Der fortschreitende Klimawandel wirkt sich zunehmend auf die natürlichen Bodenfunktionen aus. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des Einflusses von verschiedenen Trestervarianten auf die Bodeneigenschaften. In einem Feldversuch wurde analysiert, welche mikrobiologischen Eigenschaften ein offen gelagerter, ein kompostierter und ein silierter Trester besitzen. Hierdurch sollte die Bodensubstanz erhöht und das Bodenmikrobiom verbessert werden. Es wurden einerseits mikrobiologische Analysen in Form von Hochdurchsatz-Sequenzierung und andererseits chemische Analysen mit den wichtigsten Bodenparametern durchgeführt. Aus der Datenerhebung ging hervor, dass die Einarbeitung der Tresteraufbereitungen in den Boden initial zu einem signifikanten Rückgang der mikrobiellen Biomasse und der Biodiversität des Mikrobioms führte. Die Ausbringung von kompostiertem Traubentrester ebenso wie die von offen gelagertem Trester führte nach dem initialen Rückgang hingegen zu signifikant höheren Werten hinsichtlich der Biomasse und der Biodiversität. Diese Werte (zwei Monate nach Ausbringung) lagen über den Ausgangswerten dieser Variante. Die Variante mit siliertem Trester zeigte signifikant niedrigere Werte als die Kontrolle, weshalb sie weniger zum Aufbau der mikrobiellen Biomasse im Boden geeignet scheint. Weiterführende Versuche sind erforderlich, um fundierte Handlungsempfehlung geben zu können. Die Versuche weisen jedoch auf das Potenzial einer organischen Düngung im Weinbau hin.

Textprobe: Traubentrester als Ausgangsstoff für die Herstellung organischer Düngemittel Gewinnung von Traubentrester Während des Keltervorgangs werden aus den Weintrauben zwei Hauptfraktionen gewonnen: Der Traubensaft, im Fachjargon Most genannt, aus dem in der weiteren Verarbeitung der Wein entsteht, und der Trester, also die festen Bestandteile der Trauben. Beim Weißwein fällt der Trester unmittelbar nach dem Pressen der Trauben an. Bei der klassischen Rotweinbereitung hingegen erfolgt die Phasentrennung zwischen der flüssigen Phase (Most) und der festen Phase (Trester) zu einem späteren Zeitpunkt, um in einer Maischegärung die Extraktion gewünschter Traubeninhaltsstoffe wie Polyphenolen und Anthocyanen zu ermöglichen. Nach Ablauf der sogenannten Mazerationszeit wird der Trester vom Jungwein getrennt und aus dem Gärgebinde entfeernt, sodass der Trester als feste Phase separat vorliegt. Der Trester ist dann, analog zur Weißweinbereitung, als Nebenprodukt der Weinproduktion anzusehen (GALANAKIS, 2017). Der Trester macht etwa 15 bis 25 % des Gesamtgewichts der Trauben aus, wobei der Prozentsatz je nach Weinbereitungsverfahren und Rebsorte variieren kann (OLIVEIRA et al., 2016). Aus physikalisch-chemischer Sicht hat der Trester nach dem Pressen einen pH-Wert zwischen 6,5 und 8,5, eine geringe elektrische Leitfähigkeit, einen Feuchtigkeitsgehalt von 20 bis 30 % (w/w) und einen hohen Gehalt an organischen Substanzen. Dazu gehören Mineralstoffe, Ballaststoffe wie Pektin, wasserlösliche Kolloide sowie Säuren und deren Salze, insbesondere die Zitronensäure, Weinsäure und Äpfelsäure (KOSSEVA, 2020). Traubentrester besteht zu circa 30 % aus Polysacchariden, 20 % Polygalakturonsäure, 15 % unlöslichen Proanthocyanidinen, 6 bis 15 % Strukturproteinen und einer großen Vielfalt an Lipiden, Lignin und Phenolen (MINJARES-FUENTES et al., 2014). Bei Rotwein wird der Traubentrester nach erfolgter Gärung entfernt, sodass er am Ende einen sehr geringen Zuckergehalt aufweist. Die Menge aller Bestandteile kann je nach Weinbereitungsverfahren und Rebsorte variieren. Weißer Traubentrester ist in der Regel nicht fermentiert und enthält im Vergleich zu rotem, fermentiertem Trester eine größere Menge an Kohlenhydraten und Phenolverbindungen (OWEN, 2015 SIRBU et al., 2021). Zusammensetzung von Traubentrester Traubentrester besteht aus etwa 50 % Schalen, 36 % Kernen und 14 % Stielen. Diese Anteile können je nach Rebsorte variieren, wobei das Verhältnis bestehen bleibt. So stellen die Schalen den vorherrschenden Bestandteil dar, der circa die Hälfte des gesamten Trestergewichts ausmacht (MENDES et al., 2013). Der Gesamtkohlenstoffanteil eines Traubentresters ist mit Gehalten von 47 bis 54 % (w/w) verhältnismäßig hoch (NEGREANU-PIRJOL et al., 2021). Darüber hinaus zeichnet sich Trester durch einen hohen Gehalt an antioxidativen Phenolverbindungen aus, die etwa 10 % des Trockengewichts ausmachen. Diese Polyphenole werden in vier Klassen unterteilt: Stilbene, Flavonoide, Phenolcarbonsäuren und Lignine. Resveratrol ist das am häufigsten in Pflanzen vorkommende Stilben. Als Phytoalexin zeichnet es zeichnet sich durch seine fungizide Wirkung aus, die von der Pflanze als Reaktion auf Verletzungen oder den Befall durch Krankheitserreger synthetisiert wird. Am intensivsten untersucht werden jedoch die Polyphenole untersucht, zu denen unter anderem die Anthocyanidine und Proanthocyanidine gehören. Der Polyphenolgehalt von Traubentrester ist schlussendlich sehr variabel und hängt vom Klima, dem Standort, der Reife der Trauben und der Dauer der alkoholischen Gärung bei Rotweinen ab (PINELO et al., 2006). Die Traubenschalen haben einen hohen Anteil an Fasern und phenolischen Verbindungen, einen Proteingehalt von 5 bis 12 %, 2 bis 8 % Asche und einen löslichen Zuckergehalt von 1 bis 70 %, wobei der Zuckergehalt wie bereits erwähnt durch die Weinbereitung beeinflusst wird (GALANAKIS, 2017). Die Traubenkerne machen zwischen 2 und 5 % des Gewichts der frischen Trauben aus und etwa 36 % des beim Pressen entstehenden Tresters. Diese Anteile können jedoch variieren, da nicht alle Rebsorten die gleiche Anzahl an Kernen und das gleiche Kerngewicht haben (GALANAKIS, 2017). Die Traubenstiele bilden das Gerüst der Traube und machen etwa 3 bis 5 % des frischen Traubengewichts und 14 % des Tresters aus. Die Stiele enthalten zellulosehaltige Verbindungen (Hemizellulosen und Zellulose), zwischen 22 und 47 % Lignin und sind reich an Tanninen, die etwa 16 % der Gesamtmasse ausmachen (GALANAKIS, 2017). Potenzielle Auswirkungen des Tresters auf die Umwelt und die Weinrebe Traubentrester hat als Rohstoff das Potenzial, erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt zu haben. Insbesondere der hohe Phenolgehalt erhöht den chemischen und biologischen Sauerstoffbedarf deutlich (OWEN, 2015). Bodendegradation, Wasserverschmutzung, Beeinträchtigung der Flora und eine starke Geruchsemissionen sind Beispiele für unerwünschte Auswirkungen, die ihren Ursprung in der Traubenproduktion und der anschließenden Mostgewinnung haben (DOBREI et al., 2016). Neben den ökologischen Aspekten des Tresters sind auch ökonomische Aspekte von großer Bedeutung, weshalb die wertvollen Inhaltsstoffe des Nebenproduktes Trester genutzt werden, um das Potenzial auszuschöpfen (BARBA et al., 2016). Klassische Verwertungsverfahren sind die Destillation, die Nutzung als Tierfutterzusatz oder die Aufbereitung zu organischen Düngemitteln. Auch neuere Nutzungsformen wie die Umwandlung in Biokraftstoffe oder die Extraktion bioaktiver Verbindungen für die Pharma-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie werden erforscht (NEGREANU-PIRJOL et al., 2021). Gegenwärtig ist ein wachsendes Interesse an der Nutzung von Nebenprodukten der Weinbereitung festzustellen. Insbesondere werden die Eigenschaften als Dünger, Biopestizid und Biostimulans näher betrachtet. Unter Biostimulanzen versteht man chemische Verbindungen und/oder Mikroorganismen verstanden, die auf den Boden oder auf Pflanzenorgane appliziert werden können und die Wachstumsprozesse, die Nährstoffaufnahme und den Nährstofftransport, die Resilienz gegenüber biotischem und abiotischem Stress, die Fruchtbildung und den Ertrag stimulieren (ERTANI et al., 2017). Bei anderen Kulturpflanzen wie Mais, Senf oder Weißklee konnte die Applikation von phenolhaltigem Traubentrester zu einer signifikanten Erhöhung von qualitätsbestimmenden Parametern wie dem Proteingehalt oder der Gesamtbiomasse führen (ERTANI et al., 2017). Bei der Weinrebe ist die kombinierte Anwendung von Traubentrester und Grünschnitt als organsicher Dünger ebenfalls mit einer Zunahme in der Gesamtbiomasse verbunden. Dieser Effekt ist nur zum Teil auf die direkte Wirkung der Düngung zurückzuführen, da auch die Humusanreicherung, die Phosphor- und Eisenmobilisierung und die Wirkung der bioaktiven Substanzen einen Einfluss auf diese Veränderung haben (ARTEM et al., 2021) Neben den direkten und indirekten Einflüssen auf das Pflanzenwachstum zeichnet sich Trester auch durch seine Wirkung gegen Schädlinge und Krankheitserreger aus. Insbesondere die Traubenkerne setzen relevante Mengen an freier Gallussäure und kondensierten Tanninen frei, die nematostatische und antimikrobielle Eigenschaften besitzen (LUCARINI et al., 2018). Durch die Schließung innerbetrieblicher Stoffkreisläufe kann eine nachhaltige Bewirtschaftung erzielt werden. Die gezielte Aufbereitung des Tresters durch eine Kompostierung oder Silierung ist geeignet, den innerbetrieblichen Nährstoffkreislauf zu schließen und den Wert des Nebenprodukts erheblich zu steigern (KANTHAK et al., 2022). Aufbereitungsmöglichkeiten von Trester zur Wertsteigerung des Rohmaterials Offene Lagerung von Traubentrester Der Weinbau unterscheidet sich deutlich von der übrigen Landwirtschaft hinsichtlich der Verwertung der anfallenden Biomasse. Während in vielen Bereichen der Landwirtschaft die produzierte Biomasse das primäre Element der Wertschöpfungskette darstellt, wird in der Weinbereitung überwiegend der biomassen- und kohlenstofffreie Most für die weitere Verarbeitung genutzt wird. Die im Trester enthaltenen Substanzen und die in den Traubenkernen, Schalen und Stielgerüsten gebundene Biomasse fallen dabei als Ernterückstände an und können somit zur Erhaltung des Nährstoffstatus der jeweiligen Weinberge beitragen (DOBELMANN et al., 2000). Da es sich bei Traubentrester um ein Nebenprodukt der Weinproduktion mit erheblichen Gehalten der Nährstoffe Stickstoff und Phosphor handelt, wird der Trester laut Düngegesetz 2020 (DüngG) bzw. Landesdüngeverordnung 2022 (LDüV) als Wirtschaftsdünger pflanzlichen Ursprungs angesehen (BUNDESMINISTERIUM DER JUSTIZ, 2024). Sofern der Trester innerhalb von fünf Tagen nach dem Abpressen auf der Ursprungsfläche gleichmäßig ausgebracht wird, handelt es sich um eine Ernterückstandsrückführung, die nicht der Düngeverordnung unterliegt. Die Ausbringung des Tresters als Ernterückstand ist im Herbstbuch mit entsprechender Mengenangabe zu dokumentieren (DIENSTLEISTUNGSZENTRUM LÄNDLICHER RAUM RHEINPFALZ, 2023). Die direkte Ausbringung von Trester als Ernterest ist während der Ernte aufgrund der Mehrfachbelastung während der Ernte und aus witterungs- und zeittechnischen Gründen nicht immer durchführbar. Daher ist eine Zwischenlagerung von maximal fünf Tagen auf einer geeigneten Lagerfläche vor der Ausbringung möglich (BUNDESMINISTERIUM DER JUSTIZ, 2024). Eine längere Zwischenlagerung im Freiland ist für einen Zeitraum von sechs Monaten zulässig, sofern der Lagerplatz vom Weingut anschließend weinbaulich genutzt wird. Oberflächengewässer und der Grundwasserkörper dürfen dabei durch Sickersäfte oder Schadstoffe des Lagergutes nicht gefährdet werden. Die gelagerte Trestermenge muss grundsätzlich in einem sinnvollen Verhältnis zur damit zu düngenden Bewirtschaftungseinheit stehen und darf maximal sechs Monate am selben Lagerplatz gelagert werden. Nach der Lagerung muss die Ausbringung zum nächstmöglichen, pflanzenphysiologisch sinnvollen Zeitpunkt erfolgen, d.h. im Frühjahr nach der Traubenernte (MINISTERIUM FÜR WIRTSCHAFT, VERKEHR, LANDWIRTSCHAFT UND WEINBAU, 2021). Die Ausbringung kann sonst als Einjahresgabe oder als Dreijahresgabe erfolgen und richtet sich nach den spezifischen Regelungen der Düngeverordnung (DIENSTLEISTUNGSZENTRUM LÄNDLICHER RAUM RHEINPFALZ, 2023). Bei freier Lagerung von frischem Trester führen der hohe Wassergehalt und die im Herbst vorherrschenden Witterungsbedingungen oft zu einer raschen Verpilzung des Tresters. Die Zusammensetzung von Traubentresters kann grundlegend variieren und unterscheidet sich zumeist hinsichtlich der Bestandteile und der Mikroflora. Bei offener Lagerung kann die Kombination der verfügbaren Nährstoffe (Zucker, stickstoffhaltige Verbindungen, organische Säuren usw.) und der vorhandenen Traubenmikroflora sowie ggf. Hefen und Bakterien aus der Weinbereitung zum Verderb des Tresters führen (AGEYEVA et al., 2021). In einer Studie wurde festgestellt, dass frischer Trester mit einem Restgehalt an Zucker eine geringere Population an Hefepilzen und Bakterien aufweist als Trester aus der Maischegärung. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die fermentierten Beerenbestandteile Hefen und Bakterien enthielten, die als Reinzuchthefe für eine kontrollierte Gärung hinzugegeben werden. In ähnlicher Weise ist auch die Zugabe von Bakterien zu erklären, die üblicherweise bei der Rotweinbereitung verwendet werden. Bei Trester aus der alkoholischen Gärung ist jedoch ein durch die Anwesenheit und hemmende Wirkung von Ethylalkohol auf Mikroorganismen eine Verminderung der Mikroflora zu erwarten. Hierzu liegen keine einheitlichen Erkenntnisse vor (AGEYEVA et al., 2021). Aus phytosanitären Gründen sollte die Zwischenlagerung des Tresters in der Nähe von nicht geernteten Weinbergen vermieden werden. Das Tresterlager stellt einen potenziellen Nährboden für die Kirschessigfliege Drosophila suzukii dar, die Krankheitserreger wie Essigsäurebakterien auf angrenzende Parzellen übertragen und den phytosanitären Status der Trauben beeinträchtigen können (KOCH, 2023). Die Verwendung des Tresters als unbehandeltes Rohmaterial kann darüber hinaus aufgrund der Freisetzung phytotoxischer Polyphenole auch die Reben und sonstige Kulturen schädigen (OWEN, 2015). Die mehrmonatige Lagerung und anschließende Ausbringung des Tresters ist eine klassische und weit verbreitete Praxis im Weinbau. Im Sinne der Kreislaufwirtschaft und auch im Bestreben, nachhaltigere Praktiken in der Düngung von Weinbergen einzuführen, sollte der Fokus darauf liegen, aus dem Trester Wert zu schöpfen. Eine sechsmonatige, freie Lagerung wird diesem Anspruch nicht gerecht und erscheint im Vergleich zur Silierung und Kompostierung von Traubentrester als nicht mehr zeitgemäß (KANTHAK et al., 2022). Kompostierung von Traubentrester Der Kompostierungsprozess ist ein aerober, mikrobiologischer Mechanismus, der durch Pilze und Bakterien gefördert wird, wobei organische Abfälle durch diese Mikroorganismen biologisch abgebaut und zu humusartigem Material umgewandelt werden. Der Prozess wird in die folgenden Phasen unterteilt: (1) Die mesophile Phase ist durch ein schnelles Wachstum von Pilzen und Bakterien durch die Aufnahme von löslichen Zuckern gekennzeichnet, (2) die thermophile Phase ist durch den Abbau von Proteinen, Hemizellulose und Zellulose durch enzymatische Aktivität gekennzeichnet, (3) die zweite mesophile Phase (Abkühlungsphase) wird durchlaufen, wenn die Enzymaktivität aufgrund der Abnahme des verfügbaren Substrats beendet wird und schließlich (4) die Reifungsphase beginnt, die durch die Bildung von Lignin- und Ton-Humus-Komplexen charakterisiert ist (MARTÍNEZ et al., 2018). Die Kompostierung ist aufgrund dieser Komplexierungseigenschaft als zuverlässige Methode zur Herstellung von Düngemittel oder Bodenverbesserungsmitteln anzusehen (LI et al., 2013). Das Endprodukt sollte stabil und allgemein zur Verwendung als Bodenverbesserungsmittel geeignet sein, d.h. der fertige Kompost darf keine lebensfähigen Samen oder Krankheitserreger enthalten (PARTANEN et al., 2010). Während der Kompostierung entstehen Kohlendioxid (CO2) und stabile Formen von Kohlenstoff (C). Der Prozess besteht grundlegend aus der Zersetzung und Mineralisierung von organischem Material und der Produktion von Huminstoffen (AZIM et al., 2018). Viele damit zusammenhängende Parameter wie die Temperatur, der Sauerstoffgehalt, die Belüftungsrate, die Feuchtigkeit, das C/N-Verhältnis und der pH-Wert beeinflussen den Kompostierungsprozess und das Endprodukt maßgeblich (MUSCOLO et al., 2018). Das C/N-Verhältnis steht in einem engen Zusammenhang mit der mikrobiellen Aktivität durch Pilze und Bakterien. Der Kohlenstoff des Ausgangsmaterials wird von den Mikroorganismen für den Aufbau von Biomasse genutzt, während der Stickstoff für die Synthese von Aminosäuren, Proteinen und Nukleinsäuren verwendet wird (MARTÍNEZ SALGADO et al., 2019). Da in der Traubenproduktion für die Weinherstellung jährlich erhebliche Mengen an chemischen Düngemitteln und organischen Stoffen eingesetzt werden, ist die Einbringung organischer Substanzen ein wichtiger Ansatz zur Wiederherstellung und Regeneration der Bodenfruchtbarkeit. In diesem Zusammenhang zeigen aktuelle Erkenntnisse, dass die ausschließliche Nutzung chemischer Düngemittel nicht mehr als die beste Düngepraxis zur Ernährung der Reben und auch nicht zur Bekämpfung von Pflanzenpathogenen anzusehen ist (BURG et al., 2014). Zu den wichtigsten organischen Abfällen der Weinbereitung gehören Mosttrub und das entwässerte Retentat der Mostaufbereitung (25 %), Stielgerüste (12 %) und der Traubentrester (63 %) (CATALDO et al., 2021). Die Aufbereitung der Rückstände aus der Weinproduktion in Form eines Komposts und die Ausbringung in den Weinberg hat gezeigt, dass der Gehalt an organischer Substanz erhöht werden konnte, die mikrobielle Biomasse anstieg und der Nährstoffgehalt für eine langfristige Düngewirkung erhöht werden konnte. Darüber hinaus wurde die Produktivität der Weinreben durch die Verbesserung der physikalischen Bodeneigenschaften wie Wasserhaltekapazität und Belüftung gesteigert (DIAZ et al., 2002). Studien zur Ausbringung von kompostiertem Traubentrester ergaben bei einer Ausbringmenge von 20 t/ha zu rebenphysiologischen Verbesserungen, die sich durch grünere Blätter, weniger Nährstoffmangel in den Blättern, eine geringere Anfälligkeit hinsichtlich Trockenstress und eine geringere Krankheitsanfälligkeit äußerten (CATALDO et al., 2021). Weitere Ergebnisse von Langzeitanwendungen mit Kompost zeigten bei einem mit der Rebsorte Chardonnay bepflanzten Weinberg eine Verbesserung der Bodeneigenschaften, einschließlich der Verbesserung des Nitratgehalts und der organischen Substanz, wobei keine direkte Beeinflussung des Pflanzenwachstums und der Traubenqualität festzustellen war (MUGNAI et al., 2012). Weitere Studien zeigten, dass die Ausbringung von kompostiertem Traubentrester zu einer verstärkten Wurzelentwicklung führte. Die Mineralisierung der organischen Substanz erhöhte zudem die Nährstoffverfügbarkeit, was durch eine erhöhte Enzymaktivität nachgewiesen werden konnte (MARTÍNEZ et al., 2018). Gaiotti et al. stellten eine positive Auswirkung von Kompost auf das Wurzelwachstum bei Cabernet Sauvignon im Nordosten Italiens fest. Die Gesamtwurzeldichte konnte durch die Anwendung von Grünschnittkompost erhöht werden (GAIOTTI et al., 2017). In Bezug auf den Traubenertrag wurden in verschiedenen Studien widersprüchliche Ergebnisse erzielt. Nach Pinamonti und Morlat et al. wurde ein signifikanter Anstieg des Ertrags nach Kompostbehandlungen um 15-20 % erreicht, die auf eine höhere Traubenanzahl und ein höheres Traubengewicht zurückzuführen ist. Dieser schnelle Ertragsanstieg ist in hochwertigen Anlagen nicht das primäre Ziel einer Düngung, sondern vielmehr die Qualitätssteigerung des Endproduktes, die ohnehin nicht anhand konkreter Parameter definiert ist (MORLAT et al., 2008 PINAMONTI, 1998). Angesichts der erzielten Ergebnisse wird jedoch grundlegend davon ausgegangen, dass die Kompostierung von Nebenprodukten der Weinbereitung in Kombination mit weiteren organischen Stoffen eine geeignete Methode ist, um die Abfälle der Weinproduktion im Sinne der Kreislaufwirtschaft zu verwerten. Darüber hinaus verdeutlichen die Ergebnisse die Eignung des Komposts als organischen Dünger, wodurch der Einsatz synthetischer Düngemittel reduziert werden kann (CATALDO et al., 2021)

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Vincent Frederik Knichel, geboren im Jahr 2000 in Oldenburg (Oldb.), begann seine berufliche Laufbahn in der Weinbranche im Frühjahr 2019. Seither sammelte er umfassende praktische Erfahrungen bei namhaften Weingütern in Deutschland und Frankreich, begleitet von einem Bachelorstudium sowie einem deutsch-französischen Doppelmasterstudiengang in Weinbau und Önologie. Den Master of Science (M.Sc.) schloss er 2024 mit einem Doppeldiplom ab. Während des Studiums vertiefte Knichel sein Wissen durch vielfältige Praktika in verschiedenen deutschen und französischen Weinbauregionen. Dabei wählte er bewusst Betriebe mit unterschiedlichen Strukturen, um Einblicke entlang der gesamten Produktionskette zu gewinnen – von der Rebe bis zur finalen Flaschenabfüllung. Frühzeitig entwickelte er ein besonderes Interesse für ökologischen Weinbau und nachhaltige Bewirtschaftungsmethoden. In seiner akademischen Arbeit fokussierte er sich auf aktuelle Herausforderungen der Branche, insbesondere auf kreislauforientierte Bodenbewirtschaftung, und erarbeitete praxisnahe Handlungsempfehlungen für Winzerbetriebe.