近年来，生物刺激剂无疑是农资市场上的热词，随着种植者对作物品质提升需求的日益强烈，生物刺激剂的应用范围也越来越广泛，尤其是在经济作物领域。同时我们也发现，在新兴的特种药肥领域中，生物刺激剂更是备受追捧，那么，生物刺激剂到底有何功效？在药肥市场中生物刺激剂的应用前景到底如何？对于生物刺激剂的提取还有哪些新的思路？

    生物刺激剂既不是农药，也不是肥料，而是一种包含某些成分和微生物的物质，在施用于植物或者根围时，其功效是对植物的自然进程起到刺激作用，而与营养成分无关。国际市场一般将生物刺激素分为八类，包括腐植酸、复杂有机材料、有益化学元素、无机盐（包含亚磷酸酯）、海藻提取物、甲壳素和壳聚糖衍生物、抗蒸腾剂、游离氨基酸和其他含氮物质。

生物刺激剂的具体分类

    生物刺激剂具有促进作物生长、提高养分吸收和利用效率、清除污染土壤中的重金属、减少土壤养分损失、提高种子萌发率、诱导植物防御性生物分子的生物合成、提高收获产品的外观质量、诱发对生物和非生物压力源的耐受性、延长易腐烂产品的保质期、改善根系发育、提高作物产量、刺激植物的免疫系统等功能，目前已在超过600种作物上得到应用，尤其是对于经济作物来说，应用生物刺激剂已经成为作物健康保障的刚需。

    另一方面，随着药肥行业的快速发展，在药肥中应用生物刺激剂也便成为了众多企业的优先选择。实质上，生物刺激剂应用的根本出发点是为了协同营养和植物保护剂，维持作物健康生长。虽然生物刺激剂不属于植物保护剂或者肥料，但具有二者的功效，因此生物刺激剂在药肥市场中具有相当大的应用前景。

    同时，根据市场的反馈，我们也了解到，随着农作物所面临外部环境不断变化，现有药肥产品也需要不断更新、不断办理新化合物的登记证，来应对种植过程中所面临的多种问题，这便无形中增加了施用成本。针对此，我们发现，生物刺激剂的抑病性功能，可以为药肥企业的研发拓宽思路。通过生物刺激剂增加作物的抗逆性、抑病性等功能，与农药良好的耦合，实现对作物健康的双重保障目的。

    陈清教授列举了下面几种生物刺激素材料的特点及作用机理，可能在药肥市场上能发挥很好的作用：

    1. 海藻提取物 

    海藻提取物可从非生物胁迫及生物胁迫两方面影响植物抗病性。在非生物胁迫过程中，大多是施加海藻提取物后，植物本身吸收有效物质，产生了相应的基因转化，或合成新的酶，以应对外界环境变化，进而产生抗病性。而生物胁迫大多是海藻提取物中的有效物质，直接干扰致病生物生长，进而使植物保持良好生长。

    2. 植物根际促生菌  

     植物根际促生菌（PGPR）可以改善植物生长，控制植物病原体，提高植物对养分和矿物质的吸收，增强植物对各种生物胁迫的抵抗力和对非生物胁迫的耐受性，常见的植物根际促生菌有假单胞菌和枯草芽孢杆菌。

常见的几种植物根际促生菌（PGPR）及其对作物的影响（Hamid et al., 2021）

    3.微生物次生代谢产物    

    微生物次生代谢产物可以缓解植物面临的各种非生物和生物胁迫，下图是其主要作用机制。微生物次生代谢产物通过种子萌发、土壤渗透以及叶面喷施等方式应用，通过调节植物体内的酚类化合物、激素、铁载体、脂肽、萜类化合物、吡喃酮类等，进而提升抗氧化剂酶表达/活性、光合作用/光合色素、诱导系统抗性、渗透物的产生以及谷胱甘肽的水平，进而缓解植物所面临的昆虫、植物病原体等生物胁迫，以及干旱盐渍化、重金属污染等非生物胁迫过程，最终提高植物在胁迫下的抗性以及作物的产量和质量。

微生物次生代谢产物缓解植物面临的各种非生物和生物胁迫机制（Reda et al., 2021）

    4.甲壳素及其衍生物    

    甲壳素具有许多有益的作用，如促进植物生长、改善植物营养以及调节和提高植物对非生物和生物胁迫的抵抗力。但由于甲壳素的疏水性和不溶性，甲壳素的单一应用受到限制。因此，必须考虑各种转化，以便通过与其他化合物的络合或纳米纤维化，使其对植物的有益作用增值。

     壳聚糖的有益活性主要与增加的光合活性、对干旱、盐度和极端温度等非生物胁迫的耐受性，以及增加的抗氧化酶活性和防御基因的表达有关。

     低聚壳聚糖的主要活性与次级代谢产物生物合成的诱导和通过信号感知和转导、防御基因的表达以及最终保护性次级代谢产物的积累激活植物天然免疫有关。

甲壳素及其衍生物的重要作用（Shahrajabian etal., 2021）

    5.活性肽

    可调节生物体生理功能的多肽称为生物活性肽。与蛋白质相比，活性肽更容易被吸收利用。同时活性肽还有较好的酸、热稳定性，水溶性及粘度随浓度变化缓慢等优点，可以作为功能因子进行应用，尤其是水溶性好的小肽，具有良好的抗菌、抗病毒性能。Eugene et al.（2020）研究表明，施用不同药用植物活性肽在培养后的96h、120h和144h监测，能够显著降低马铃薯晚疫病的发生。

施用不同药用植物活性肽对马铃薯晚疫病的影响情况（Eugene et al., 2020）

大白屈菜碱，PE -Cm；菊粉，PE-Ih；普通马尾，PE-Eqi ；月桂，PE- Ln；绿茶，PE-Cs ；贯叶连翘，PE-Hp；以及三种植物的混合物（榄香烷、大白屈菜碱和普通马尾），PE- Pm。

     6.亚磷酸盐

    亚磷酸盐在国际上已经被用作为杀菌剂，其抗病作用是一种后天获得的系统性抗病（SAR）和诱导系统性抗病（ISR）共同作用的结果，是广义生物防治的一种。作物施用亚磷酸后，可被作物叶片及根系快速吸收，运送至植株体内，发挥其直接杀菌功能，同时启动抗病防御系统，当病原菌入侵植株时，刺激植株产生植物防御素，进而产生抗病能力。Lobato et al.（2008）研究表明，亚磷酸盐对马铃薯晚疫病有一定抗病作用；亚磷酸盐能够减轻种薯块镰刀菌引起的干腐病，其中普通抗病品种喷施亚磷酸钾和亚磷酸钙之后，病情指数平均分别减少55%和75%。

     7.一些特殊的有机酸

     针对我国农业生产中严重的连作障碍问题，中国农业大学左元梅教授课题组经过十余年研究，在作物分泌物中筛选得到一些特殊的有机酸，复配的有机酸能够提高抗线虫的基因表达和酶的活性，添加到水溶肥中，会随着水溶肥的施入，在整个作物生长周期形成良好的根区保护系统，进而增强植物防御线虫侵染抗性，调控有益线虫增加。

    研究通过调控线虫-作物正向互作的方式，进而实现全生育周期防控线虫和绿色环保。经过试验验证发现，复配该有机酸的功能性水溶肥能够显著抑制线虫对作物的侵染危害，促进作物生长并提高作物的产量和品质，实现环境生物友好的独特性和持续性，未来将会成为市场上线虫绿色生物防控的主流技术和产品。

中国农业大学左元梅教授课题组研究成果

    除了从植物体内能够提取到生物刺激剂外，目前也有结果表明，从农业废弃物中可以提取到生物刺激剂，将其应用在功能性肥料中，不仅能够对作物生长起到促进作用，同时能够节约成本，实现废弃物的资源化利用，一举多得。例如：有研究表明，牛粪经蚯蚓处理后具有促生抗病能力；经课题组研究证实，应用沼液浓缩液后能够显著抑制尖孢镰刀菌菌丝生长和黄瓜枯萎病的发病；一些玉米生化提取浓缩液具有促进根系生长、提高肥料利用、提高微生物活性、增强抗逆能力等功能；同时一些豌豆基聚谷氨酸发酵液具有吸水特性、生物可降解性、螯合性，并可作为肥料增效剂施用。

目前，陈清教授课题组的研究主要从相对稳定可靠的工业副产品中分析其活性物质的含量，并从其表观生长情况和对土壤养分及微生物的影响来判断其应用的可能性，根据肥料登记的标准要求，通过配方和工艺的筛选将这些工业副产品应用到功能性肥料中，在种植环节，结合套餐施肥，做到精准施肥。 

文章来源：农资导报