Praxis und Forschung entschlüsseln gemeinsam das mikrobielle Terroir

Jede Winzerin und jeder Winzer kennt die Diskussion: Macht der Boden den Wein oder macht ihn der Mensch? Ist es der Schiefer im Wallis oder der Kalk im Jura, der den Charakter prägt? Oder ist es die Entscheidung, zu begrünen, chemischen Pflanzenschutz zu betreiben oder den Boden mechanisch zu bearbeiten? In der Realität ist es natürlich die Kombination dieser Faktoren (Boden, Klima, Bewirtschaftung, s. O+W 03/26), die wir als Terroir bezeichnen. Doch in den letzten Jahren rückt ein neuer Akteur ins Rampenlicht, der lange übersehen wurde: das Mikrobiom.

Milliarden von Bakterien, Viren, Pilzen und Hefen bevölkern jeden Teelöffel Rebbergboden und formen komplexe Gemeinschaften mit wichtigen Funktionen für die Rebe. Zum einen haben diese Mikroorganismen Einfluss auf die Rebgesundheit, indem sie Nährstoffe für die Rebe im Boden bereitstellen. Ausserdem sitzen sie auf den Blättern und den Beeren und gelangen dadurch schliesslich auch in den Keller, wo sie die Weincharakteristik direkt beeinflussen können. Die Leute der Weinbaupraxis haben eine Intuition für diese Zusammenhänge, doch oft klafft eine Lücke zwischen der Erfahrung im Rebberg und der akademischen Forschung im Labor.

Eine neue, umfassende Studie in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich und Agroscope hat nun versucht, diese Lücke weiter zu schliessen. Das Projekt «Winegrowers Integrated in Novel Experiments» (Winzer und Winzerinnen Integriert in Neue Experimente, WINE) hatte das Ziel, modernste Forschung gemeinsam mit Schweizer Praktikern als aktive Partnerinnen und Partner zu betreiben. Das Ergebnis ist ein direkter Brückenschlag: von der Erhebung der Sorgen und Wünsche der Praxis bis hin zur Erforschung des mikrobiellen Fingerabdrucks ihrer Böden.

Phase 1: Erst zuhören, dann forschen

Zuerst luden die Forschenden dafür Weinbaupraktiker und weitere wichtige Akteurinnen und Akteure der Branche zu sogenannten Co-Design-Workshops ein. In diesem direkten Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis kristallisierten sich die Themen heraus, die den Schweizer Weinbau wirklich bewegen.

Schnell wurde klar: Das Interesse an der unsichtbaren, mikrobiellen Welt ist riesig. Dabei wurden folgende Prioritäten für die Forschung identifiziert:

1. Mikrobielle Gemeinschaften: Welche Rolle spielen die winzigen Lebewesen im Rebberg wirklich?
2. Nachhaltiges Management: Wie wirken sich moderne, umweltschonende Bewirtschaftungsmethoden konkret aus?

Diese Workshops bildeten das Fundament. Die Forschungsfragen für diese Studie basieren also direkt auf den Bedürfnissen, die in den Schweizer Weinkellern diskutiert werden.

Phase 2: Was Schweizer Winzerinnen und Winzer denken – 80 Betriebe geben Auskunft

Basierend auf den Inputs aus den Workshops entwickelten die Forschenden einen detaillierten Fragebogen, um den Status quo der Schweizer Weinlandschaft zu erfassen. 80 Winzerinnen und Winzer aus der ganzen Schweiz nahmen teil (Abb. 1) und lieferten wertvolle Einblicke in ihre Motivationen und Perspektiven. An jedem Standort wurden Trauben- und Bodenproben gesammelt, um die darin lebenden Mikroorganismen zu untersuchen. Ausserdem wurden die jeweiligen Bodeneigenschaften, die chemische Zusammensetzung der Trauben, der Nährstoffstatus der Blätter sowie lokale Klimadaten und Informationen zur Bewirtschaftung der Rebberge gesammelt.

Die Ergebnisse dieser Umfrage zeichnen ein spannendes Bild der Branche (Abb. 2), zum Beispiel zu den Themen:

• Motivation für neue Sorten: Warum pflanzen Schweizer Winzer neue Rebsorten (z. B. Piwis) an? An erster Stelle stehen folgende Punkte: die Wertschätzung durch die Konsumierenden, die Eignung des Standorts und die Anpassung an den Klimawandel. Finanzielle Anreize spielten hingegen eine untergeordnete Rolle bei der Entscheidung.
• Der Glaube an den Boden: Die Umfrage bestätigte, dass der Boden für Winzerinnen und Winzer heilig ist. Die überwältigende Mehrheit gab an, dass der Bodentyp einen starken Einfluss auf die Weinqualität habe.
• Krankheitsdruck: Interessant war die Einschätzung zur Rebgesundheit. Während der Boden als Qualitätsfaktor hoch bewertet wurde, wurde der Einfluss des Standorts auf das Auftreten von Krankheiten eher variabel eingeschätzt.

Phase 3: 19 Terroirs unter dem Mikroskop

Aus den beantworteten Fragebogen wurden insgesamt 19 Rebberge mit unterschiedlichen Weinbaupraktiken in klimatisch stark unterschiedlichen Regionen (Kanton Wallis und Zürich, Abb. 3) ausgewählt und beprobt. Um den Einfluss der Rebsorte als Variable auszuschliessen, konzentrierte sich die Studie dabei ausschliesslich auf Pinot noir (Blauburgunder). Insgesamt wurden rund um die Ernte des Jahres 2023 38 Boden- und Beerenproben genommen und mittels modernster Sequenziertechnik (Metagenomik) sowie chemischer Analysen untersucht. Die zentrale Frage lautete: Wie werden die jeweiligen mikrobiellen Gemeinschaften durch die Kombination aus Standort und der Bewirtschaftung durch die Winzerinnen und Winzer – konkret durch Bodenbearbeitung und Begrünung im Unterstockbereich, Bewässerung, Düngung, Fungizidanwendung sowie konventionellen oder biologischen Anbau – beeinflusst?

Erkenntnis 1: Geografie und Klima geben den Rahmen vor

Die erste wichtige Erkenntnis der Studie dürfte Traditionalistinnen und Traditionalisten beruhigen: Die Region ist der dominierende Faktor. Die Analysen zeigten, dass sich die mikrobiellen Gemeinschaften im Boden und auf den Beeren zwischen dem Wallis und dem Kanton Zürich signifikant unterscheiden. Das Klima und die geochemischen Grundeigenschaften des Bodens schaffen die Bühne, auf der das mikrobielle Leben spielt. Die Studie identifizierte spezifische Bakterien- und Pilzgemeinschaften, die typisch für die jeweiligen Regionen waren  – ein mikrobiologischer Beweis für die Einzigartigkeit der Schweizer Weinbauregionen.

Erkenntnis 2: Der Sekundäre Einfluss der Rebbergbewirtschaftung auf die Funktionalität des Bodens

Ergänzend zur mikrobiellen Vielfalt wurde deren Funktionalität im Boden untersucht. Dabei dienten die wichtigsten enzymatischen Aktivitäten als Gradmesser für die biologischen Prozesse im Untergrund. Enzyme wie zum Beispiel die saure Phosphatase fungieren als biologische Katalysatoren: Sie setzen Nährstoffe wie Phosphor aus organischen Verbindungen frei, damit die Rebe sie überhaupt aufnehmen kann. Kollektiv sind diese Boden-Charakteristiken, wie die generelle mikrobielle Aktivität oder der pH-Wert, stark standortabhängig, jedoch konnte ein sekundärer Zusammenhang mit der jeweiligen Bewirtschaftungsform beobachtet werden. Besonders die Anwendung von synthetischen Fungiziden hatte einen starken Einfluss auf diese Funktionalität und mikrobielle Gemeinschaften im Boden (Abb. 4).

Erkenntnis 3: Eine Kombination von Einflussfaktoren bestimmt die Eigenschaften der Trauben

Die integrative Analyse der Beeren zeigt, dass die Qualität der Trauben das Ergebnis eines eng verwobenen Zusammenspiels von Standort und Bewirtschaftung ist. Dabei ist der Zusammenhang zwischen der Meereshöhe und dem Zuckergehalt (Grad Oechsle) besonders ausgeprägt (Abb. 4).  Selbst innerhalb einer Region (z. B. Kanton Zürich) variierten die Zuckerwerte am selben Tag dabei stark (zwischen 75 und 103). Ausserdem waren der Säuregehalt (Wein- und Apfelsäure) der Trauben stark mit den Bodencharakteristiken verknüpft. Ein höherer Stickstoffgehalt und eine intensive, mikrobielle Aktivität im Boden hängen direkt mit der Säurekonzentration und dem Hefe-assimilierbaren Stickstoff in der Beere zusammen. Dies zeigt, dass ein gut versorgter Boden das «Futter» für eine problemlose Gärung liefern kann.

Die reifen Beeren wurden natürlich auch auf Weinhefen wie Hanseniaspora uvarum und Saccharomyces cerevisiae untersucht. Überraschenderweise korreliert deren Vorkommen nicht mit dem Zuckergehalt, sondern mit den Säurewerten. Das bedeutet, dass das chemische Profil der Traube mit beeinflusst, welche «wilden» Mikroben vom Rebberg in den Keller wandern und dort die erste Phase der Gärung prägen.

Fazit für die Praxis

Die Ergebnisse dieser Arbeit sind potenziell für die Schweizer Weinwirtschaft von hoher Relevanz:

• Validierung des Terroirs: Es wurde wissenschaftlich belegt, dass die untersuchten Weinbauregionen nicht nur klimatisch und in ihren Bodenbedingungen, sondern auch mikrobiologisch einzigartig sind.
• Winzer sind Ökosystem-Manager: Auch wenn Geografie und Klima den Rahmen bilden, haben die Winzerinnen und Winzer mit ihren Entscheidungen zur Bodenbearbeitungen, Begrünung und Düngung direkten Einfluss auf die funktionelle Aktivität des Bodens und die damit einhergehende Nährstoffverfügbarkeit.
• Einfluss der Winzerinnen auf das mikrobielle Terroir: Das mikrobielle Terroir beginnt im Boden und wandert über die Beeren schliesslich in den Weinkeller. Bodenpflege fördert damit nicht nur die Rebgesundheit, sondern legt auch den Grundstein für eine mikrobielle Vielfalt im Rebberg und beeinflusst letztlich die Fermentation, welche potenziell zu einer verstärkten Ausprägung des Terroirs beitragen kann.

Indem die Praxis und die Forschung gemeinsam den mikrobiellen Fingerabdruck der Rebberge entschlüsseln, öffnen sich Möglichkeiten, dass dieses unsichtbare Ökosystem in der Zukunft zu einem greifbaren Werkzeug der Qualitätssicherung wird. Die biologische Vielfalt im Rebberg unterstützt die Vitalität der Reben und trägt potenziell auch zur Ausprägung der Weincharakteristiken bei. Terroir ist also kein statisches Denkmal, sondern ein lebendiger Prozess, an dem Winzerinnen und Winzer täglich mitschreiben.