《Scientifica》：Foliar Application of a Biostimulant Based on Fermented Pomegranate Waste Increases Tomato Yield in Greenhouse
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本文推荐一项创新研究：通过黑曲霉（Aspergillus niger）M4菌株液态发酵石榴果渣（PGW），开发出一种富含酚类化合物（PhC）及抗氧化活性的生物刺激剂（Biostimulant）。叶面喷施该发酵提取物（FPE）可显著提高番茄作物产量（34%）及果实内番茄红素含量（32%），并改善果实矿物质组成（如钙、硒等）。该研究为农业废弃物高值化利用及可持续农业发展提供了新策略。
引言
全球人口增长与气候变化对农业生产提出严峻挑战，作物常遭受生物与非生物胁迫，影响产量及果实营养品质。植物通过合成酚类化合物（PhC）等次级代谢产物构建抗氧化防御系统，以清除活性氧（ROS）。生物刺激剂作为能够增强作物抗逆性、提升产量与品质的化合物，近年来受到广泛关注。石榴果渣（PGW）富含水解单宁（如安石榴苷、鞣花酸）等PhC，具备开发为高效生物刺激剂的潜力。本研究旨在通过微生物发酵技术改性PGW，评估其作为叶面喷施生物刺激剂对温室番茄生长、产量及果实品质的影响。
材料与方法
以石榴加工副产物PGW（主要成分为外果皮与中果皮）为发酵底物，采用黑曲霉M4菌株进行液态发酵（改性Czapek-Dox培养基，30°C，175 rpm，240 h）。监测发酵过程中还原糖、生物量、总酚含量（TPC）、缩合单宁（CTC）及抗氧化活性（DPPH法）的动态变化。发酵96 h后提取发酵液，设置4个处理（T0：空白培养基；T1-T3：FPE喷施浓度分别为0.75、1.50、3.00 L·ha–1），在番茄关键生育期（移栽后5、20、35天）进行叶面喷施。测定植株农艺性状（株高、茎粗、生物量等）、果实产量及品质指标（硬度、可溶性固形物TSS、番茄红素、矿物质含量等）。
结果
发酵动力学显示，PGW经黑曲霉发酵后，还原糖含量在120 h达峰值（7.231 mg·mL–1），TPC在48 h最高后逐步降解，CTC显著增加（发酵96 h后提升162%至30.43 mg CE·gds–1），抗氧化活性在发酵后期显著增强。矿物质分析表明，发酵提取物中磷、镁、硫、锌含量分别提升22%、50%、38%和67%，铁含量因多酚螯合作用下降23%。叶面喷施FPE可显著促进番茄生长：T3处理（3.00 L·ha–1）使株高、叶片数分别增加8%和6%，产量提升34%。果实品质方面，FPE处理提高了果实硬度（T2处理达6.05 kg·cm–1）、TSS（T3处理为5.35 °Brix）及番茄红素含量（T3处理为1.76 mg·g–1，较对照增加32%）。矿物质分析显示，T3处理果实中钙、钠、硒含量分别增加59%、112%和14%，有助于提升果实营养价值。
讨论
PGW发酵提取物中丰富的PhC（如儿茶素、安石榴苷）及其抗氧化活性，可能通过增强植物抗氧化防御系统、促进细胞壁木质化及调控初级代谢途径，进而改善作物生理状态与果实品质。发酵过程实现的矿物质改性（如锌、镁富集）进一步强化了提取物的生物刺激功能。本研究首次将石榴废弃物发酵提取物应用于番茄栽培，证实其通过叶面喷施可有效提升产量与营养品质，为农业废弃物资源化提供了技术路径。
结论
黑曲霉液态发酵可高效转化石榴废弃物，生成富含酚类化合物与抗氧化活性的生物刺激剂。叶面喷施该发酵提取物能显著提高温室番茄产量、改善果实品质（如硬度、糖度、番茄红素及矿物质含量），为开发高附加值农业投入品及推动循环农业提供了科学依据。
