterschiedlicher Gemüsekulturen wie Spinat-Blätter (Spinacia oleracea L.), Radieschen-Wurzeln (Raphanus sativus L. var. sativus) und Gurken-Früchte (Cucumis sativus L.). Ziel der Studie war es, pflanzenphysiologisch bedingte Veränderungen in der Inhaltsstoffzusammensetzung der Ernteorgane aufzuzeigen, die durch ein leicht oder mäßig reduziertes Wasserangebot während der Kultivierung im Freiland hervorgerufen werden. Die untersuchten Gemüsekulturen wurden im Hinblick auf ihre Ernteorgane (Blatt, Wurzel und Frucht) ausgewählt und in drei aufeinanderfolgenden Jahren mit jeweils zwei unterschiedlichen Bewässerungsstufen innerhalb einer randomisierten Blockanlage im Freiland angebaut. Dabei wurden mehrere Anbausätze mit jeweils sechs Wiederholungen durchgeführt und die Ernteorgane auf ihre chemische Zusammensetzung hin analysiert. Je nach Gemüsekultur lag die Gesamtwassermenge der moderat reduzierten Variante zwischen 80-97% der der Kontrollvariante. In Kapitel 1 werden die Auswirkungen einer moderaten Wasserreduktion von 3-20% auf die Inhaltsstoffe von Radieschen dargestellt. Auf der Grundlage von insgesamt vier separaten Anbausätzen, einem Anbausatz pro Jahr sowie einem zusätzlichen Anbausatz in 2016, konnte ein signifikanter Anstieg von myo-Inositol in Radieschen beobachtet werden, wohingegen die Gehalte ausgewählter Mineralstoffe und Spurenelemente wie Eisen und Mangan, sowie von phenolischen Verbindungen und Glucosinolaten, durch ein moderat reduziertes Wasserangebot abnahmen oder unverändert blieben. Zudem wurden nur geringe Effekte einer moderaten Reduktion der Gesamtwassermenge auf die Gehalte acylierter Anthocyane festgestellt, die aufgrund ihrer Bedeutung für die Farbe der Radieschen-Wurzel, bzw. des Hypokotyls, ein wichtiges kommerzielles Qualitätsmerkmal darstellen. Im Gegensatz dazu zeigten sich die Gehalte einer Vielzahl von Analyten auf Basis der Frischmasse erhöht, was hauptsächlich auf einen höheren Trockenmassegehalt in den reduziert bewässerten Varianten zurückzuführen ist. Dementsprechend scheint die Gesamtqualität von Radieschen durch eine derart moderate Wasserlimitierung nur geringfügig beeinträchtigt zu werden. Ähnliche Ergebnisse wurden in Bezug auf Spinat beobachtet, wie in Kapitel 2 dargestellt ist. Eine Reduzierung der Gesamtwassermenge um lediglich 4-10% führte zu signifikanten Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung der Blätter. Vergleichbar mit den Ergebnissen zu Radieschen wurden auch in reduziert bewässertem Spinat signifikant höhere myo-Inositol-Gehalte nachgewiesen. Die Gehalte an Zink und Mangan waren ebenfalls bei geringen Wasserdefiziten erhöht, während die Gehalte an Äpfelsäure, Fumarsäure, Phosphat und Chlorid in Spinat bezogen auf die Trockenmasse abnahmen. Dagegen zeigte sich in der Frischmasse von reduziert bewässerten Spinatblättern erwartungsgemäß erhöhte Gehalte an Polyolen, Ascorbinsäure, Kalium, Stickstoff, Phosphor, Zink und Mangan sowie erhöhte Gehalte an Flavonoiden und Carotinoiden, darunter auch ernährungsphysiologisch hoch relevante Verbindungen wie Provitamin A-aktives β-Carotin und das Makulapigment Lutein. Nennenswert sind die starken saisonalen Schwankungen zahlreicher sekundärer Pflanzeninhaltsstoffe wie z. B. spezifischer Flavonoide, deren Gehalte von den jeweiligen Strahlungsbedingungen der Anbauzeit abhängig zu sein scheinen. Im Gegensatz zu Radieschen und Spinat reagierten Gurken im Freilandanbau deutlich unterschiedlich auf eine leicht reduzierte Wasserversorgung, wie in Kapitel 3 beschrieben ist. Früchte von Pflanzen, die 85-90% der Gesamtwassermenge der Kontrollbehandlung erhielten, wiesen im Gegensatz zur Kontrolle signifikant höhere Gehalte an Äpfelsäure, Calcium und Magnesium auf, während die Gehalte an Phosphat, Phosphor, Stickstoff und Eisen auf Basis der Trockenmasse reduziert waren. Der Anteil der Trockenmasse in Gurkenfrüchten hat sich durch eine moderate Reduzierung der Gesamtwassermenge nicht verändert, weshalb die meisten Analyten in der Frischmasse der Früchte von reduziert bewässerten Pflanzen tendenziell abnahmen. In einem separaten Gewächshausversuch, in welchem die Gesamtwassermenge der defizitär bewässerten Gurkenpflanzen um 40% gegenüber der Kontrollvariante verringert wurde, konnte an Hand von analytischen Daten zu den einzelnen Frucht-Kompartimenten (Exokarp, Mesokarp und Endokarp) gezeigt werden, dass Äpfelsäure, ausgewählte Mineralstoffe und Spurenelemente sowie Carotinoide, wie z. B. das am häufigsten vorkommende Lutein, relativ empfindlich auf eine moderate Wasserreduktion reagierten. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass eine mäßig reduzierte Wasserversorgung die chemische Zusammensetzung der genannten Gemüsekulturen deutlich verändert. In Anbetracht des breiten Spektrums an Analyten, von u. a. Mineralstoffen und Anionen über Polyole und Säuren bis hin zu Mikronährstoffen wie Provitamin A, wurde deutlich, dass eine mäßige Reduktion in der Gesamtwassermenge nicht zu generellen Effekten wie z. B. einer unerwünschten Abnahme oder einer erwünschten Zunahme von wertgebenden Inhaltsstoffen führt. So wurden beispielsweise die Gehalte ausgewählter gesundheitsfördernder Inhaltsstoffe in der Frischmasse von Radieschen und Spinat durch eine moderate Wasserreduktion erhöht, während die Gehalte der gleichen Verbindungen in Gurken nicht zunahmen. Grundsätzlich zeigte sich, dass die Gesamtqualität von Gemüse nicht nur durch die angebotene Gesamtwassermenge, sondern auch durch dessen Interaktion mit weiteren abiotischen Faktoren beeinflusst wird, was insbesondere im Freilandanbau eine große Rolle spielt. Zukünftige Untersuchungen sollten daher auf die Wechselwirkung einer moderat reduzierten Wasserversorgung mit den Veränderungen anderer abiotischer Faktoren, wie z. B. einer erhöhten CO2-Konzentration, abzielen. KW - Climate Change KW - Drought KW - Radish KW - Spinach KW - Cucumber Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-393 SN - 978-3-8440-8457-3 VL - 2022 PB - Shaker-Verlag CY - Düren ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Biegert, Konni T1 - ”Smart Horticulture: Application of sensors and modelling to predict fruit growth, quality and storage behaviour of ‘Braeburn’ apples” N2 - Physiologische Lagerkrankheiten verursachen weltweit beträchtliche wirtschaftliche Verluste bei einer Reihe von kommerziell wichtigen Kernobstsorten. Bei gleichen Lagerungsbedingungen bei derselben Sorte kann das Auftreten und die Häufigkeit der Krankheiten in verschiedenen Jahren in einer Weise variieren, die durch eine Interaktion von Vorernte- und Nacherntefaktoren erklärt werden muss. Wesentliche bekannte Einflussgrößen sind Jahreswetterverlauf, Management in der Obstanlage, wie z.B. Blatt-Frucht Verhältnis, Calciumgehalt in den Früchten sowie Erntetermin und Lagerungsbedingungen. Bislang kann das Auftreten der Krankheiten jedoch nicht sicher vorhergesagt werden, um dadurch das Management in der Obstanlage oder im Lager entsprechend anzupassen. Analysen großer Datenmengen mithilfe Künstlicher Intelligenz (KI) bieten neue Möglichkeiten unterschiedliche Datenarten und -sätze zu verknüpfen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die kleinräumig und nicht-destruktive Überwachung der Fruchtentwicklung in der Obstanlage mit den oben genannten Managementmaßnahmen. KI Prognosemodelle wurden für die Sorte 'Braeburn' erstellt. 'Braeburn' ist anfällig für physiologische Lagerkrankheiten, bei der im Fruchtfleisch oder unter der Schale Verbräunungen auftreten. Mit zeltartigen Umbauungen über den Obstbäumen wurde die Temperatur in zwei fruchtphysiologisch wichtigen Perioden (Blütenblattabfall bis T-Stadium, drei Wochen vor der Ernte) erhöht oder abgesenkt, um den Temperatureinfluss zu untersuchen. Unseres Wissens nach konnte dadurch zum ersten Mal in der Obstanlage über ausgewachsenen Bäumen unterschiedliche Temperaturverläufe erzeugt werden. Dabei wurde ein positiver Einfluss auf die Reduzierung von inneren Verbräunungen durch warme Nachttemperaturen (>10°C) vor der Ernte festgestellt. Insgesamt zeigte jedes Versuchsjahr unterschiedliche Ausprägungen der physiologischen Fruchterkrankungen. Managementmaßnahmen und Witterungsbedingungen führten zu signifikant unterschiedlichen Fruchtwachstumsverläufen und optischer nicht-destruktiver Punktspektroskopie. Die zweiwöchentlich wiederholten Spektroskopiemessungen an den gleichen markierten Früchten und deren Weiterverarbeitung in Partial Least Square Regression (PLSR) Modellen wurden einerseits auf ihre Genauigkeit überprüft und zusätzlich mit Modellen und Wetterdaten deren zukünftige Zustände vorhergesagt. Die statistische Auswertung der dreijährigen Daten zur nötigen Probenanzahl und Fehler bei der destruktiven Trockensubstanz (TS) Analyse resultierte in Probenanzahlen von 100 Stück pro Jahr, die eine Bandbreite von niedrigen bis hohen TS Werten umfassen müssen. Ein unbalancierter Laborfehler von 0.1-1 °Brix hat keinen Einfluss auf die modellierten TS Werte. Im Vergleich zur destruktiven TS Bestimmung im Labor konnte die Spektroskopie die TS im Mittel mit einer Abweichung von 0.5 °Brix bestimmen. Spektralmessungen in der Obstanlage nach einem Regenereignis führten dabei zu keiner Veränderung im sichtbaren Spektralbereich. Jedoch können Kulturabdeckungen wie z.B. Regenschutzfolien über den Obstbäume zu geringeren Wasserabsorptionswerten bei 975\,nm führen. Die Bereitststellung der Daten auf Baumsektor Ebene wurde in dieser Arbeit manuell durchgeführt. Jedoch wurden erste Schritte unternommen, um Fruchtwachstums- und Spektroskopiedaten per GPS Signal innerhalb einer Karte darzustellen. Die kleinräumige Datenaufnahme auf Baumsektor Ebene ergaben für TS, Chlorophyll und Anthocyan Indexberechnungen, sowie auch für physiologische Krankheiten deutliche Unterschiede. Bei zukünftigen Forschungsarbeiten und Entscheidungsmodellierungen sollte dies berücksichtigt werden, auch wenn dies unter den gegebenen Umständen noch nicht voll-automatisiert umsetzbar ist. Das Prognosemodell zur Entstehung von physiologischen Krankheiten (Kernhausbräune, Kavernen) konnte mit zweijährigen Daten die Entstehung der Lagerkrankheiten nach der Auslagerung und die Fruchtfleischfestigkeit zur Ernte in 90 % der Fälle richtig vorhersagen. Somit konnte gezeigt werden, dass eine kleinräumige Datenerhebung auf Baumsektor Ebene zur Prognose von physiologischen Lagerkrankheiten mithilfe KI Modellierungen angewendet werden kann. Weitere Forschungsarbeiten mit nicht-destruktiven Fruchtmessungen in der Obstanlage und dem Einfluss von Wetterbedingungen werden weitere Einblicke zur Qualitätsverbesserung von Äpfeln ermöglichen. N2 - Physiological storage disorders cause significant economic losses in a number of commercially important pome fruit varieties worldwide. Under the same storage conditions with the same cultivar, the incidence and frequency of disorders may vary in different years in a manner that must be explained by an interaction of pre-harvest and post-harvest factors. Major factors known to influence disorder incidence include annual weather pattern, management in the orchard, such as leaf-fruit ratio, calcium content of the fruit, harvest date and storage conditions. So far, the occurrence of the disorders cannot be predicted with certainty, and thus to adapt the management in the orchard or in the storage facility accordingly. Analysis of large amounts of data using Artificial Intelligence (AI) offers new opportunities to link large data sets into a meaningful context. The aim of the present work is the small-scale and non-destructive monitoring of fruit development in orchards under the above mentioned management practices. AI prediction models were created for the cultivar 'Braeburn'. 'Braeburn' is most susceptible to physiological storage disorders which cause browning in the fruit tissue below the skin. With tent-like constructions over the fruit trees, in which the temperature was controlled during two fruit physiologically important periods (petal drop to T-stage, three weeks before harvest), the temperature influence on disorder incidence was investigated. To the best of our knowledge, this was the first time that different temperature profiles could be generated in the orchard for mature 'Braeburn' trees. Thereby a positive influence on the reduction of internal browning caused by warm night temperatures (>10°C) before harvest was observed. Overall, each trial year showed different occurrences of physiological disorders. Orchard management and weather conditions resulted in significantly different fruit growth patterns and optical non-destructive point spectroscopy. The bi-weekly spectroscopy measurements on the same fruit and subsequent use in Partial Least Square Regression (PLSR) models were tested for their informative value. Additionally, the future fruit state was predicted in models based on weather data. The statistical evaluation of three years of data showed that the number of destructive soluble solids content (SSC) samples required to be collected each year for the {PLSR} models with an acceptable error rate was 100. These samples in particular needed to include the range of low and high SSC values. An unbalanced laboratory error of 0.1-1.0 °Brix had no influence on the modeled SSC values. Compared to destructive SSC determination in the laboratory, SSC could be non-destructively determined with an average deviation of 0.5 °Brix. Field measurements after a rain event had no influence on visible spectral indices. However, orchard covers such as rain protection over the fruit trees led to lower water absorption values at 975 nm. The separation of data on a tree-sector level in this work was performed manually, but initial steps were taken to display fruit growth and spectroscopy data via GPS signal location within a map. The acquisition of small-scale data at the tree-sector level revealed significant differences for SSC, chlorophyll and anthocyanin indices as well as significant differences in the incidence of physiological disorders. In future research and modeling approaches the tree sector information should be taken into account, even if this is not yet feasible to implement in a completely automated system under the given circumstances. The prediction models for the development of physiological disorders (core browning, cavities) were able to predict with two years of data the development of the disorders in the storage and the fruit flesh firmness at harvest 90 % correctly. Further research using non-destructive fruit measurements in orchards and the influence of weather conditions will provide further insights into apple quality improvement. KW - Physiological storage disorders KW - VIS/NIR spectrometer KW - Black box Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-710 N1 - This thesis was accepted by Hochschule Geisenheim University as a dissertation for the award of the doctoral degree of Doktor der Agrarwissenschaften - doctor scientiarum agriculturae (Dr. sc. agr.). The reviewer of the academic degree is based on the institutional assignment of the second examiner, who is a member of the Faculty of Agricultural Sciences of University of Hohenheim. VL - 2023 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Mengel, Fabian T1 - Kosten- und Margenstrukturen von Weingütern N2 - Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Modell zur Kosten- und Margenanalyse deutscher Weingüter entwickelt und angewendet, mit dem die Kosten- und Margenstrukturen deutscher Weingüter systematisch und umfassend sowie auf der Grundlage empirischer Betriebsdaten bis auf die Ebene der einzelnen Kostenträger (Weine) und Absatzsegmente (Kundengruppen) der Weingüter analysiert wurden. Aus der Sicht der Forschung schließt diese Arbeit eine Forschungslücke, denn die Kosten- und Margenstrukturen sowie die wesentlichen Kostentreiber deutscher Weingüter wurden in dieser Arbeit erstmals betriebsübergreifend auf der Ebene differenzierter Kostenträger (Weine) und Absatzsegmente (Kundengruppen) sowie auf der Grundlage empirischer Betriebsdaten mit wissenschaftlichen Methoden analysiert. Den untersuchten Weingütern wurden die Analysen auf einzelbetrieblicher Ebene zur Verfügung gestellt. Damit erhalten die Weingüter Informationen über die Höhe und die Zusammensetzung der Herstellungskosten ihrer einzelnen Weine, über die Vertriebskosten sowie über die Margen der Weine unter Berücksichtigung der verschiedenen Absatzsegmente. Für die Weingüter wird dadurch ersichtlich, welche Weine und welche Absatzsegmente zum betrieblichen Erfolg beitragen und in welchen Bereichen Handlungsbedarf besteht. Basierend auf der Wertschöpfungskette der Weinproduktion und -vermarktung wurden dazu zunächst die Betriebsbereiche der Weingüter voneinander abgegrenzt und es wurden spezielle Anforderungen dieser Betriebsbereiche an die Entwicklung und Umsetzung des KMA-Modells für Weingüter definiert. Aufbauend auf diesen Anforderungen wurde ein Grundkonzept des standardisiert anwendbaren KMA-Modells entwickelt und vorgestellt. Das KMA-Modell umfasst einerseits einen Input-Bereich, in den die betriebsspezifischen Aufwendungen der Gewinn- und Verlustrechnung sowie das betriebsspezifische Anlagevermögen der Weingüter übernommen werden. Darüber hinaus erforderliche Daten zur Kosten- und Margenanalyse werden über ein betriebsspezifisches Erhebungsblatt (eine MS Excel Tabelle) auf einzelbetrieblicher Ebene erfasst und in das KMA-Modell als Input überführt. Im Bereich der Berechnungen werden zunächst neutrale Aufwendungen abgegrenzt und die Kostenarten der Weingüter werden auf der Grundlage der Input-Daten ermittelt. Die Kostenarten werden dabei über mehrere Ebenen nach den Betriebsbereichen Weinbau, Kellerwirtschaft, Verwaltung, Vertrieb und Sonstiges untergliedert. Das Ergebnis der Kostenartenrechnung sind pagatorische (aufwandsgleiche) und wertmäßige (kalkulatorische) Kosten von Weingütern, denen spezifische Ressourcen zur verursachungsgerechten Kostenverrechnung zugeordnet werden. Der Kern des KMA-Modells ist die verursachungsgerechte Kostenverrechnung der Teilbereiche Weinbau, Kellerwirtschaft, Verwaltung, Vertrieb und Sonstiges. In den Bereichen Weinbau und Kellerwirtschaft werden im Rahmen der Verrechnungen zunächst Kostenträger-Einzelkosten auf die Kostenträger (Weine) zugeordnet. Im Bereich Weinbau sind dies i.W. Pacht- und Pachtbewirtschaftungskosten für bestimmte Weinberge, Kapitalkosten für den Grund und Boden der Weinberge sowie Abschreibungen und Kapitalkosten für die Rebanlagen der Weinberge, welche nach verschiedenen Bewirtschaftungs- und Erziehungsformen differenziert verrechnet werden. Als kellerwirtschaftliche Kostenträger-Einzelkosten werden insb. Kosten für den Zukauf von Trauben, Most und/oder Fasswein, Kosten für die Flaschenausstattung (Kosten für die Flasche, den Verschluss, das Etikett, ggf. eine Zusatzausstattung und die Verpackung) sowie Kapitalkosten für das in den produzierten Weinen gebundene Kapital bis zum Verkauf der Weine verrechnet. Im darauffolgenden Schritt werden die Kostenträger-Gemeinkosten über ressourcenspezifische Kostentreiber aufgespalten und nach Prozessen sowie Aktivitäten verrechnet. Im Bereich Weinbau werden diese Verrechnungen nach Bewirtschaftungs- und Erziehungsformen und im Bereich Kellerwirtschaft nach Gebindearten und -größen während des Weinausbaus der Kostenträger (Weine) differenziert. Bei den Verrechnungen über die Prozesse und Aktivitäten wird eine Vielzahl an Kostentreibern angewendet, damit modellseitig eine möglichst verursachungsgerechte Kostenverrechnung sichergestellt wird. Im Bereich Weinbau sind dies bspw. die Arbeitskraftstunden je ha je Aktivität sowie die Maschinenstunden je ha je Aktivität in Abhängigkeit unterschiedlicher Bewirtschaftungs- und Erziehungsformen der Weinberge, die zur Erzeugung bestimmter Weine verwendet werden. Als Kostentreiber des Betriebsbereichs Kellerwirtschaft werden modellseitig i.W. die Kostentreiber Arbeitskraftstunden je 1.000 l je Aktivität sowie die benötigten Maschinenstunden je 1.000 l je Aktivität in Abhängigkeit unterschiedlicher Gebindearten und -größen während des Ausbaus der Weine angewendet. Bestimmte Kostenarten der Betriebsbereiche Weinbau und Kellerwirtschaft werden vereinfacht über sonstige Verrechnungen auf die Kostenträger (Weine) geschlüsselt. Auch für die Kostenverrechnungen des Betriebsbereichs Vertrieb werden ressourcenspezifische Kostentreiber zur verursachungsgerechten Schlüsselung der Vertriebskosten auf die Absatzsegmente des KMA-Modells angewendet. Dies sind u.a. erbrachte Arbeitskraftstunden der Arbeitskräfte je Absatzsegment zur Schlüsselung der Personalvertriebskosten, verschiedene Versandarten und -mengen zur Schlüsselung der Versandkosten sowie flächenmäßige Anteile der Nutzung von Gebäuden für vertriebliche Zwecke zur Schlüsselung von Gebäudekosten. Anschließend werden die Kosten der Absatzsegmente auf die Kostenträger (Weine) verrechnet, die über die jeweiligen Absatzsegmente verkauft werden. Die Kosten der Betriebsbereiche Verwaltung und Sonstiges werden vereinfacht über sonstige Verrechnungen auf die Kostenträger (Weine) geschlüsselt. Der letzte Berechnungsschritt des KMA-Modells ist die Margenkalkulation der Kostenträger (Weine) nach den Absatzsegmenten (Kundengruppen) des KMA-Modells. Dabei werden die Kostenträger-Selbststückkosten der Weine unter Berücksichtigung der Absatzsegmente von den Verkaufspreisen der Kostenträger (Weine) je Absatzsegment subtrahiert. Die Anwendung des KMA-Modells in 22 deutschen Weingütern zeigt, dass Personalkosten (33 %), Materialkosten (23 %) und Kapitalkosten (20 %) in der Summe 76 % der Gesamtkosten im Mittel der untersuchten Weingüter ausmachen. Auf der Ebene der Betriebsbereiche (Kostenstellen) entfallen im Mittel der untersuchten Weingüter zwei Drittel der Gesamtkosten auf die Betriebsbereiche Weinbau (37 %) und Kellerwirtschaft (30 %). 20 % der Gesamtkosten entfallen auf weinbauliche Prozesse und Aktivitäten sowie 14 % der Gesamtkosten auf kellerwirtschaftliche Prozesse und Aktivitäten. Die Höhe der Prozesskosten je ha im Betriebsbereich Weinbau hängt wesentlich von den unterschiedlichen Bewirtschaftungs- und Erziehungsformen ab, in denen die Weine erzeugt werden. Wesentliche Treiber für die Unterschiede der weinbaulichen Prozesskosten je ha zwischen den Bewirtschaftungs- und Erziehungsformen sind die Prozesse Rebschnitt, Pflanzenschutz, Begrünungsmanagement und Traubenlese. Je Liter betrachtet wirkt sich der Hektarertrag der Weine wesentlich auf die weinbaulichen Prozesskosten der Weine aus, denn die empirischen Untersuchungen dieser Arbeit ergeben, dass die weinbaulichen Prozesskosten der untersuchten Weine bei einer Steigerung des Hektarertrags um 1.000 l / ha um rd. 0,30 € / l abnehmen. Kellerwirtschaftliche Prozesskosten entfallen im Mittel der untersuchten Weingüter größtenteils auf die Verarbeitungsstufe „Mostverarbeitung und Ausbau zum Jungwein“. Die empirischen Untersuchungen zeigen, dass die kellerwirtschaftlichen Prozesskosten der Weine, welche in Barriquefässern ausgebaut werden, um rd. 2,34 € / l signifikant höher ausfallen, als die kellerwirtschaftlichen Prozesskosten der Weine, welche in Edelstahltanks ausgebaut werden. Darüber hinaus hat die durchschnittliche Gebindegröße der Gebinde, in denen die Weine ausgebaut werden, einen signifikanten Einfluss auf die Höhe der kellerwirtschaftlichen Prozesskosten der Weine. Aus den Untersuchungen geht hervor, dass die kellerwirtschaftlichen Prozesskosten der untersuchten Weine bei einer Erhöhung der durchschnittlichen Gebindegröße während des Weinausbaus um 1.000 l je Gebinde um 0,10 € / l abnehmen. Die Höhe und die Zusammensetzung der Vertriebskosten der untersuchten Weingüter hängt wesentlich von den Absatzsegmenten ab, über welche die Weine verkauft werden. Die Vertriebskosten der Absatzsegmente Privatkunden und Gastronomiekunden liegen im Mittel der Weingüter mit 1,67 € / Fl. bzw. 0,92 € / Fl. über den Vertriebskosten der übrigen Absatzsegmente. Die Unterschiede der Vertriebskosten zwischen den Absatzsegmenten ergeben sich i.W. aus dem variierenden Einsatz von Personal, Werbe- und Versandmaßnahmen sowie Gebäuden in Abhängigkeit der Absatzsegmente. Im Rahmen der Arbeit wurden insgesamt 686 Kostenträger (Weine) mit dem KMA-Modell ausgewertet. Deskriptiv betrachtet zeigt sich dabei, dass relativ hochpreisige Weine im Vergleich zu relativ niedrigpreisigen Weinen im Mittel der untersuchten Weingüter i.d.R. höhere Herstellungs- und Selbstkosten aufweisen. Trotz der höheren Herstellungs- und Selbstkosten erzielen die relativ hochpreisigen Weine im Vergleich zu den relativ niedrigpreisigen Weinen in der Tendenz (deskriptiv betrachtet) allerdings höhere Margen je Liter sowie höhere prozentuale Margen auf Selbstkosten. Vor diesem Hintergrund wurden die Steigerungen der prozentualen Margen der Weine in Abhängigkeit der Verkaufspreise der Weine unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Absatzsegmente detailliert in einem Regressionsmodell untersucht. Aus den Untersuchungen mit diesem Regressionsmodell geht hervor, dass die untersuchten Weine bei einem Verkauf über die Absatzsegmente Privatkunden und Gastronomiekunden mit einer Steigerung des Verkaufspreises um einen € je Liter um rd. 3,2 % höhere Margen erzielen. Etwas geringer fällt die Steigerung der Margen der Weine in Abhängigkeit der Verkaufspreise in den Absatzsegmenten Fachhandelskunden und Großhandelskunden aus, denn mit einer Steigerung des Verkaufspreises um einen € je Liter steigen die Margen der Weine im Vergleich zu den Absatzsegmenten Privatkunden und Gastronomiekunden nur um rd. 2,3 % bzw. 2,6 %. Die Margen der Weine mit einem Referenzpreis von 2 bis < 4 € / l liegen bei einem Verkauf über die Absatzsegmente Privat-, Gastronomie-, Fachhandels- und Großhandelskunden zwischen - 4 % und 2 %. Zusammenfassend und überbetrieblich bleibt deshalb festzuhalten, dass Weine der untersuchten Weingüter mit einem Referenzpreis von 2 bis < 4 € / l sowie darunter kaum vollkostendeckend sowie mit positiven Margen verkauft werden können. N2 - As part of this work, a model for the cost and margin analysis of German wineries was developed and applied, with which the cost and margin structures of German wineries were systematically and comprehensively analyzed on the basis of empirical operating data, down to the level of the individual cost objects (wines) and sales channels (customer groups) of the wineries. From the research point of view, this work closes a research gap, because the cost and margin structures and the essential cost drivers of German wineries were analyzed for the first time in this work across companies at the level of differentiated cost objects (wines) and sales channels (customer groups) and on the basis of empirical operating data using scientific methods. The analyzed wineries were provided with these analyzes on an individual farm level. This gives the wineries information about the amount and the composition of the production costs of their individual wines, about the sales costs and the margins of the wines, taking into account the various sales channels. This makes it clear for the wineries which wines and which sales channels contribute to operational success and in which areas there is a need for action. Based on the value chain of wine production and marketing, the operational areas of the wineries were initially differentiated from one another and special requirements of these operational areas for the development and implementation of the CMA model (costs and margins analysis model) for wineries were defined. Based on these requirements, a basic concept of the standardized applicable CMA model was developed and presented. On the one hand, the CMA model includes an input area into which the company-specific expenses of the profit and loss account and the company-specific fixed assets of the wineries are transferred. Aditionally required Data for the cost and margin analysis is recorded at the individual company level using a company-specific data sheet (an MS Excel table) and transferred to the CMA model as input. In the area of calculations, neutral expenses are initially delimited and the cost types of the wineries are determined on the basis of the input data. The cost types are subdivided over several levels according to the business areas viticulture, winemaking, administration, sales and others. The core of the CMA model is the cause-based cost allocation of the sub-areas viticulture, winemaking, administration, sales and others. In the sub-areas of viticulture and winemaking, direct costs are initially assigned to the cost objects (wines) as part of the allocations. In the field of viticulture these are e.g. lease and lease management costs for particular vineyards, costs of capital for the land of the vineyards as well as depreciation and costs of capital for the vines of the vineyards, which are charged differently according to different vineyard types and training systems. In the winemaking sub-area these are e.g. costs for the purchase of grapes, must and/or bulk wine, costs for the bottle decor (costs for the bottle, the cap, the label, any additional decor and the packaging) as well as costs of capital for the in capital tied up in the wines produced. In the next step, indirect costs are broken down by using resource-specific cost drivers and allocations on the basis of processes and activities. In the field of viticulture, these allocations are differentiated according to vineyard types and training systems and in the field of winemaking according to container types and sizes during the winemaking processes. A large number of cost drivers is used when allocating the indirect costs on the basis of the processes and activities, so that the model ensures that costs are allocated as closely as possible to the cause. In the field of viticulture, these are, for example, the labor hours per hectare per activity and the machine hours per hectare per activity, depending on the different vineyard types and training systems of the vineyards that are used to produce particular wines. The main cost drivers of the winemaking sub-area are labor hours per 1,000 l per activity as well as the required machine hours per 1,000 l per activity depending on different container types and sizes during the winemaking processes. Particular types of costs in the viticulture and winemaking sub-areas are broken down in a simplified manner via other allocations to the cost objects (wines). Resource-specific cost drivers are also applied to the sales channels of the CMA model for the allocation of costs in the sales area based on cause. These are, among others, hours worked by the employees per sales channel to break down personnel selling costs, different shipping types and quantities to break down shipping costs and the proportion of space used in buildings for sales purposes to break down building costs. The costs of the sales channels are then allocated to the single cost objects (wines) that are sold via the respective sales channels. The costs of the operating areas administration and other are broken down in a simplified manner via other allocations to the cost objects (wines). The last calculation step of the CMA model is the margin calculation of the cost objects (wines) according to the sales channels (customer groups) of the CMA model. The full costs per wine are then subtracted from the sales prices of the cost objects (wines) for each sales channel, taking into account the different sales channels. The application of the CMA model in 22 German wineries has shown that personnel costs (33 %), material costs (23 %) and costs of capital (20 %) together account for 76 % of the total costs on average for the wineries examined. At the level of the sub-areas (cost centres), on average two thirds of the total costs of the wineries examined are attributable to the sub-areas viticulture (37 %) and winemaking (30 %). 20 % of the total costs are attributable to viticultural processes and activities and 14 % of the total costs to winemaking processes and activities. The amount of the process costs per hectare in the viticulture sub-area depends essentially on the different vineyard types and training systems in which the wines are produced. The pruning, plant protection, greening management and grape harvest processes are the main drivers of the differences in viticultural process costs per hectare between the vineyard types and training systems. Considered per liter, the yield per hectare of the wines has a significant effect on the viticultural process costs of the wines, because the empirical investigations of this work have shown that the viticultural process costs of the examined wines lose weight by around 0.30 € / l with an increase in the hectare yield by 1,000 l / ha. On average, the winemaking process costs of the wineries examined are largely attributable to the processing stage "must processing and vinification to wine". The empirical studies have shown that the winemaking process costs of wines that are matured in barrique barrels are around 2.34 € / l significantly higher than the process costs of wines that are matured in stainless steel tanks. In addition, the average container size of the containers in which the winemaking processes are being applied has a significant influence on the amount of the wine's process costs in the winemaking sub-area. The investigations show that the winemaking process costs of the examined wines decrease by 0.10 € / l with an increase in the average container size during vinification by 1,000 l per container. The amount and the composition of the sales costs of the examined wineries depend essentially on the sales channels through which the wines are sold. The sales costs of the sales channels private customers and gastronomy customers are in the average of the wineries with 1.67 € / bottle and 0.92 € / bottle above the sales costs of the other sales channels. The differences in sales costs between the sales channels result especially from the varying use of personnel, advertising and shipping as well as buildings depending on the sales channels. As part of the work, a total of 686 cost objects (wines) were evaluated using the CMA model. From a descriptive point of view, relatively high-priced wines usually have higher production and full costs compared to relatively low-priced wines on average at the wineries examined. Despite the higher production and full costs, the relatively high-priced wines tend to (descriptively) achieve higher margins per liter and higher percentage margins at cost price than the relatively low-priced wines. With this background, the increases in the percentage margins of the wines as a function of the sales prices of the wines, taking into account the different sales channels, were examined in detail in a regression model. This regression model shows that the analyzed wines, when sold via the sales channels of private customers and gastronomy customers, achieve around 3.2 % higher margins with an increase in the sales price of one € per liter. The increase in the margins of the wines depending on the sales prices in the sales channels of specialist trade customers and wholesale customers is somewhat lower, because with an increase in the sales price of one euro per liter, the margins of the wines only increase by around 2.3 % and 2.6 %, respectively. The margins of wines with a reference price of 2 to < 4 € / l are between - 4 % and 2 % when sold via the sales channels private customers, gastronomy customers, specialist trade customers and wholesale customers. In summary and across the examined wineries, it can be said that wines with a reference price of 2 to < 4 € / l and below can hardly be sold fully cost-covering and with positive margins. T2 - Structures of Costs and Margins in Wineries KW - Kosten KW - Margen KW - Weinbau KW - Kellerwirtschaft KW - Vertrieb Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-630 N1 - Promotion unter Beteiligung eines Mitglieds des Fachbereichs 11 der Universität Kassel VL - 2023 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Bitsch, Linda T1 - Interpersonal ties influencing strategic decisions regarding inter-firm partnerships T1 - Zwischenmenschliche Faktoren und ihr Einfluss auf strategische Entscheidungen in zwischenbetrieblichen Partnerschaften N2 - Interpersonal ties influencing strategic decisions regarding inter-firm partnerships The agri-food industries changed from vertically integrated supply chains towards vertical cooperating networks. In this context, inter-firm partnerships are seen as a possible tool to address changing markets and competition. Within strategic management, inter-firm partnerships are valued as a potential source of competitive advantage, which ascribes importance to the strategic management of partnerships. In the underlying classical cooperation theory, business cooperation decisions are assumed to be made rationally. Initial empirical studies show that managers have a personal influence on strategic decisions in business cooperation and that their decisions are not always in line with the common rationality assumptions in economics. Preliminary studies show initial "softer" or even "non-economic" interpersonal factors such as heuristics, biases, emotions, personality traits, or norms that can mitigate rationality and impact decisions in strategic collaborations made by managers. Human agents and their influence on strategic relationship management and intrafirm-, interfirm- and network-level outcomes are put into the research center of this study. Specifically, this thesis aims to explore whether managers (can) take an individual influence on strategic decision-making in B2B cooperation relations. Furthermore, it aims to analyze and identify which personal characteristics factors play a role during the decision-making process regarding inter-firm partnerships in the agri-food industry. First empirical studies have evidenced that interaction – or in other words, the influence of managers – is a critical process in developing strategic buyer-seller relationships in B2B relations. I have argued that personal characteristics exist, and they influence decisions in inter-firm cooperation. An additional level, namely the personal-level, has to be explicitly included in the strategic chain management framework. Four general research expectations on which personal characteristics influence decision-making in inter-firm partnerships were derived. As a consequence of the currently limited literature base I conducted two exploratory and qualitative studies in the form of expert interviews to first identify and prioritize the most critical driving personal influences on mangers in the German wine industry. Together, these two studies served as the basis for developing the research expectations and the main study in the form of factorial surveys. The study's statistical population size includes all companies that engage in grape-buying relationships (in Germany) to produce wine commercially (roughly 9,000 firms). The sample size based on the number of respondents is 203, but based on the judgments, the sample size is 602 judgments, as each respondent judged several items. After a descriptive statistical analysis, the Partial Least Squares (PLS) technique, in particular the multi-group analysis was used to evaluate the results. The most important finding is that managers’ personal characteristics influence strategic decisions in chain management, particularly on mechanisms to manage cooperation. Furthermore, in this study, the characteristics of fairness, escalation of commitment, overconfidence, and representation heuristic significantly impacted some of the power and trust statements. Thus, focal firms have to consider and develop appropriate mechanisms to address and manage personal influences. Secondly, it was shown that various personal characteristics influence chain management decisions simultaneously and with different intensities in a positive or negative manner. N2 - Einfluss zwischenmenschlicher Beziehungen auf strategische Entscheidungen in betrieblichen Kooperationen Die Agrar- und Lebensmittelindustrie hat sich von vertikal integrierten Lieferketten hin zu vertikalen kooperierenden Netzwerken entwickelt. In diesem Zusammenhang werden Kooperationen als ein mögliches Instrument gesehen, um den verändernden Marktgegebenheiten sowie dem Wettbewerb zu begegnen. Im strategischen Managements werden Kooperationen als potenzielle Quelle für Wettbewerbsvorteile angesehen, wodurch dem strategischen Management eine große Bedeutung zukommt. In der zugrundeliegenden klassischen Kooperationstheorie wird davon ausgegangen, dass Kooperationsentscheidungen rational getroffen werden. Erste empirische Studien zeigen, dass Manager einen persönlichen Einfluss auf Entscheidungen in Unternehmenskooperationen haben und dass ihre Entscheidungen nicht immer rational ausfallen. Die Studien zeigen, dass es erste "weichere" oder sogar "nicht-ökonomische" zwischenmenschliche Faktoren wie Heuristiken und Verzerrungen, Emotionen, Persönlichkeitsmerkmale oder Normen gibt, die einen Einfluss auf die getroffenen Entscheidungen haben können. Manager und ihr Einfluss auf das strategische Beziehungsmanagement auf firmeninterne, zwischenbetriebliche und netzwerkinterne Ebenen werden in dieser Studie in den Mittelpunkt gestellt. Konkret soll in dieser Arbeit untersucht werden, ob Manager einen individuellen Einfluss auf Entscheidungen innerhalb strategischer zwischenbetrieblichen Kooperation nehmen (können). Des Weiteren soll analysiert und identifiziert werden, welche persönlichen Merkmalsfaktoren bei der Entscheidungsfindung bezüglich zwischenbetrieblicher Partnerschaften in der Agrar- und Ernährungswirtschaft eine Rolle spielen. Es wurde argumentiert, dass die persönlichen Eigenschaften die einen Einfluss auf Entscheidungen in der strategischen zwischenbetrieblichen Zusammenarbeit nehmen können, als eine zusätzliche Ebene, nämlich die persönliche Ebene, in das strategische Kettenmanagementkonzept einbezogen werden müssen. Es wurden vier allgemeine Forschungsannahmen abgeleitet. Aufgrund der begrenzten Literaturbasis zu persönlichen Einflüssen auf Managerentscheidungen in strategischen Geschäftsbeziehungen wurden zwei explorative und qualitative Studien in Form von Experteninterviews durchgeführt, um die wichtigsten persönlichen Einflüsse auf Manager in der Weinbranche zu identifizieren. Die beiden Studien dienten als Grundlage für die Entwicklung der Forschungsannahmen und der Hauptstudie in Form von Factorial Surveys. Die Stichprobengröße basierend auf der Anzahl der Befragten beträgt 203, aber basierend auf den Urteilen liegt sie bei 602, da jeder Befragte mehrere Vignetten beurteilte. Nach einer deskriptiven statistischen Analyse wurde die Auswertungsmethode der partiellen kleinsten Quadrate Technik (Partial Least Squares), insbesondere die Multi-Gruppenanalyse, zur Auswertung der Ergebnisse verwendet. Die wichtigste Erkenntnis ist, dass persönliche Eigenschaften von Managern einen Einfluss auf Entscheidungen im strategischen Kettenmanagement haben. Darüber hinaus hatten in der Studie die Merkmale Fairness, Escalation of Commitment, Overconfidence und Repräsentationsheuristik einen signifikanten Einfluss. Als erste Implikation lässt sich ableiten, dass fokale Unternehmen geeignete Managementmechanismen benötigen, um die persönlichen Einflüsse zu berücksichtigen. Zweitens wurde gezeigt, dass verschiedene persönliche Eigenschaften gleichzeitig und mit unterschiedlicher Intensität die Entscheidungen des Kettenmanagements positiv oder negativ beeinflussen. T3 - Geisenheimer Berichte - 96 KW - Dissertation KW - Behavioral economics KW - Behavioral strategy KW - Relationship management KW - Wine producer Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-418 SN - 13 978-3-934742-88-8 N1 - Promotionsverfahren unter Beteiligung eines Mitglieds der Fakultät der Agrarwissenschaften an der Georg-August-Universität Göttingen VL - 2022 SP - 9 EP - 371 PB - Gesellschaft zur Förderung der Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Obermair, Elisabeth T1 - Logistics challenges in omni-channel grocery retailing N2 - Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit logistischen Problemstellungen im Lebens-mitteleinzelhandel, welche im Omni-Channel Kontext betrachtet werden. Der Omni-Channel Ansatz gewinnt an Bedeutung, da der Onlinehandel mit Lebensmittel kontinuierlich wächst. Neben reinen Onlinehändlern, treten auch traditionell stationäre Händler in den Onlinemarkt ein. Die Weiterentwicklung von bestehenden Strukturen hin zu einem Omni-Channel Konzept stellt eine komplexe Herausforderung dar, welche sich der erste Beitrag der Dissertation widmet. Als Basis dient eine Fallstudie mit europäischen Lebensmittelhändlern. Da unterschiedliche Konzepte in den Ländern dominieren, werden deren jeweiligen Vorzüge und Unterschiede heraus-gearbeitet. Im Fokus stehen die zentralen Komponenten eines Distributionsnetzwerkes, welche die Sortimentsbreite, das Kommissioniersystem und die Ausgestaltung der letzten Meile, hin-sichtlich Lieferart und -zeit, darstellen. Neben dem wachsenden Onlinegeschäft ist eine feine Aussteuerung von logistischen Prozessen aufgrund von volatilen Nachfragen eine komplexe Aufgabe im Lebensmitteleinzelhandel. Eine immer wiederkehrende Problematik, welcher sich der zweite Beitrag widmet, sind Feiertage. Das Beschäftigungsverbot an Feiertagen in Deutschland führt dazu, dass Händler weniger Zeit zur Durchführung der logistischen Prozesse haben. Zusätzlich ist meist ein höheres wochen-bezogenes Volumen als in Standardwochen zu bewältigen. Obwohl Feiertagswochen detailliert geplant werden, müssen viele Herausforderungen ad-hoc gelöst werden. Folglich liegt der Schwerpunkt der Analyse auf den operativen Planungsbereichen: der Disposition, der Lager-planung, der Transportplanung und dem Filialmanagement. Die Ergebnisse des zweiten Beitrags liefern potenzielle Handlungsweisen zur effizienten und effektiven Gestaltung der betrachteten Planungsbereichen. Der dritte Beitrag beschäftigt sich mit den Herausforderungen der Covid-19 Pandemie für den deutschen Lebensmitteleinzelhandel. Im Gegensatz zu der Feiertagsproblematik, führte der Ausbruch der Pandemie zu unerwarteten Nachfragespitzen und Unsicherheiten im Handel. Anhand eines explorativen Forschungsansatzes werden die Auswirkungen der Pandemie auf die Planungsbereiche der Beschaffung, der Lagerhaltung, der Disposition, dem Transport und dem Filialmanagement untersucht. Basierend auf einer zweijährigen Betrachtung werden zukünftige Entwicklungsfelder für den deutschen Lebensmitteleinzelhandel identifiziert. Sie zeigen auf, in welche Richtung logistische Prozesse weiterentwickelt werden könnten, um potenziellen zukünftigen Anforderungen der Branche begegnen zu können Die kumulative Dissertation umschließt die drei beschriebenen Studien, welche einen Beitrag zur qualitativen Forschung der Omni-Channel Handelslogistik leisten. Aktuelle Herausforderungen des Lebensmitteleinzelhandels werden aus europäischer, insbesondre deutscher Perspektive betrachtet. Die explorativ generierten Ergebnisse liefern Handlungsweisen für volatile und disruptive Zeiten sowie mögliche Entwicklungsrichtungen für Lebensmittelhändler. N2 - The present dissertation addresses logistics challenges in grocery retailing considered in an omni-channel context. Omni-channel retailing gains in importance as online grocery retailing is continuously growing. Besides pure online retailers, traditional bricks-and-mortar retailers are entering the online market. The development of existing structures towards an omni-channel retailing represents a complex challenge. The first contribution of the dissertation analyzes omni-channel distribution concepts for traditional bricks-and-mortar grocery retailers. A multiple-case study with European grocery retailers serves as the basis for the analysis. Since different concepts dominate in the countries, their respective advantages and differences are elaborated. The focus of this research are the central components of a distribution network design, which are the assortment range, the picking system and the last-mile delivery, in terms of delivery mode and time. In addition to the growing online business, controlling of logistics processes due to volatile demand is a complex task in grocery retailing. Public holidays are a recurring issue in grocery logistics, which is discussed in the second contribution. The ban on working on holidays in Germany means that grocery retailers have less time to perform the logistics processes. In addition, there is usually a higher weekly volume to manage than in standard weeks. Although holiday weeks are prepared in detail, many challenges have to be met on an ad hoc basis. Consequently, the focus of the analysis of holiday issues is on the operational planning areas of demand planning and disposition, warehouse management and transport management. The results of the second contribution provide potential measures for efficiently and effectively controlling the planning areas considered around public holidays. The third issue considers the challenge of the Covid-19 pandemic for the German grocery retailing. In contrast to the public holiday challenge, the outbreak of the pandemic led to unexpected demand peaks and uncertainties. Using an exploratory research approach, the impact of the Covid-19 pandemic on the planning and execution areas of demand planning and order dispatching, store management, transport management, warehouse management and procurement is highlighted. Based on a two year review, trends for the German grocery retailing are identified. The findings show in which direction logistics processes might be further developed in order to meet the potential future requirements. The cumulative dissertation includes the three studies described, which contribute to the qualitative research of omni-channel retail logistics. Current challenges of the grocery retail industry are examined from a European, especially a German perspective. The exploratively generated results provide courses of action for volatile and disruptive times as well as possible development directions for grocery retailers. KW - grocery retailing KW - distribution network design KW - operations KW - logistics planning Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-619 N1 - This thesis was accepted on 08 December 2022 as a doctoral thesis in fullfillment of the requirements for the degree Doktor der Wirtschaftswissenschaften by the Hochschule Geisenheim University. The selection of the academic degree is based on the institutional assignment of the second reviewer, who is member of the Ingolstadt School of Management of the Catholic University of Eichstaett-Ingolstadt. VL - 2023 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Antony, Kathrin T1 - Externe Unternehmenskommunikation unter Einbeziehung von Grünplanung und Bauwerksbegrünung in der Weinbranche N2 - In wettbewerbsintensiven Branchen ist eine strategisch wirksame Außendarstellung ein unverzichtbarer Teil der Unternehmenskommunikation geworden. Architektur hat sich bereits als Instrument der Unternehmenskommunikation etabliert. Landschaftsarchitektur scheint hingegen unterrepräsentiert zu sein. Die vorliegende Studie untersucht deshalb die Einbindung von Landschaftsarchitektur und Gebäudebegrünung als Element der Unternehmenskommunikation in der Weinbranche. Erarbeitet wurden mögliche Beiträge für eine identitätsgerechte Außendarstellung auf der Basis einer strategischen Unternehmenskommunikation, in der die „Landschaftsarchitektur“ als Teil der Corporate Identity verortet wurde. Die für die Arbeit erforderlichen Freiräume am Unternehmensstandort wurden definiert. Erkenntnisse aus der Umweltpsychologie im Hinblick auf eine relevante Mensch-Umwelt-Beziehung flossen ein. Vor diesem Hintergrund wurde die Landschaftsarchitektur als ein mögliches strategisches Kommunikationsinstrument identifiziert. Im Rahmen der Direktvermarktung wurde die Bedeutung einer entsprechenden Gestaltung der Weingüter aufgezeigt, die ein unverzichtbarer Teil der Außendarstellung ist. Drei Hypothesen wurden aufgestellt: (1) Von Weingütern in Deutschland, die Architektur als Instrument der externen Kommunikation einsetzen, nutzt nur ein kleiner Anteil Landschaftsarchitektur und Gebäudebegrünung als Instrument der externen Kommunikation. (2) Für Weingüter haben die Landschaftsarchitektur/Gebäudebegrünung und ihre Intensität Einfluss auf die von Weinkonsumenten wahrgenommene Attraktivität. (3) Die Ausgestaltung der Landschaftsarchitektur/Gebäudebegrünung hat Einfluss auf Assoziationen hinsichtlich strategischer Merkmale von Weingütern. Entwickelt wurde eine Methodik, die es erlaubte, die aktuelle Rolle von landschaftsarchitektonischer Gestaltung bei Weingütern und deren Einbindung in die Unternehmenskommunikation zu analysieren. Auf Basis dieser Ergebnisse wurde ein Modell „Weingut mit Innenhof“ und „Umfeld“ entwickelt, das die Grundlage für eine Konsumentenbefragung bildete. 598 Probanden wurden in einem strukturierten Interview befragt und ihre Präferenzen und Assoziationen in Bezug auf Begrünungstypen und -intensitäten analysiert. Ein Zusammenhang zwischen Begrünung und strategischen Ausrichtungen wie Kundenfreundlichkeit, hohem Preisniveau, hoher Qualität, ökologischer Produktion und Handwerklichkeit wurde untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine landschaftsarchitektonische Gestaltung insbesondere in Hinblick auf die Begrünung bei der Außendarstellung deutscher Weingüter unterrepräsentiert ist. Die Einbindung von Landschaftsarchitektur und Gebäudebegrünung kann wesentlich zu einer attraktiveren Außendarstellung beitragen, insbesondere im Hinblick auf das Nachhaltigkeitsprofil. Die Begrünungsintensität spielt dabei eine maßgebende Rolle. N2 - In highly competitive industries, a strategically effective external representation has become an indis-pensable part of corporate communications. Architecture has already established itself as an instru-ment of corporate communication. Landscape architecture, however, appears to be underrepre-sented. Therefore, examines the present study the integration of landscape architecture and building greening as an element of corporate communication in the wine industry. Possible contributions for an identity-appropriate external presentation were worked out, based on strategic corporate communication, in which "landscape architecture" was located as part of the cor-porate identity. The open spaces at the company location required for the work were defined. Insights from environmental psychology with regard to a relevant human-environment relationship were in-corporated. Against this background, landscape architecture was identified as a potential strategic communication tool. In the context of direct marketing, the importance of an appropriate design of the wineries was shown, which is an indispensable part of the external presentation. Three hypotheses were formulated: (1) Only a small proportion of wineries in Germany that use archi-tecture as a tool for external communication also use landscape architecture and building greening as a tool for external communication. (2) For wineries, landscape architecture/building greening and its intensity have an influence on the attractiveness perceived by wine consumers. (3) The design of land-scape architecture/building greening influences associations in regarding to strategic characteristics of wineries. A methodology that allowed analyzing the current role of landscape architectural design at wineries and its integration into corporate communications was developed. Based on these results, a model “winery with courtyard” and “surrounding area” was created, which formed the basis for a consumer survey. 598 respondents were surveyed in a structured interview and their preferences and associa-tions regarding greening types and intensities were analyzed. A relationship between greening and strategic orientations (such as customer friendliness, high price level, high quality, organic production and craftsmanship) was investigated. The results show that landscape architectural design, especially with regard to greening in the external presentation of German wineries is underrepresented. The integration of landscape architecture and building greening can contribute essentially to a more attractive external presentation, especially with regard to the corporate sustainability image. The intensity of the greening plays a decisive role in this. KW - Corporate Architecture KW - Landschaftsarchitektur KW - Weingut KW - Außendarstellung und Profilierung KW - strategisches Kommunikationsintsrument Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-482 N1 - Diese Dissertation ist im Rahmen eines gemeinsam betreuten Promotionsverfahrens in Kooperation zwischen der Hochschule Geisenheim und der Technischen Universität Darmstadt - Fachbereich Architektur entstanden und wird entsprechend der Vertragsbedingungen an beiden Institutionen veröffentlicht. VL - 2022 SP - II EP - 309 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Kleih, Anne-Katrin T1 - Fresh fruit and vegetable branding: Investigating consumer behavior with visual and mixed methods N2 - This dissertation addresses two different but connected aspects of consumer research in the horticultural sector: the first pertains to the empirical level regarding consumer behavior toward branded fresh fruit and vegetables and the second to the methodological level regarding the visual method of using photos in the research process, which aids in studying the visual side of consumer behavior toward branded fresh produce. Branding is a key tool for marketing food products that benefits both producers and consumers. Moreover, brands play a crucial role in the purchase process of processed food. However, fresh fruit and vegetables are mostly sold without branding. This affects consumer behavior, as do the horticultural market structure (which is marked by strong competition), interchangeability of products, and sensitive and low prices. Many studies have investigated consumer behavior toward branded processed food. However, it is unclear whether their findings can be applied to the purchase process of fresh fruit and vegetables. Studies concerned with the effect of fresh fruit and vegetable branding on consumer behavior and that apply methods to investigate the rather implicit aspects of the effect of such branding on consumer behavior are lacking. The visual aspect of food is a central feature to which consumers react, and branding has a visual and implicit effect on consumer behavior. Therefore, visual methods are well-suited to investigating consumers’ food behavior. One possible visual method involves the integration of photos into the research process. Photos have been employed in consumer research; however, their content has not usually been analyzed. The use of photos in qualitative consumer research has been mostly limited to supporting other research methods (e.g., stimuli for interviews) and, in quantitative research, to use for mere descriptive-level analysis. There is a lack of studies concerned with how to use photo analysis in consumer research and methodological reflections on how to integrate (combine) quantitative and qualitative photo analyses. To fill these gaps, this dissertation conducted two primary investigations. The first examined consumers’ reactions to fresh fruit and vegetable branding with regard to their choice (process), thoughts, visual perceptions, and recall, as well as to identify and characterize relevant consumer segments by employing various methods to observe unconscious consumer behavior under research conditions that are as realistic as possible. The second aimed to identify challenges of using photos in consumer research and to develop a mixed methods framework for integrating quantitative and qualitative photo analyses. In order to achieve these aims, visual and mixed methods approaches were applied to both aspects. Eye tracking, standardized questionnaires, qualitative interviews, a choice-based conjoint experiment, and think aloud protocols were used. With regard to the empirical level of consumer behavior toward branded fresh fruit and vegetables, the results showed that consumers neither paid much visual attention nor gave much thought to fresh produce branding when making choices. Instead, consumers mainly used the visual features of the fresh produce itself as cues for decision-making. However, it was discovered that this low level of (visual) attention to branding in supermarket fruit displays may be diminished further by deficits in the presentation of branded fresh produce since manipulated and saliently displayed branding were found to improve visual capture, the decision-making process, and brand recall. Furthermore, the results revealed that some consumer groups might be of special interest to the marketing and branding efforts of fresh fruit and vegetables: 1) brand-oriented consumers especially benefited from salient branding by exhibiting shorter decision times; and 2) consumer segments that preferred branded fresh produce shared a higher level of the personality trait “food and beverage need for uniqueness”. With regard to the methodological level of how the visual method of using photos was addressed, the applicability, utility, and challenges of using photos in qualitative interviews were analyzed and discussed. A number of practical challenges in conducting a photo-based qualitative interview were identified, as well as the challenge of analyzing numerous photos (quantitative) while not neglecting the detailed analysis of single photos (qualitative). This novel methodological challenge of photo analysis for mixed methods research was addressed by investigating the principles of different methods of analyzing photos from different scientific fields. In light of this investigation, a procedural mixed methods framework for analyzing photographic material was developed and illustrated with an example from consumer research. The framework developed allows the integration of different quantitative and qualitative photo analyses. It was shown that photos can be integrated by means of data transformation, which is also the starting point for integration with other types of quantitative/qualitative data (numbers, text). This dissertation provides insights into the reaction of consumers toward branded fresh fruit and vegetables and, based on the findings, into how to improve the (visual) marketing of such. Furthermore, it supports the application of quantitative and qualitative photo analysis by developing a procedural framework for extending the integration in mixed methods through the use of photographic material. N2 - Diese Dissertation befasst sich mit zwei verschiedenen, aber miteinander verbundenen Untersuchungsbereichen der Verbraucherforschung für gartenbauliche Produkte. Der erste Untersuchungsbereich behandelt empirisch das Verbraucherverhalten bei Marken von frischem Obst- und Gemüse. Der zweite Untersuchungsbereich behandelt methodologisch eine visuelle Methode, mit der das Verbraucherverhalten bei Marken von frischem Obst- und Gemüse untersucht werden kann, nämlich die Verwendung von Fotos im Forschungsprozess. Marken sind ein wichtiges Instrument für die Vermarktung von Lebensmitteln, von dem sowohl die Hersteller als auch die Verbraucher:innen profitieren. Außerdem spielen Marken eine entscheidende Rolle beim Kauf von verarbeiteten Lebensmitteln. Frisches Obst und Gemüse wird jedoch meist ohne Markenzeichen verkauft. Dies und die Struktur des Gartenbaumarktes (die durch starken Wettbewerb, sowie Austauschbarkeit der Produkte und niedrige Preise gekennzeichnet ist) wirkt sich auf das Verbraucherverhalten aus. Viele Studien haben das Verhalten der Verbraucher:innen gegenüber verarbeiteten Markenlebensmitteln untersucht. Es ist jedoch unklar, ob ihre Ergebnisse auf den Kaufprozess von frischem Obst und Gemüse übertragen werden können. Es mangelt an Studien, die sich mit den Auswirkungen von frischen Obst- und Gemüsemarken auf das Verbraucherverhalten befassen. Ebenso gibt es wenige Studien in diesem Bereich, die Methoden anwenden, welche die eher impliziten Aspekte eines solchen Verhaltens untersuchen. Der visuelle Aspekt bei Lebensmitteln ist ein zentrales Merkmal, auf das die Verbraucher reagieren, und gerade Marken haben eine visuelle und implizite Wirkung auf das Verbraucherverhalten. Daher sind visuelle Methoden gut geeignet, um das Lebensmittelverhalten zu untersuchen. Eine mögliche visuelle Methode ist die Verwendung von Fotos während des Forschungsprozesses. Fotos wurden bereits in der Verbraucherforschung eingesetzt, ihr Inhalt wurde jedoch in der Regel nicht systematisch analysiert. Die Verwendung von Fotos in der qualitativen Verbraucherforschung beschränkt sich meist auf die Unterstützung anderer Forschungsmethoden (z. B. Stimuli für Interviews) und in der quantitativen Forschung auf die Verwendung für rein deskriptive Analysen. Es fehlt an Studien, die sich mit dem Einsatz von Fotoanalysen in der Verbraucherforschung und methodologischen Überlegungen zur Integration (Kombination) quantitativer und qualitativer Fotoanalysen befassen. Um diese Forschungslücken zu adressieren, wurden in dieser Dissertation zwei Bereiche untersucht: Der erste untersuchte die Reaktionen der Verbraucher:innen, also ihr Auswahlverhalten, ihre Gedanken, ihre visuelle Wahrnehmung und ihre Erinnerung bei Marken von frischem Obst und Gemüse. Außerdem wurden relevante Verbrauchersegmente identifiziert und charakterisiert und Methoden zur Untersuchung impliziten Verbraucherverhaltens unter möglichst realistischen Bedingungen eingesetzt. Der zweite Bereich fokussiert sich auf die Herausforderungen bei der Verwendung von Fotos in der Verbraucherforschung mit dem Ziel einen Mixed-Methods-Rahmen für die Integration von quantitativen und qualitativen Fotoanalysen zu entwickeln. Um die genannten Ziele zu erreichen, wurden für beide Untersuchungsbereiche visuelle Methoden und Mixed Methods angewandt. Zum Einsatz kamen Eye-Tracking, standardisierte Fragebögen, qualitative Interviews, ein Choice Based Conjoint Experiment und Think-Aloud-Protokolle. Auf der empirischen Ebene des Verbraucherverhaltens bei frischem Markenobst und -gemüse betrifft, so zeigten die Ergebnisse, dass die Verbraucher:innen die Marken bei ihrer Wahl nicht berücksichtigen, weder in ihren Überlegungen, noch in ihrer visuellen Aufmerksamkeit. Stattdessen nutzten die Verbraucher hauptsächlich die äußeren visuellen Merkmale der Frischprodukte als Entscheidungshilfe. Die manipulierten visuell auffälligen Marken in unserer Studie verbesserten jedoch die visuelle Aufmerksamkeit, den Entscheidungsprozess und die Erinnerung an die Marke. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass es Defizite bei der Präsentation von frischem Markenobst und -gemüse im Supermarkt gibt. Darüber hinaus wurde deutlich, dass bestimmte Verbrauchergruppen für das Branding von Frischprodukten von besonderem Interesse sein könnten: 1) markenorientierte Verbraucher profitierten besonders von visuell auffälligen Markenzeichen, da sie kürzere Entscheidungszeiten aufwiesen; und 2) Verbrauchersegmente, die Markenfrischprodukte bevorzugten, wiesen eine höhere Ausprägung des Persönlichkeitsmerkmals "food and beverage need for uniqueness" (Bedürfnis nach Einzigartigkeit beim Konsum von Lebensmitteln und Getränken) auf. Auf der methodologischen Ebene, die sich mit der visuellen Methode „Fotos“ befasste, wurden die Anwendbarkeit, der Nutzen und die Herausforderungen der Verwendung von Fotos in qualitativen Interviews analysiert und diskutiert. Bei der Durchführung eines fotobasierten qualitativen Interviews wurde eine Reihe praktischer Herausforderungen identifiziert. In gleicher Weise wurde es zu einer methodischen Herausforderung, zahlreiche Fotos (quantitativ) zu analysieren, ohne dabei die detaillierte Analyse einzelner Fotos (qualitativ) zu vernachlässigen. Diese neue methodische Herausforderung der Fotoanalyse für die Mixed-Methods-Forschung wurde addressiert, indem die Prinzipien verschiedener Methoden der Fotoanalyse aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Fachbereichen analysiert wurden. Vor dem Hintergrund dieser Untersuchung wurde ein prozeduraler Mixed-Methods-Rahmen für die Analyse von Fotomaterial entwickelt und an einem Beispiel aus der Konsumentenforschung illustriert. Der entwickelte Verfahrensrahmen ermöglicht die Integration verschiedener quantitativer und qualitativer Fotoanalysen. Es wurde gezeigt, dass Fotos durch eine Datentransformation integriert werden können, was auch der Ausgangspunkt für die Integration mit anderen Arten von quantitativen/qualitativen Daten (Zahlen, Text) darstellt. Diese Dissertation zeigt auf, wie Verbraucher:innen auf frisches Markenobst und -gemüse und reagieren und darauf aufbauend, wie das (visuelle) Marketing dafür verbessert werden kann. Darüber hinaus unterstützt sie die Anwendung der quantitativen und qualitativen Fotoanalyse durch die Entwicklung eines Verfahrensrahmens zur Erweiterung der Daten-Integrationspraxis in Mixed Methods durch Fotos. KW - horticultural economics KW - consumer behavior KW - eye tracking KW - choice Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-476 VL - 2022 SP - I EP - 157 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Strub, Larissa T1 - Cost Efficiency and Sustainability of Steep Slope Viticulture N2 - Der Anbau von Reben in Steillagen ist ein wesentlicher Bestandteil der europäischen Weinbaukultur. In den letzten Jahrzehnten ist jedoch ein erheblicher Rückgang der Steillagenrebflächen zu verzeichnen, insbesondere in Deutschland. Der erhöhte Arbeitsbedarf in diesen Lagen, der stärkere internationale Wettbewerb und die insgesamt gesunkene Rentabilität dieser Lagen für die Weingüter werden als Ursachen für den Rückgang genannt. Eine fundierte Kostenbetrachtung verschiedener Weinbergskonstellationen im Hinblick auf die allgemeinen Anbaubedingungen und entsprechende Mechanisierungsoptionen wurde bisher jedoch nicht durchgeführt. Die vorliegende Dissertation trägt dazu bei, die Aufgabe von Steillagen aus ökonomischer Sicht am Beispiel Deutschlands zu erklären. Um die Produktionskosten für unterschiedliche Anbaubedingungen zu vergleichen, wurden in fünf deutschen, managementgeführten Weingütern über einen Zeitraum von drei Jahren für 30 Referenzlagen Arbeitszeiterfassungen auf der Basis eines transparenten Schemas von Weinbergstypen erhoben, was zu 82 Beobachtungen und über 3.400 Einzeldatensätzen für Arbeits- und Maschinenstunden führte. Nach der Bewertung der Arbeitszeitaufzeichnungen mit entsprechenden Kostensätzen wurde der Datensatz mittels Varianzanalyse (ANOVA) mit fixen und zufälligen Effekten analysiert, um den Einfluss verschiedener externer Faktoren auf die Struktur der Weinbaukosten zu ermitteln. Die Analyse ergab, dass die Kostenunterschiede zwischen den Weinbergslagen auf Unterschiede in der Mechanisierungsintensität und den eingesetzten Maschinentypen zurückzuführen sind. Flache Lagen ermöglichen die Mechanisierung der meisten Weinbauprozesse mit sehr effizienten Maschinen. Lagen mit begrenzter Mechanisierung erfordern spezielle Maschinen, um die Hangneigung zu überwinden. Je stärker die Mechanisierung eingeschränkt ist, desto höher ist der Bedarf an manueller Arbeit. Die Standorte mit den schwierigsten Bedingungen verhindern die Mechanisierung einzelner oder aller Prozesse. Hinzu kommt, dass spezialisierte Maschinen für Steillagen in der Regel höhere Kapitalkosten verursachen. Außerdem arbeiten sie langsamer, vor allem wegen der zusätzlichen Sicherung durch Seilwinden, die das doppelte Überfahren jeder Reihe erforderlich machen. Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen, dass Weinbergsflächen, in denen keine Vollmechanisierung mit Standardmaschinen möglich ist, mit einem erheblichen Kostennachteil behaftet sind. Die Weinbaukosten in den am stärksten benachteiligten, manuellen Lagen betragen mehr als das 1,6-fache der Kosten in vollmechanisierten Flachlagen. Zusätzlich zu diesen Hektar-Nachteilen sind Weinberge in Hanglagen häufiger von Wassermangel betroffen, die durch den Klimawandel bereits in den letzten Jahren in höherem Maße im Vergleich zu Flachlagen aufgetreten ist und sich wohl weiter verstärken wird. Wassermangel verursacht Dürreprobleme, die unter anderem zu unterdurchschnittlichen Erträgen führen und damit den Kostennachteil in Steillagen aus Pro-Liter-Sicht weiter verstärken. Diese Kostennachteile können in der Regel nicht durch Preisaufschläge ausgeglichen werden, so dass eine Lücke zwischen erhöhten Kosten und stabilen Preisen entsteht. Dieser Befund wirft ein düsteres Licht auf die Zukunft des Steillagenweinbaus, die durch den Einfluss des fortschreitenden Klimawandels noch verschlechtert wird. Die Verbraucher zeigen keine erhöhte Zahlungsbereitschaft für Steillagenweine, die einen Beitrag zur Deckung der erhöhten Kosten leisten würde. Die einzige Chance für die nachhaltige Bewirtschaftung von Steillagen liegt in der öffentlichen Förderung. Um diese zu rechtfertigen, muss der Gesamtwert des Steillagenweinbaus unter Berücksichtigung zusätzlicher Ökosystemleistungen und möglicher gesellschaftlicher Kosten ermittelt werden. N2 - Growing vines in sloping terrain is an integral part of the European viticultural heritage. In recent decades, however, a significant decrease in vineyard acreage on steep slopes has occurred, particularly in Germany. The elevated labour demand at these sites together with stronger international competition and the overall diminished profitability of the sites for wine estates have been implicated as drivers behind this decrease. However, a sound cost assessment of different vineyard setups in terms of general growing conditions and corresponding mechanisation options has thus far not been performed. This doctoral thesis contributes to explaining the abandonment of steep slope vineyard sites from an economic perspective using the example of Germany. To compare production costs for different growing conditions, working time records based on a transpaent framework of vineyard site types were collected at five management-led wine estates in Germany over three years for 30 reference sites, resulting in 82 observations and over 3,400 single records for labour and machine hours. After valuing the working time records with appropriate cost rates, the cost dataset was analysed using analysis of variance (ANOVA) with fixed and random effects to estimate the influence of different external factors on the structure of viticultural costs. The analysis revealed that the cost differences between the vineyard site types are attributable to differences in mechanisation intensity and the types of machines used. Flat terrain allows the mechanisation of most viticultural processes with very efficient machinery. Sites with limited mechanisation require specialised machinery to overcome the gradient. The more mechanisation is limited, the higher the demand for manual labour will be. The sites with the most difficult conditions inhibit the mechanisation of single or all processes. In addition to this, specialised steep slope machinery usually entails higher capital costs and operates more slowly, mostly due to additional securing by rope, necessitating the double passing of every row. The results of the research discussed in this thesis indicate that there are substantial cost disadvantages at vineyard sites that are impeding full mechanisation with standard machinery. Viticultural costs at the most disadvantaged manual sites are more than 1.6 times those at fully mechanised flat terrain sites. In addition to these per hectare disadvantages, vineyards planted on slopes are more often affected by water scarcity, which has intensified in recent years and is expected to further intensify due to the impacts of climate change. Water scarcity causes drought issues that lead, among other negative effects, to below-average yield levels, thereby exacerbating the cost disadvantage of steep slope sites on a per litre level. These cost disadvantages usually cannot be covered by price premiums, thus leaving a gap between elevated costs and stable prices. These findings raise serious concerns about the future of steep slope viticulture, especially given the prospects of adverse environmental impacts driven by climate change. Worse, most consumers are not willing to pay higher prices for steep slope wines. As such, additional costs cannot be expected to be offset by price premiums. The only possibility for the sustained cultivation of steep slope sites lies in financial support by the public sector. To justify public support, the overall value of steep slope viticulture created by the additional ecosystem services (ES) they provide under certain conditions and with respect to potential social costs must be assessed. KW - Weinbau KW - Steillagen KW - Produktionskosten KW - Ökonomische Nachhaltigkeit Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-405 VL - 2022 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Grebneva, Yevgeniya T1 - The formation, sensory contribution and management of 1,1,6-trimethyl-1,2-dihydronaphthalene (TDN) in grapes and wines of Vitis vinifera L.cv. Riesling N2 - Wine from Vitis vinifera cv. Riesling grapes is one of the most internationally renowned white wine styles worldwide. There are several aroma compounds that are fundamental to the sensory properties of Riesling wines. Two such classes of compounds are monoterpenes and C13-norisoprenoids, both of which can be influenced in the vineyard, the winery and in the bottle. The overall objective of this study was to investigate the role of certain vineyard and winemaking practices on the development of sensorial important flavour compounds in Riesling, with particular emphasis on 1,1,6-trimethyl-1,2-dihydronaphthalene (TDN). Chapter 2 investigates the effect of a manipulated light environment during grape ripening on Australian Riesling over two consecutive vintages. The application of coloured shade cloth was used to alter not only the quantity of light but also the quality of light reaching grape leaves and berries. Changes in both grape and wine composition were observed. A reduction solely in the quantity of light resulted in a significant reduction in free and total TDN concentrations. However, sensory descriptive analysis of finalised wines demonstrated a conflicting result, as increased ‘kerosene-like’ aroma (a common descriptor for TDN) was not always linked to higher TDN concentrations. The starting point of TDN formation is the availability of its precursors; carotenoids and their subsequent glycosylated breakdown products. Chapter 3 comprises the analysis of major grape carotenoids present in grapes under various light conditions. While several complex mechanisms involved in photosynthesis and notably the photoprotection triggered by different light qualities during the ripening period were observed, the reduction in concentration of carotenoids was significantly higher in sun-exposed samples compared to other treatments during grape ripening. The degree of carotenoid degradation could be a useful marker for the decision regarding TDN management in wine during winemaking or storage. Furthermore, Chapter 3 provides results from the analysis of C13-norisoprenoid glycosides in wines made from grapes grown under different shade cloth in correlation to their corresponding TDN concentrations. For this experiment two approaches were considered, firstly the untargeted profiling and then targeted analysis of the glycosides in wine. Glycosides related to TDN evolution in wine were tentatively identified. While trials conducted in Australia evaluated the effect of shading on the evolution of important grape and wine components in Riesling, Chapter 4 describes the significance of increased solar exposure (leaf removal) on Riesling grape and wine compositional behaviour in combination with different row orientations (East-West, Northeast-Southwest, North-South) under German field conditions. Microclimatically, East-West orientated rows maintained the lowest interior canopy light interception, Northeast-Southwest and North-South orientations lead to the highest light exposure values, peaking in the morning and afternoon, respectively. Pronounced differences in secondary metabolites were found between the different exposure levels introduced by leaf removal. Highly exposed grapes showed significantly higher bound and free TDN concentrations, however, no direct correlation was observed between elevated free TDN levels and the perception of ‘kerosene-like’ aroma in the wines. Finally, Chapter 5 comprises a comparative analysis of oenological practices of grape pressing and yeast selection including enzyme (β-glycosidase) addition on the extraction of TDN and related C13-norisoprenoids in finished wines. Insignificant differences were observed between the effect of whole-bunch and crushed/destemmed fruit pressings. While the choice of yeast during alcoholic fermentation did not affect TDN formation, the addition of glycosidases to musts resulted in an approximately 15% to 25% increases in free TDN concentrations after the wines were submitted to accelerated ageing. However, these changes were negligible when compared to the consequence of viticultural management practices. This thesis represents a valuable contribution to the understanding of the formation, management and sensory contribution of TDN in Riesling. Furthermore, this study investigated for the first time the effect of different light regimes (shade cloth) on TDN evolution which can be used to advance the management of Riesling grape production, especially during hotter summers. N2 - Der Wein der Rebsorte Riesling (Vitis vinifera L.) gehört zu den international bekanntesten Weißweinen weltweit. Es gibt verschiedene Aromastoffe, die für die sensorischen Eigenschaften des Rieslings von grundlegender Bedeutung sind. Zwei solche Verbindungsklassen sind Monoterpene und C13-Norisoprenoide, welche im Weinberg, beim Weinausbau und während der Flaschenlagerung beeinflusst werden können. Die vorliegende Arbeit stellt die Rolle bestimmter vitikultureller und weinbaulicher Maßnahmen bei der Entwicklung der sensorisch wichtigen Aromastoffe im Riesling dar, wobei der Schwerpunkt auf der Verbindung 1,1,6-Trimethyl-1,2-dihydronaphthalin (TDN) lag. Kapitel 2 untersucht die Auswirkungen einer kontrollierten Lichtumgebung auf die Trauben der Rebsorte Riesling während der Reife aus dem kommerziell geführten Weinberg in Südaustralien über zwei aufeinanderfolgende Jahrgänge. Kontrollierte Lichtumgebung wurde durch die Anwendung eines farbigen Schattennetzes erreicht, um nicht nur die Lichtmenge, sondern auch die Lichtqualität (unterschiedliche Wellenlängen des Lichts), die die Weinblätter und Trauben erreicht, zu verändern. Im Rahmen dieser Anwendung wurden Veränderungen sowohl bei der Trauben- als auch bei der Weinzusammensetzung beobachtet. Die Lichtreduzierung allein führte zu einer signifikanten Verringerung der freien und gebundenen TDN-Konzentrationen in den Trauben und daraus gewonnen Weinen. Die sensorische Beurteilung der fertigen Weine ergab jedoch ein widersprüchliches Ergebnis, worauf ein erhöhtes „kerosinartiges“ Aroma (ein häufiger Deskriptor für TDN) nicht immer mit erhöhten TDN-Konzentrationen verbunden war. Der Ausgangspunkt der TDN-Bildung ist die Verfügbarkeit seiner Vorläufer; der sogenannten Carotinoide und ihre nachfolgenden glykosylierten Abbauprodukte. Kapitel 3 umfasst die Analyse der wichtigsten Carotinoide, die unter verschiedenen Lichtbedingungen in den Trauben vorhanden waren. Die Beeinflussung des Lichtes im Feldversuch zeigte zum einen den typischen Carotinoidabbau, der während der Traubenreife stattfindet, induzierte aber auch weitere komplexe Mechanismen bei denen Carotinoide beteiligt sind, und führte somit zu einem unterschiedlichen Profil der einzelnen Carotinoide in den Trauben. Dennoch war die Verringerung der Carotinoidkonzentration in den der Sonne am meisten exponierten Proben im Vergleich zu anderen Behandlungen während der Traubenreife signifikant höher. Demzufolge könnte der Grad des Carotinoidabbaus ein nützlicher Marker für die Entscheidung bezüglich des TDN-Managements während der Weinherstellung oder der Weinlagerung sein. Darüber hinaus enthält Kapitel 3 die Ergebnisse aus der Analyse der glykosidisch gebundenen TDN-Vorläufer. Für dieses Experiment wurden zwei Ansätze in Betracht gezogen, zunächst eine nicht-gezielte (untargeted) Profilerstellung der Glykoside, die durch unterschiedliche Lichteinstrahlung verändert worden sind und darauffolgend eine gezielte (targeted) Analyse der ermittelten Glykoside im Wein. Diese Vorgehensweise ermöglichte eine vorläufige Identifizierung der Glykoside, die möglicherweise für die Bildung von TDN im Wein zuständig sind. Während die in Australien durchgeführten Versuche die Auswirkung der Schattierung auf die Entwicklung wichtiger Trauben- und Weinkomponenten der Rebsorte Riesling erkundigten, beschreibt Kapitel 4 die Bedeutung einer erhöhten Sonneneinstrahlung (Entblätterung) auf die Zusammensetzung der Rieslingtrauben und der daraus produzierten Weine in Kombination mit unterschiedlichen Zeilenorientierungen (Ost-West-, Nordost-Südwest- und Nord-Süd-Orientierungen) unter den deutschen Feldbedingungen. Mikroklimatisch behielten die Ost-West-orientierten Zeilen die niedrigste Tageslichtmenge im Innenraum bei, wobei die Nordost-Südwest- und Nord-Süd-Orientierungen zu den höchsten Belichtungswerten, die morgens und nachmittags ihren Höhepunkt erreichten, führten. Des Weiteren war durch die Entblätterung auch ein deutlicher Effekt bei den Sekundärmetaboliten zu erkennen. Hoch exponierte Trauben zeigten signifikant höhere gebundene und freie TDN-Konzentrationen, es wurde jedoch keine direkte Korrelation zwischen erhöhten freien TDN-Werten und der Wahrnehmung des „kerosinartigen“ Aromas in den Weinen beobachtet. Schließlich stellt Kapitel 5 den Vergleich der önologischen Vorgänge dar, die sich insbesondere zwischen Weinherstellung in Australien und Deutschland unterschieden haben. Dies bezog sich auf den Pressvorgang sowie die Wahl der Hefe zur Vergärung, einschließlich der Zugabe von Enzymen (Enzympräparat mit β-Glukosidaseaktivität) zur Extraktion von TDN und verwandten C13-Norisoprenoiden in fertigen Weinen. Es wurden unbedeutende Unterschiede zwischen der Ganztraubenpresse und der mechanischen vorbelasteten Fruchtpressen beobachtet. Während die Wahl der Hefe die TDN-Bildung im fertigen Wein nicht beeinflusste, führte die Zugabe von Enzymen nach der Gärung zu einem Anstieg der freien TDN-Konzentrationen um etwa 15% bis 25%, nachdem die Weine einer beschleunigten Alterung unterzogen wurden. Diese Veränderungen waren jedoch im Vergleich zu den Folgen der vitikulturellen Maßnahmen vernachlässigbar. Diese Arbeit ist ein wertvoller Beitrag zum Verständnis der Bildung, des Managements und des sensorischen Beitrags von TDN im Riesling. Darüber hinaus untersuchte diese Studie zum ersten Mal die Auswirkungen verschiedener Lichtwellenlängen auf die TDN-Entwicklung, mit denen das Management der Riesling-Traubenproduktion insbesondere in heißeren Sommern nachgeholfen werden kann. KW - grape carotenoids KW - TDN KW - Riesling Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-387 N1 - Doctorate under international, joint supervision by the Hochschule Geisenheim University (Geisenheim, Germany) and the Australian Wine Research Institute (Adelaide, Australia) as part of the BAG (Bordeaux-Adelaide-Geisenheim) Alliance and with the participation of a member of the Faculty of Life Sciences at Technische Universität Braunschweig, Germany. VL - 2022 PB - Gesellschaft zur Förderung der Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Wasmuht, Isabel T1 - Systematische Untersuchung von Würzen des „OMNIUM“-Sudhauskonzepts im Vergleich zu konventionellen Läuterbottichwürzen und deren Auswirkungen auf den gesamten Brauprozess N2 - Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung von Würzen und Bieren mittels eines neuartigen Sudprozesses aufgrund einer integrierten, dynamischen Läutertechnologie und dem qualitativen Vergleich zu herkömmlichen Systemen. Das Sudhaussystem OMNIUM by Ziemann® mit dem darin implementierten neuartigen Maischefiltrationsverfahren NESSIE by Ziemann® produziert Würzen, deren Zusammensetzung sich von herkömmlichen Würzen unterscheidet. Erhöhte und erniedrigte Konzentrationen bestimmter Inhaltsstoffe im Vergleich zur herkömmlichen Würzebeschaffenheit verändern die Hefeversorgung und konsequenterweise das fertige Bier. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, den Einfluss auf die Würzezusammensetzung sowie das Herauslösen bestimmter Inhaltsstoffe durch die konventionelle und neuartige Sudhaustechnologie zu bilanzieren, zu vergleichen und die Auswirkungen auf den gesamten Brauprozess zu untersuchen. Hierzu werden ober- und untergärige Biere mittels eines konventionellen und neuartigen Sudwerks im 30 l-Maßstab hergestellt. Die entstehenden ungekochten und gekochten Würzen und die hieraus produzierten Biere werden umfassend analysiert. Hierbei werden neben den Prozessparametern wie Extrakt und pH-Wert, Kohlenhydrate, Gerbstoffe, Eiweißfraktionen, Fettsäuren sowie Mineralstoffe und der photometrische Jodwert erhoben. Die anfallenden Treber werden ebenfalls untersucht. Die Schaumstabilität des fertigen Bieres wird untersucht und das Bier mittels einer Flavournetzverkostung bewertet. Die Ergebnisse dieser Sude bilden den Basisvergleich der Sudhäuser und die Grundlage der weiterführenden Vertiefung. Die weiterführenden Untersuchungen befassen sich mit dem aufschließbaren Extrakt der Treber des Drehscheibenfilters, dem photometrischen Jodwert und der Enzymaktivität von Würzen, einer möglichen Reduktion der Trubfracht der neuartig hergestellten Würzen, der chemisch-physikalischen Stabilität sowie der Geschmacksstabilität der hergestellten Biere, den Gerbstofffraktionen und deren Einfluss auf die Fermentation und der Verarbeitung verschiedener Rohstoffe und Rohstoffqualitäten mittels des Drehscheibenfilters. Abschließend wird eine theoretische Modellierung der Maischefiltration mittels eines Drehscheibenfilters erstellt und ein Scale-Up der gewonnenen Daten auf Industriegröße durchgeführt. Für die untergärige Fermentation der neuartig hergestellten Würzen wird ein Leitfaden zur Anpassung der Gärungsparameter erstellt. Die Auswertung der Ergebnisse zeigt, dass sich durch den Drehscheibenfilter im neuartigen Sudhaus im Vergleich zum konventionellen Sudhaus eine Erhöhung des Mineralstoff- und des Fettsäurespektrums und eine Verringerung des Gerbstoffzusammensetzung ergeben. Die stickstoffhaltigen Verbindungen sowie das Zuckerspektrum bleiben unverändert. Die neuartige Würzebeschaffenheit ermöglicht eine um zwei Tage zügigere und intensivere Fermentation. Durch die gesteigerte Hefevermehrung wird mehr Maltose und Maltotriose sowie Zink und Kalium aufgenommen. Dies bewirkt einen höheren Endvergärungsgrad der Biere. Die gute Versorgung der Hefe führt zu einem tendenziell niedrigeren Gärungsnebenproduktespektrum, was durch ein angepasstes Gärverfahren korrigiert werden kann. Die Deckung der Verkostungsergebnisse zeigt, dass die Herstellung geschmacklich gleicher Biere mit den unterschiedlichen Sudhäusern möglich ist. Durch das signifikant niedrigere Gerbstoffspektrum im Bier wird deutlich, dass eine gerbstoffseitige Stabilisierung im neuartig hergestellten Bier zu überdenken ist. Ein Einfluss der Gerbstoffe auf den Hefemetabolismus konnte ausgeschlossen werden. Insgesamt ist die chemisch-physikalische Stabilität und Geschmacksstabilität der neuartig hergestellten Biere als sehr gut zu bewerten. Die Schaumstabilität unterscheidet sich nicht zu konventionell hergestellten Bieren. Die signifikant höhere Würzetrübung ist im Bier nach der Sedimentation mit der Hefe während der Gärung nicht wieder zu finden. Zusätzlich kann großtechnisch die Trubfracht ohne Beeinträchtigung der Inhaltsstoffe mittels einer Zentrifuge verringert werden. Es zeigt sich, dass der photometrische Jodwert unabhängig des Einsatzes eines heißen Malzauszuges über die Fermentation hinweg absinkt. Ein direkter Zusammenhang mit der enzymatischen Aktivität des heißen Malzauszuges konnte nicht nachgewiesen werden. Prinzipiell ermöglicht die dynamische Siebfiltration mit der angeschlossenen diskontinuierlichen Extraktion die Verarbeitung verschiedener Rohstoffe und verschiedener Rohstoffqualitäten. Die Ergebnisse sind auf den industriellen Maßstab übertragbar. N2 - The present thesis deals with the production of worts and beers by means of a novel brewing process based on an integrated, dynamic lautering technology and a qualitative comparison with conventional systems. The OMNIUM by Ziemann® brewhouse system with the new NESSIE by Ziemann® mash filtration process, as a centrepiece, produces worts whose composition differs from conventional wort. Increased and decreased amounts of certain ingredients compared to conventional wort properties, change the yeast supply and consequently the produced beer. The aim of the present paper is to balance and compare the influence on the wort composition and the leaching out of certain ingredients by the conventional and new brewhouse technology and to examine the effects on the entire brewing process. For this purpose, top- and bottom-fermented beers are produced on a 30 litre scale using a conventional and novel brewing technology. The resulting uncooked and boiled worts and the beers produced from them are comprehensively analysed. In addition to the process parameters such as extract and pH value, carbohydrates, tannins, protein fractions, fatty acids as well as minerals and the photometric iodine value are recorded. The produced spent grains are also examined. Finally, the foam stability of the finished beer is examined and the beer taste is evaluated by means of a flavour panel. The results of these brews form the basic comparison of the brewhouses and the basis for further experiments. The further investigations deal with the convertible extract of the spent grains of the rotary disc filter, the photometric iodine value and the enzyme activity of worts, a possible reduction of hot trub in the novel produced worts, the chemical-physical stability and the taste stability of the produced beers, the tannin fractions and their influence on the fermentation and processing of various raw materials and raw material qualities using the rotary disc filter. Finally, a theoretical modelling of the mash filtration process using a rotary disk filter is created and the data obtained is scaled up to industrial scale. For the bottom fermentation of the novel produced wort, a guideline for adjusting the fermentation parameters is drawn up. The evaluation of the results shows that the separation process of the rotary disc filter in the new brewhouse increases the mineral and fatty acid spectrum and decreases the tannin composition compared to the conventional brewhouse. The nitrogenous compounds and the sugar spectrum remain unchanged. The novel wort quality enables fermentation to be quicker and more intensive by two days. More maltose and Maltotriose as well as potassium and zinc is consumed by the yeast throughout the increased reproduction of cells. This causes a higher degree of final fermentation of the beers. The good supply of the yeast leads to a tendency towards a lower range of fermentation by-products, which can be corrected by an adapted fermentation process. The coverage of the tasting results shows that the production of beers with the same taste is possible with the different brewhouses. The significantly lower spectrum of tannins in the beer makes it clear that stabilization on the tannin side in the beer produced by the novel process, needs to be reconsidered. An influence of the tannins on the yeast metabolism could be excluded. Overall, the chemical-physical and taste stability of the newly produced beers can be rated as very good. The foam stability does not differ from conventionally produced beers. The significantly higher wort turbidity cannot be found again in the beer after sedimentation with the yeast during fermentation. In addition, the turbidity load can be reduced on an industrial scale using a centrifuge without impairing the ingredients. It turns out that the photometric iodine value drops independently of the use of a hot malt extract over the course of the fermentation. A direct connection with the enzymatic activity of the hot malt extract could not be proven. In principle, the dynamic screen filtration with the connected discontinuous extraction enables the processing of different raw materials and different raw material qualities. The results can be transferred to an industrial scale. KW - Getränketechnologie Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-371 N1 - Promotionsverfahren unter Beteiligung eines Mitglieds der Fakultät III Prozesswissenschaften III der Technischen Universität Berlin VL - 2022 PB - Gesellschaft zur Förderung der Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Bernardi, Beatrice T1 - Characterization of hybrid genes and copy number variations in lager yeast strains N2 - ZUSAMMENFASSUNG Lagerhefen sind hybride Organismen, welche aus einer Zellfusion zweier Spezies der Gattung Saccharomyces, S. cerevisiae und S. eubayanus, entstanden sind. Vorgänge, welche nach der Hybridisierung stattfinden, wie zum Beispiel die Veränderung der Kopienzahl (CNV), der Chromosomenverlust, wechselseitige Translokationen oder interchromosomale Neuordnungen können die Genomgröße, die Ploidie oder die Sporulationseffizienz beeinflussen. Bei polyploiden Hybriden erschwert das Vorhandensein mehrerer Allele eines Gens funktionelle Studien, die auf einer Gen-Manipulation beruhen, z. B. Gen- Deletionen. Die meisten an Hefen angewendeten gentechnischen Methoden basieren auf die homologe Rekombinationsmaschinerie (HR) der Hefe, die bei S. cerevisiae hervorragend funktioniert, bei Lagerhefen jedoch eine geringe Effizienz aufweist. In dieser Arbeit entwickelte ich eine Strategie zur Verbesserung der HR-Effizienz von Lagerhefe, die ein kurzflankiges (sf) PCR-basiertes Gen-Targeting ermöglicht. Die HR-Effizienz wurde erfolgreich durch eine Überexpression von RAD51 verbessert, das einen Schlüsselregulator des HR-Signalwegs codiert, der die Suche nach komplementären DNA-Strängen während der Rekombination übernimmt. Die erfolgreiche Verbesserung des sf-PCR-basierten Gen-Targetings in Lagerhefe wurde durch Targeting der von S. cerevisiae abgeleiteten Loci von ADE2 und HSP104 in der allotetraploiden Lagerhefe Weihenstephan 34/70 gezeigt. Diese Technik kann nun zur Vereinfachung der Gentechnik in Lagerhefe verwendet werden, z. B. durch Veränderung der Expression spezifischer Gene, die an der Würzefermentation und der Geschmacksbildung beteiligt sind. Andere Mechanismen der Genomentwicklung sind die Aufnahme von DNA durch horizontalen Gentransfer oder Introgression. Diese wurden in einem Apfelwein-Hefestamm genauer untersucht. Die Genomsequenzierung zeigte, dass es sich um ein bestimmtes Saccharomyces uvarum Isolat handelt. Interessanterweise haben wir bei diesem Stamm die Übernahme von ~100 kb der DNA von S. eubayanus identifiziert, die 54 Gen-ORFs auf Chromosom XIV enthält. Eine auf DNA-Polymorphismus basierende Analyse legt nahe, dass einLagerhefestamm wahrscheinlich eher der elterliche Spender dieser DNA ist als ein S. eubayanus-Stamm. Eine zusätzliche DNA-Insertion mit starker Ähnlichkeit zu Torulaspora microellipsoides wurde auf Chromosom XII gefunden. Die Introgression dieser speziellen DNA-Region wurde zuvor bei mehreren Weinhefestämmen beobachtet. Diese enthält 19 weineigene Gene wie FOT1/FOT2, die für den Pilz-Oligopeptid-Transporter Fot kodieren, der Vorteile bei der Stickstoffverwertung bietet. Auffallend ist, dass das S. uvarum- Apfelweinisolat die S. cerevisiae EC1118, welche als Zugpferd der Weinindustrie in Standard- und Kaltgärungen gilt, übertrifft und verdrängen könnte. Bier- und Weinhefen zeichnen sich durch ihre Flokkulations-Eigenschaften am Ende der Fermentation aus. Die Flokkulation ist die Fähigkeit, Zellflocken zu bilden, ein entscheidendes Merkmal für Industriehefe, das eine einfache Trennung von Zellen vom jungen Getränk ermöglicht. Um NCY in einen bestehenden Brauprozess zu implementieren, müssen diese Hefen an die aktuelle Brautechnik anpassbar sein. Daher wurden in dieser Arbeit die Flokkulations-Eigenschaften einer NCY Saccharomycopsis fermentans Hefe charakterisiert. Ich konnte zeigen, dass die Flokkulation von S. fermentans wie bei S. cerevisiae Ca2+ abhängig ist. Durch eine PacBio-Genomsequenzierung wurden, basierend auf der Ähnlichkeit mit den FLO1/5/9-Genen von S. cerevisiae und der ALS-Genfamilie von Candida albicans, 34 Flokkulationsgene in S. fermentans identifiziert und als FAS (für FLO/ALS-ähnliche Sequenzen) bezeichnet. Zudem wurde festgestellt, dass sich FAS-Gene in subtelomeren und telomeren Regionen befinden, ebenso wie die Flokkulationsgene von S. cerevisiae. "Telologe" - orthologe oder paraloge Gene, die sich an Telomeren befinden - war ein neuartiger Begriff, der eingeführt wurde, um Gene zu identifizieren, die einen evolutionär konservierten genomischen Ort teilen. N2 - SUMMARY Lager yeasts are hybrid organisms that originated by cell-fusion of two species of the genus Saccharomyces, S. cerevisiae and S. eubayanus. Post-hybridization events such as copy number variations (CNV), chromosome loss, reciprocal translocations or inter-chromosomal rearrangements can affect genome size, ploidy or sporulation efficiency. In polyploidy hybrids, the presence of multiple alleles of one gene complicates functional studies that rely on genome manipulation, e.g. gene deletions. Most yeast genetic engineering methods are based on the yeast homologous recombination (HR) machinery, which works excellently in S. cerevisiae but has a low efficiency in lager yeasts. In this thesis, I developed a strategy to improve the HR efficiency of lager yeast allowing short-flank (sf) PCR-based gene targeting. HR efficiency was successfully improved by overexpressing RAD51, which encodes a key regulator of the HR pathway that performs the search for complementary DNA strands during recombination. The successful improvement of sf PCR-based gene targeting in lager yeast was demonstrated by targeting the S. cerevisiae-derived loci of ADE2 and HSP104 in the allotetraploid lager yeast Weihenstephan 34/70. This technology can now be used to facilitate genetic engineering in lager yeast, e.g. by altering the expression of specific genes involved in wort fermentation and flavor production. Other mechanisms of genome evolution are by uptake of DNA through horizontal gene transfer or introgression. These were studied in more detail in a cider yeast strain. Genome sequencing revealed that the strain represents a particular Saccharomyces uvarum isolate. Interestingly, in this strain we identified the acquisition of ~100 kb of S. eubayanus DNA harboring 54 gene ORFs at chromosome XIV. An analysis based on DNA polymorphisms suggests that a lager yeast strain is likely parental donor of this DNA rather than a S. eubayanus strain. An additional DNA insertion with high identity to Torulaspora microellipsoides was found at chromosome XII. The introgression of this specific DNA region was previously observed in several wine yeast strains. It harbors 19 wine – related genes such as FOT1/FOT2, encoding the fungal oligopeptide transporter Fot, which confers advantages in nitrogen utilization. Strikingly, the S. uvarum cider isolate outcompetes in standard and cold fermentation regimes, S. cerevisiae EC1118, which is considered a workhorse of the wine industry. Beer and wine yeasts are characterized by their flocculation properties at the end of fermentation. Flocculation is the ability to produce cell-flocs, a critical trait for industrial yeast, which enables facile separation of cells from the green beer. To implement non-conventional yeast (NCY) in an existing brewing process, these yeasts need to be adaptable to the current brewing technology. Therefore, in this thesis, the flocculation properties of a NCY, Saccharomycopsis fermentans, were characterized. I could show that flocculation of S. fermentans is Ca2+- dependent like in S. cerevisiae. By PacBio genome sequencing, based on the similarity to the FLO1/5/9 genes of S. cerevisiae and the ALS gene family of Candida albicans, 34 flocculation genes were identified in S. fermentans, and termed FAS (for FLO/ALS-like sequences). Moreover, FAS genes are found to be located at sub telomeric and telomeric regions as are the S. cerevisiae flocculation genes. “Telologs” – orthologous or paralogous genes located at telomers – was a novel term introduced to identify genes which share an evolutionary conserved genomic location. KW - lager yeast KW - wine yeast KW - fermantation Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-366 N1 - Promotion unter internationaler, gemeinsamer Betreuung durch die Hochschule Geisenheim, Geisenheim, Deutschland und die Vrije Universiteit Brussel, Belgien, die zur Verleihung eines Doppelabschlusses führt. Abschluss der Hochschule Geisenheim University Doktorin der Agrarwissenschaften und Abschluss der VRIJE UNIVERSITEIT BRUSSEL, Belgien Doctor of Bioengineering Sciences VL - 2021 PB - Gesellschaft zur Förderung der Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER - TY - THES A1 - Böhm, Matthias T1 - Wildunfälle in Hessen - Ursachen, Schutzmaßnahmen und neue Konzepte - T1 - Wildlife accidents in Hessia - Causes, precautions and novel concepts - N2 - Wildunfälle stellen deutschlandweit und insbesondere in waldreichen Bundesländern wie Hessen zeitweise bis zu einem Drittel der Gesamtunfälle dar. Im Mittelpunkt der vorliegenden Dissertation steht die folgende Forschungsfrage: Welche Parameter bestimmen die raum-zeitliche Verteilung von Wildunfällen und wie können Entscheidungsträger aus Politik, Wirtschaft und Verbänden aktuell und angesichts der technologischen Entwicklung eine bestmögliche Senkung der Unfallzahlen herbeiführen? In einem zweiteiligen Ansatz wird zunächst eine Analyse der seitens der hessischen Polizei aufgenommenen Unfalldaten der Jahre 2006 bis 2016 durchgeführt, um Hypothesen zu den Einflussfaktoren zu beantworten. Aufbauend auf einem Forschungsprojekt der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) werden die zehn gravierendsten hessischen Schwerpunktstrecken ermittelt und für diese eine Umfeldanalyse mit behördlichen GIS-Daten durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit den Werten von zufallsbasiert gewählten, unfallunauffälligen Abschnitten verglichen. Weiterhin werden die o. g. über 170.000 Unfallreporte ausgewertet. Die Resultate der Analysen werden anhand der Fachliteratur mit dem aktuellen Stand der Forschung verglichen. Im zweiten Schritt wird die in die Unfallpräventionsarbeit involvierte Akteurslandschaft mittels Szenariotechniken zur Strategieentwicklung untersucht. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse über die Dynamiken und Potenziale wird ein Handlungskonzept erarbeitet und mit Vertretern der Stakeholder diskutiert. Abschließend werden auf der Grundlage des in den beiden Arbeitsschritten gewonnenen Wissens Entscheidungsgrundlagen und Handlungsempfehlungen für die beteiligten Akteure erarbeitet. Den deutlichsten Einfluss auf das Unfallrisiko hat der Faktor Dämmerung, während der sich je nach Tierart bis zu zwanzigmal so viele Kollisionen als über vergleichbare Zeitspannen bei Tageslicht ereignen. In der Analyse der jahreszeitlichen Verteilung zeigen sich zudem deutliche Schwerpunkte während der Paarungszeiten und Revierkämpfe. Hinsichtlich der Landschaftsmatrix führen erhöhte Anteile von Landwirtschafts- und Waldflächen nicht zwingend zu der Entstehung von Unfallschwerpunktstrecken, vielmehr muss die individuelle Komposition der Örtlichkeit untersucht werden. Die Nähe von großen Fließgewässern und Seen hingegen bewirkt einen steigernden Einfluss auf die Unfallzahlen. Dichteunterschiede der Wildunfallhäufigkeit je nach Tierart zeigen sich meist nur im größeren Maßstab; im Westen Hessens dominieren Reh-, im Süden Schwarzwildunfälle. Die Unfälle geschehen zu 70 % männlichen Fahrern, insbesondere in den Altersgruppen 20-24 sowie 45-50 Jahren. Insbesondere der Herbst bietet sich für Warnaktionen an, beispielsweise durch temporär aktivierte LED-Schilder. Bezüglich der effektivsten klassischen Gegenmaßnahme, dem Wildschutzzaun, besteht die Notwendigkeit zu einer besseren Datenhaltung der Behörden sowie einer Novellierung der Richtlinie zu den Einsatzkriterien für und der Konstruktion der Zaunsysteme. Die Prozesslandschaft zeichnet sich dadurch aus, dass die meisten Akteure nur wenig Initiative zeigen und gleichzeitig lediglich geringem Handlungsdruck unterliegen. Es bestehen keine Interessenskonflikte, sondern eher zeigt sich Synergiepotenzial. Zentral ist zuallererst, die hauptsächlich organisatorischen Aufgabenstellungen wie ein übergeordnetes Großprojekt zu starten und eine zentrale Open-Data Meldeplattform einzurichten. Hier sind die Politik und Einrichtungen wie die Bundesanstalt für Straßenwesen gefordert. Nur mit ihrer Initiative können klassische Maßnahmen optimiert, innovative Lösungen in Kooperation mit der Automobilindustrie und IT-Dienstleistern eingeführt und das volle Potenzial der sich aktuell weiterentwickelnden Technologie zur Unfallprävention ausgeschöpft werden. N2 - A large part of traffic accidents in Germany involves a collision with wildlife. Especially in federate states which are rich in forest like Hessia the ratio can be up to thirty-three percent. The dissertation at hand centers around the following main question: Which parameters determine the spatio-temporal allocation of deer vehicle accidents and how can public administration, commercial service providers and associations achieve the best possible decrease of collision numbers currently and under consideration of the technological progress? Applying a two-part approach, it answers hypotheses regarding the effects of factors of a multitude of categories by analysing the Hessian police reports of the years 2006 to 2016. First, building upon a research project of the Federal Highway Research Institute (BASt) the top ten accident-prone Hessian road segments are selected and a GIS-analysis of their surroundings and clustering of the collisions is executed. The results are compared to the data of randomly chosen sections. Simultaneously, over 170.000 reports are evaluated. As second step a scientific examination of the landscape of processes and actors concerning wildlife accident prevention is commenced utilising analysis tools of the scenario technique. Concepts of actions are drafted and discussed with representatives of the stakeholders. Afterwards the knowledge gained in the two steps is combined and compared to the latest state of research to form a basis for decision-making. Finally, recommendations for administration, free market, associations, media and other involved parties are developed. The highest increasing effect on the numbers of accidents is had by the factor twilight, during which depending on the species up to twenty times the amount of collisions occurs than during comparable timeframes under daylight conditions. When examining the seasonal distribution per species clear peaks can be noticed during mating and territorial fighting periods. Regarding the landscape matrix a higher than average rate of fields and forests in the vicinity does not automatically lead to the emergence of a hotspot. Therefore, the specific food resources and exact landscape composition must be examined individually. The proximity of rivers and lakes increases the probability of a road segment becoming notorious for wildlife accidents. Studying the clustering of accidents according to species, patterns mostly are notable on larger scales: The West of Hessia is dominated by roe deer accidents while the South features more incidents with boars. Male commuters, mostly in the age groups of 20 to 24 and 45 to 50 years, cause around 70 percent of collisions. An especially convenient season for an intensification of warnings, e.g. activation of temporary LED-signs, is the fall in which twilight and traffic peaks overlap. For the most effective classic counter measure fencing a vast improvement of administrational data keeping and a revision of the official guidelines for operational and constructional criteria is needed. The majority of parties examined in the stakeholder analysis plays a passive role where neither much initiative is developed nor a high amount of exposition to pressure by other parties exists. Even though there are no conflicts of interest and potential for use of synergetic effects the momentum for managing the mostly organisational challenges like introducing a common large-scale project or establishing a central open-data information hub must be brought forth by politics and institutes like the Federal Highway Research Institute. Only with their initiative can classic prevention measures be optimised, innovative cooperations with the automotive industry and navigation service providers be initiated and the full potential of the currently fast developing technology be harvested. KW - wildunfall KW - verkehrssicherheit KW - unfallprävention KW - wildlife accident KW - traffic safety Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-330 VL - 2021 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER -