In dieser kurzen Abhandlung können nur einige Beispiele von Hermann Müller-Thurgaus Tätigkeit dargestellt werden. Es ist erstaunlich, wie er in mehreren Fachbereichen forschend tätig war und bahnbrechende Resultate erzielte. Er griff gravierende Schwierigkeiten auf, welche die Landwirte und die Produkteverwerter stark belasteten, und versuchte sie durch grundlegende, aber praxisnahe Forschung zu beheben.
Nachfolgend werden nur Arbeiten erwähnt, die Müller-Thurgau allein oder zum grössten Teil selbst durchgeführt hat. Daneben sind natürlich an der Versuchsanstalt Wädenswil zur gleichen Zeit viele weitere grundlegende und sehr erfolgreiche Resultate von anderen Mitarbeitern erzielt worden.
Aufbau der Reben und Obstbäume und die Lebens- und Stoffwechselvorgänge in denselben
Müller-Thurgau legte besonders Gewicht auf die bisher kaum betriebene genaue Erforschung des Baues, der Funktionen deren Organe und der Stoffwechselvorgänge des Rebstockes und der Obstbäume. So klärte er zum Beispiel den Bau und die Zusammensetzung der Assimilationsprodukte wie Zucker, Stärke, Säuren, Zellulose usw. ab und verfolgte die Wanderung dieser Stoffe in der Pflanze, deren Verwendung und die Bedeutung für die verschiedenen Pflanzenorgane. Er wies beispielsweise nach, dass bei der Rebe das Abfallen der Kleinstbeeren nach dem Verblühen (VerrieseIn), das zu groben Mindererträgen führt, in vielen Fällen durch ein Unfruchtbarwerden der Eizellen infolge zu geringer Kohlenhydratversorgung hervorgerufen wird. Er untersuchte auch eingehend, welche Blätter am Rebstock den Traubenbeeren in den verschiedenen Entwicklungsstadien am meisten Zucker liefern sowie die Entwicklung der verschiedenen Säuren und Aromastoffe in denselben. Diese Forschungsergebnisse ermöglichten, einen zweckmässigeren Aufbau des Weinstockes und eine die Qualität fördernde Laubarbeit zu entwickeln. Er wies sodann nach, dass nur die Entwicklung aller Samen in der Traubenbeere, dem Apfel oder der Birne zu einer vollwertigen Frucht führt. Das Studium der Struktur der Rebwurzeln, die Wurzelentwicklung während des Jahresablaufes und die Aufnahme des Wassers und der Nährstoffe waren weitere Pionierarbeiten. Mit diesen neuen Erkenntnissen konnten Störungen in den Rebbergen, wie zum Beispiel Chlorose, oder verursacht durch ungünstige Bodenstruktur usw., eher abgeklärt werden.
Weitere Forschungsarbeiten galten der Blütenknospenbildung, den Befruchtungsvorgängen und der Fruchtentwicklung bei den Obstbäumen. Er befasste sich auch schon damals mit dem wirtschaftlich schwerwiegenden Problem, dass viele Obstbäume nur alle zwei Jahre eine Vollernte hervorbringen (Alternanz). Das führte ihn zur genaueren Erforschung der Bedingungen, die Voraussetzung zur Bildung von Blütenknospen sind. Neben der Einwirkung von Phytohormonen wies er nach, dass die Blütenknospenbildung vor allem von der Zuckerkonzentration in den knospennahen Geweben abhängt. Er verfolgte zudem die verschiedenen Entwicklungsstadien der Früchte in Abhängigkeit der Tätigkeit der Blätter und der Umweltfaktoren sowie Fragen der Reife und Überreife der Früchte. Eingehend wurden auch die Vorgänge in den Geweben der Reben, der Obstbäume und der Kartoffel bei Einwirkung von Kälte während der Vegetationszeit sowie bei der Lagerung der Produkte studiert.
Müller-Thurgau beschäftigte sich auch mit der damals noch in den allerersten Anfängen liegenden Vererbungslehre bei Pflanzen. So vertiefte er sich in die damals in Vergessenheit geratene Pionierarbeit des Pastors Gregor Mendel (1822–1884). Schon 1877 kreuzte er gezielt verschiedene Typen amerikanischer Reben und prüfte die damit erhaltenen Sämlinge auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen Pilzkrankheiten. Hierauf kreuzte er die Spitzensorte Riesling, die für verschiedene Weinbaugebiete zu spät reift, mit den Sorten Sylvaner, Gutedel und weiteren unbekannten, um Nachkommen zu erhalten, deren Trauben früh reifen, gute Qualität und gute Stockeigenschaften besitzen. Die Auswahl aussichtsreicher Kreuzungspartner setzt eingehende Beobachtungs- und Prüfungsarbeiten voraus. Da er als Erster bei Reben verschiedene Sorten kreuzte, musste auch ein zweckmässiges Vorgehen entwickelt werden, wie zum Beispiel Entfernen der Staubgefässe an den Blüten der Muttersorte, Gewinnung von Blütenstaub der Vatersorte, Übertragung der Pollenkörner auf die Narbe der Muttersorte genau im richtigen Zeitpunkt, Schutz vor Fremdbefruchtung, Gewinnung der Samen und Selektion der heranwachsenden Sämlinge während Jahren. Auf diesem Wege gewann Müller-Thurgau eine grosse Anzahl von Sämlingen. Als er 1891 als Direktor der neugegründeten Versuchs- und Lehranstalt Wädenswil in die Schweiz zurückkehrte, wurden ihm einige Monate später die 150 der wertvollsten Zuchtpflanzen von einem Gärtner der Forschungsanstalt Geisenheim überbracht. Zusammen mit seinem Mitarbeiter auf dem Gebiet des Weinbaues, Heinrich Schellenberg, wurden diese Züchtungspflanzen weiter selektioniert und die Besten ungeschlechtlich durch Steckhölzer vermehrt, in Gruppen gepflanzt und während zirka zehn Jahren auf Stockeigenschaften, Ertrag und Weinqualität geprüft. Nach dieser Auslese verblieben noch zwei Zuchtnummern, wobei die Nummer 59 besonders viel versprach. Diese wurde weitervermehrt, so dass grössere Weinquantitäten gewonnen und in einem grösseren Kreis von Fachleuten beurteilt werden konnten. Der Wein wurde als blumig und mit neuartigem Muskatbouquet empfunden. An der Landesausstellung 1914 standen erstmals mehrere Jahrgänge der neuen Sorte zur Prämierung bereit. Sie wurde dann in verschiedenen mikroklimatisch unterschiedlichen Rebbergen angebaut und weiter geprüft. Nach und nach erhielt die erste durch systematische Züchtung erzielte Sorte in der Schweiz, Deutschland, Österreich, Ungarn und weiteren Ländern unter dem Sortennamen «Müller-Thurgau» und in der Schweiz «Riesling x Sylvaner» grosse Verbreitung.
Erforschung der Biologie von Krankheiten und Schädlingen an den Reben und Obstbäumen und deren Bekämpfung
Vor Hermann Müller-Thurgaus Amtsantritt an der Forschungsanstalt Geisenheim 1876 erlitt der Rebbau in ganz Europa schwere Schicksalsschläge. So brach der Echte Mehltau bei den Reben epidemisch über Europa herein und verursachte immer grössere Verluste. Für die sachgerechte Verstäubung des wirksamen Schwefels fehlten Geräte, und es mangelte auch an geeignetem Schwefel. Der damals nicht bekämpfbare Falsche Mehltau war von Frankreich in Deutschland und in die Schweiz eingedrungen. Die Reblaus hatte schon grosse Rebflächen in Frankreich vernichtet und setzte die Zerstörung der Reben in Deutschland und in der Schweiz fort. Eine Bekämpfung dieses Schädlings war damals völlig unmöglich. Müller-Thurgau klärte als Erster den Lebenslauf (Biologie) des Erregers des Falschen Mehltaues ab. Er stellte fest, dass die ausschwärmenden Sporen dieses Pilzes, die auf der Blattunterseite abgesetzt werden, Keimschläuche durch die Spaltöffnungen treiben, so ins Blattinnere eindringen und das Blatt zerstören. Diese Abklärungen des Infektionsvorganges bildeten den Ausgangspunkt für die Entwicklung wirksamer Mittel zur Bekämpfung dieser Pilzkrankheit. Besonders bekannt geworden sind seine Untersuchungen über die gefährliche Rebkrankheit «Rotbrenner», die bisher ungünstigen Witterungsabläufen und gestörten Bodenverhältnissen zugeschrieben wurde. Müller-Thurgau fand nach langdauernden mikroskopischen Arbeiten als Verursacher dieser Krankheit den Pilz Pseudopeziza tracheiphila, der in den Blattnerven wuchert und so den Wasser- und Nährstofftransport unterbindet. Die Ergebnisse wurden in einer Arbeit mit einem Aquarell von befallenen Blättern publiziert, die ein Zeugnis von Müller-Thurgaus grossem Zeichentalent ablegen. Aufgrund dieser Ergebnisse konnte die wirksame Bekämpfung dieser Krankheit mit Bordeauxbrühe im richtigen Zeitpunkt entwickelt werden. Auch die Publikation der erforschten Biologie des Potrytis-Pilzes und über sein Verhalten als Fäulniserreger in unreifen Traubenbeeren und als Verursacher von Edelfäulnis in reifen Beeren ist mit einem berühmt gewordenen Aquarell und mit Zeichnungen von Präparaten unter dem Mikroskop bereichert. Von grosser Bedeutung für den Weinbau war auch die Entdeckung der Kräuselmilbe, des Verursachers der Kräuselkrankheit, gegen die er mit dem Bestreichen der Stöcke mit Schwefelpräparaten vor dem Austrieb eine wirksame Bekämpfungsmethode entwickelte.
Als weitere Forschungsarbeiten seien nur noch diejenigen über die Monilia-Blüten und Zweigdürre bei Apfelbäumen und eine Gleosporium-Krankheit bei Zyklamen erwähnt.
Verbesserung der Qualität des Weines und des Gärmostes
Bald nach seinem Eintritt in die Forschungsanstalt Geisenheim befasste sich Müller-Thurgau mit dem Einfluss von Hefen, Pilzen und Bakterien auf den Wein während der Kelterung und Lagerung. Solche Forschungsarbeiten waren damals erst in den Anfängen. Das Studium dieser Mikroorganismen war vorher praktisch unmöglich, da das erste, für diese Forschungsarbeit unumgängliche Mikroskop erst ganz Ende des 17. Jahrhunderts konstruiert wurde, aber noch sehr wenig vergrösserte und nur ein schlechtes Auflösungsvermögen aufwies. Er konnte auf die ersten Erkenntnisse von Louis Pasteur (1822–1895) und F. Appert über die alkoholische Gärung aufbauen. Er klärte den genauen Vergärungsvorgang im Traubenmost ab, um Möglichkeiten zu finden, denselben zur Verbesserung der Weinqualität zu beeinflussen und zu steuern, um Fehlgärung zu verhindern. So konnte er schon 1882 am Deutschen Weinbaukongress den grossen Einfluss der Temperatur auf den Ablauf des Gärungsprozesses nachweisen und der Praxis Empfehlungen über die Beeinflussung des Temperaturverlaufes und die Weiterbehandlung der Weine nach zu rascher Gärung bei zu hoher Temperatur sowie bei verzögerter oder stockender Gärung bei zu tiefer Temperatur erteilen.
Vor allem interessierte ihn auch, welche Mikroorganismen die verschiedenen Arten von Fehlgärungen und Qualitätsminderungen im Wein und im Obstgärmost hervorrufen. So wies er zum Beispiel nach, lass die als Mannitgärung bezeichnete Störung durch die Tätigkeit besonders des Milchsäurebakteriums hervorgerufen wird. Intensiv verfolgte er zusammen mit Dr. Osterwalder den biologischen Säureabbau, das heisst den durch Bakterien in Weinen und Obstweinen verursachten Abbau von Apfelsäure zu Milchsäure und Kohlensäure, der bei der Entwicklung von Weinen von grosser Bedeutung ist. Er erforschte noch weitere durch Organismen hervorgerufene qualitätsmindernde Veränderungen des Weines wie beispielsweise das Lindwerden, das Schwarzwerden, die Zerlegung des Glyzerins sowie die Abnahme des Säuregehaltes im lagernden Wein. Dabei ruhte er nicht, bis es ihm gelang, die einzelnen Krankheitserreger rein zu züchten und mit denselben die entsprechenden Störungen zu reproduzieren.