生物刺激素发展现状与前景

生物刺激素发展现状与前景摘要生物刺激素是一种可以提高植物产量与质量的一种物质。它可以提高作物吸收营养的能力，提高植物的存活率、耐非生物胁迫、营养利用率。食品安全问题是重大基本民生问题。而生物刺激素在现代的主要用途是作为化肥的一种原料，因此人们对其愈加重视。生物刺激素会影响人的身体健康，因此我们要加强对生物刺激素的研究与应用，对社会做出贡献。在本文中主要介绍了生物刺激素的定义、法规、分类、应用与前景。本文简单介绍了生物刺激素在国际上普遍认同的定义与法规以及几种生物刺激素的简单制备方法，以及生物刺激素的优点与作用。关键词:生物刺激素农作物欧盟法律海藻提取物1前言生物刺激素是可以提高农作物产量和品质的一系列有机、无机化合物或微生物产品。［1］对于生物刺激素，各个国家都还没有准确规定它是肥料还是农药。但是，以目前的情况来看，将生物刺激素应用于土壤、种子、植物或者培养基时，它可以提高其吸收营养的能力，在植物的生产率和生长中发挥巨大的作用。。在2015年，欧洲生物刺激素产业联盟给出了一个普遍定义，“一类物质或微生物，当被应用于植物叶围成或根围时，具有刺激植物体内自然的生理过程，以提高营养吸收、营养利用率，耐非生物胁迫及提高作物品质，且功效与其营养成分相独立。”但是不同的地区对于生物刺激素又有不同的定义。因此下面我从生物刺激素的定义、法规、分类、应用、前景等几个方面分别进行阐述。从而带领大家来更好地了解生物刺激素，了解生物刺激素的优点。2生物刺激素定义与法规近几年，生物刺激素行业的发展看似波澜不惊，但是它一直再默默的发展。在自身发展的同时，它还推动了相关行业的发展。比如，越来越多的化肥公司通过生物刺激素取得突破性飞跃。生物刺激素的发展为我们的生活、工业带来了巨大的利益。但是，对于生物刺激素我们也存在着一些困扰。通过对比国内外的关于生物刺激素的产品，我们可以发现世界各个国家以及各个联盟对于生物刺激素的概念、认识以及法规上存在着巨大的差异。因此我们来了解一下各个地方的对于生物激素刺激素的认识与法规。首先，生物刺激素作用机理以及产品组成让中国认为化肥可以含有生物刺激素。在国内，以新型肥料的名义登记的生物刺激素占了最大一部分，对于微生物产品，以微生物肥料和菌剂为主。以农药的名义登记的有氨基寡糖素、蛋白（多肽）产品等。2012～2015年，中国的生物刺激素类肥料登记数量增加了近3倍，2012～2015年含生物刺激素的肥料登记数量增加了1.8倍。目前，国内的市场还没有一个准确的标准。农产品在欧盟的立法中分为两大类，一类是营养剂（肥料），可以为植物提供营养，其法案是欧盟肥料法（ECNO.2003/2003），另一种法案是欧盟植物保护剂法（ECNO.1107/2009），它应用于活性物质，除草剂，增效剂使用的农药，安全剂，激素类物质等植物保护剂。［2］生物刺激素不同于营养剂，也不完全等同于植物保护剂。因此，这两个法案都不是完全适用于植物刺激素。因此，欧洲各机构都在商议一个更好的法规。经过长达三年的商议，欧盟通过了《肥料产品法规》（FPR）（EU）2019/1009，并且成为首个将植物用生物刺激素单独分类的组织。［3］《肥料产品法规》于2019年7月15日生效，于2022年7月16日起全面实施。该法规统一了欧盟的肥料产品标准，促使了生物刺激素肥料在欧盟地区的流通与发展。并且，这一法规明确了农药不包含生物刺激素。该法规还限制了部分重金属的含量，减少环境污染。新法规还在试行当中，《肥料产品法规》在未来可能结合现状做出相应的调整、改进。在2018年，美国农业法案草案给出一个定义，“一种物质或微生物当应用于种子、植物或根际时，会刺激自然过程，以增强或有益于养分吸收、养分效率，提高对非生物胁迫的耐受性以及作物的品质和产量。”［4］该定义为植物生物刺激素在美国的发展跨出了重要一步，它使得人们更加了解生物刺激素，并且为研究和使用生物刺激素做出了巨大的贡献。该法案设立的定义很大程度上与欧盟的定义基本一致，这也利于生物刺激素产品在欧盟的流通与合作。在2019年，美国正式签署了生物刺激素法规，这也是美国首次签署的生物刺激素法规。这一行为代表了美国对于生物刺激素的认可，同时，该法规的签署也会为美国的农业带来新的发展。但在2019年，美国环保署发布草案建议农药包含生物刺激素。对于这一政策大多数人并没有意识到，并且有的人对此感到疑惑。他们认为该草案将肥料、生物刺激素、生长调节剂混为一谈。随着生物刺激素定义的确定与发展，生物刺激素在各个国家也愈加被重用。各种生物刺激素也被登记，并且确定了其性质与功效。例如，法国登记了生物刺激素Phylgreen，其来自于液态海藻的提取物，该海藻可以产生多种抗胁迫性活性物质。该生物刺激素采取了冷萃取方式，［5］是一种较温和的提取技术，并且不添加任何化学物质，更加的天然无害。萃科生物刺激素Phylgreen的登记为生物刺激素的发展又迈出了坚定的一步。我们共同期望生物刺激素发展的道路愈加顺畅。通过上述内容，我们已经了解到了生物刺激素的定义，以及它在各个国家的法规的不同点与相同点。那么，在下面的文章中我们就来了解一下生物刺激素的分类。3分类生物刺激素种类也未进行确定划分。国际上，一般将生物刺激素分为八类:腐植酸、有益化学元素、无机盐（包含亚磷酸脂）、海藻提取物、复杂有机材料、甲壳素和壳聚糖衍生物、游离氨基酸、抗蒸腾剂和其他含氮物质等，引起了业界极高的关注。［6］但是，在国内，以上8类物质被归为农药中的植物生长调节剂和肥料中的功能性肥料。3.1腐植酸类腐植酸是一种有机高分子化合物，它是天然物质，并且腐植质的主要组分亦是腐植酸。腐植酸具有吸水、蓄水功能。同时，它具有较强的螯合能力和吸附缓冲性，可以提高土壤中的养分利用率，缓冲酸碱危害。腐植酸类可以改善土壤结构，加入腐植酸可以提高土壤有机，促进土壤团粒形成。腐植酸可以刺激作物根系生长，增强根系吸水能力，加强植物自身生理调节功能，提高作物抵御不良环境的能力。同时研究表明，叶面喷施腐植酸液肥可以降低气孔导度，减少水分蒸腾和损耗。3.2海藻提取物海藻中富含大量的微量元素，多种陆地植物缺乏的多糖类物质，同时海藻体内存在多种植物激素，如生长激素，细胞分裂素，赤霉素，脱落素，乙烯。藻类植物生长迅速，生活于水下，因此海藻提取物是一种非常优质的生物刺激素。并且它的优点在于容易被吸收，可以直接作为植物细胞的营养，起效迅速，并且可以促进植物快速恢复。3.3氨基酸类氨基酸是构成蛋白质的基本单位，同时是生命活动有关的基本物质。氨基酸存在于肥料当中，它作为构成蛋白质的最小分子，易于被农作物吸收，并且提高施肥对象的抗病性，改善农作物产品的数量与质量。为植物使用的氨基酸可以使种籽提早发芽，提高出苗率，并且使植物根系发达，增强吸收力，可以刺激植株地上部分营养体生长旺盛，提高果实的产量。同时氨基酸肥在呼吸强度、光合作用、酶活动增强等表现出显著的作用。［7］3.4糖醇物质韧皮部汁液中存在糖醇物质，这也是糖醇物质最早被发现的地方。糖醇物质可以作为载体，解决营养物质的运输慢问题。同时糖醇物质可以解决部分营养物质易于被固定的问题。糖醇物质可以进行植物细胞的渗透调节，从而使植物适应逆境，比如干旱、洪涝等条件。糖醇物质可以加强对活性氧的抗性，提高植物活性，从而减少植物损伤。生物刺激素被分为了四个大类，在这四个大类当中包括许多生物刺激素。对于部分生物刺激素，我们再来进行进一步的了解。4生物刺激素应用在前文中提到过的海藻提取物也是生物刺激素的一种。海藻中存在细胞分裂素，生长素及脱落酸等物质。海藻生物刺激素可以改善植物生长环境，促进植物生长，提高植物抗逆性。于2017年8月，广东省进行了一项实验，将海藻生物刺激素应用于甘蔗，实验后发现海藻生物刺激素可以使甘蔗植株增高，茎径和产量提高。但是对甘蔗糖分影响较小。同时海藻生物刺激素对于甘蔗具有一定防虫害效果，可以有效减少虫害。［8］因此使用海藻生物刺激素对于甘蔗来说，为其带来了巨大的经济效益。可以推行海藻生物刺激素在甘蔗上的使用。2019年，青岛农业大学申请了一种生物刺激素。它包含秸秆萃取液，氢氧化钾、黄腐酸钾、磷酸、聚磷酸铵、改性腐殖酸、尿素等成分。该生物刺激素是基于作物生物生理化的理论，通过改性腐植酸和黄腐酸钾螯合，增强生物刺激素中元素的稳定性；通过添加秸秆萃取液来提高土壤的缓冲性与阳离子交换的含量；通过添加聚磷酸氨来增加稳定性与缓冲性，并且提供磷元素；通过添加改性腐质酸和秸秆萃取液，可以增加土壤中有机含量与增强土壤结构。该生物刺激素最优使用方式是将其加入灌溉当中，因为它应用时应当稀释850～950倍为最佳。［9］该生物刺激素还可以提高土壤的pH值，并且在使用方式上方便、快速。易于被作物吸收，具有良好的发展前景。2019年9月29日，黄河三角洲京博化工研究院有限公司申请了一种新的生物刺激素，该生物刺激素的原料主要为牛肉膏。将牛肉膏加入磷酸氢二钾、工业用水、EM军妓进行厌氧发酵。24小时后，降温度降至30～35℃，继续厌氧发酵七天。然后用巴氏灭菌原理进行灭火，再向菌液中依次加入不低于0.3%的铜离子，不低于0.5%的二价铁离子，不低于0.4%的二价锰离子，不低于0.8%的锌离子，最后得到该生物刺激素。［10］在生物刺激素的获得方法是生物发酵，该方法没有化学添加。并且在这个制备过程中没有废水、废渣的产生。该过程既安全又环保，是一种值得推荐的生产生物刺激素的方法。该生物刺激素可以促进辣椒株高的生长，增加径粗，从而促进辣椒的生长。该生物刺激素还可以提高芹菜的株高增长率，提高芹菜的叶厚增长率。因此该生物刺激素可以明显提高蔬菜等作物的成活率、株高以及径粗等。该生物刺激素对作物的生长具有显著的促进作用。这些都是生物刺激素应用的例子，现在，生物刺激素已经在600多种作物上使用，它可以提高作物产量5%～10%，肥料增效为5%～25%，使用农药量减少10%～15%。并且改善作物品质性状特征，例如坐果、颜色和作物大小在某些情况下可提高15％。［11］在2016年，欧洲使用生物刺激素最多，在2017--2020年，亚太地区的生物刺激素应用将快速增长。在2018年，中央一号文件的发出，让我们实施了对生物刺激素的优惠政策，如税收减免，补贴等。并且我国根据绿色发展道路理念调整生物刺激素发展战略，建立标准与规范，促进国内生物刺激素市场安全。近三年，我国登记的生物刺激素肥料增加了近两倍，接近3000～4000种。5生物刺激素发展前景生物刺激素有着类似化肥的功效。生物刺激素可以提高农产品质量与数量，可以促进农作物生长，提高对营养物质吸收率。使用含生物刺激素的化肥可以减少环境污染。并且在许多化肥当中已经加入了生物刺激素，因此生物刺激素的发展前景十分友好。例如，在施丹利农业集团总部，众多欧洲与北美等地的标准制定单位代表齐聚一起对生物刺激素的标准、生物刺激素的发展道路进行讨论。生物刺激素发展非常迅速，与此同时，我们也要注意生物刺激素的质量与效果问题。生物刺激素对植物的使用时间段、使用剂量问题也在大家的重点关注范围之内。同时生物刺激素的表现是否稳定也是一个重大问题，这都需要我们一步步的去探索。对于现有的政策与标准，不断的进行调整与整改，寻找更符合国家利益，人民利益的政策与标准。同时我们也期待发现更多生物刺激素的种类与机理，将其运用到市场当中，从而推动我国农业经济上的发展。2017-2020年，在全球范围内的生物刺激素产品将增加10亿～20亿美元，中国将增加2～3亿美元。未来，中国可能成为最大的生物刺激素产品市场。

参考文献［1］刘秀秀，冯小亮，吕东波，生物刺激素在农业中的应用现状及发展前景，南方农业，2017（11）,14［2］宋日，吴春胜，牟金明，等，深松土对玉米根系生长发育的影响［J］，吉林农业大学学报，2000（4）；73-75［3］郑丽，欧盟首将植物用于生物刺激素单独分类，中国农资，2019（7），8［4］查雅楠，美国农业法案草案首次定义植物生物刺激素，中国农资，2018（4）［5］郑丽，萃科