生物刺激素是从何而来的？

特普朗大爷

近几年全球农资市场上有一个很火的新名词：植物生物刺激素（Plant biostimulants）。这个由美国教授提出，在欧洲发扬广大的词汇，吸引了全球范围内的各大企业和机构的注意力，植物生物刺激素也在短短几年就形成了一个全世界热点的概念和产品类型。

2018年《全球生物刺激素市场概览及市场开发策略》报告指出，全球生物刺激素市场增长迅速，年复合增长率高达12.5%。其中亚太市场，尤其是中国市场，将是生物刺激素增速最快的市场。




了解生物刺激素
植物生物刺激素官方定义：植物生物刺激素包括一些活性物质和（或）微生物，当应用于植物或植物根系周围时，这些物质和（或）微生物可以刺激植物自然生理过程，以增强或有益于植物对营养的吸收、营养吸收效率的提升、对非生物胁迫的耐受性和农作物品质的提升。
目前全世界公认的植物生物刺激素的产品，从来源上来分，有四大类：
1、海洋来源的，主要包括海藻及甲壳素类物质。
海藻是生长在海洋中的低等光合营养植物，是海洋有机物的原始生产者。相关研究表明，海藻的有效成分与含有的活性物质达66种以上，包括海藻多糖、酚类多聚物、甜菜碱、植物生长素、细胞激动素、褐藻糖胶、甘露醇、有机碘等。


这些物质可以促进植物体内有机物和无机物的上下输送导向，调节细胞的渗透作用，促进作物生长，诱发作物产生抗逆因子，提高机体免疫力活性，增加作物抗病性。可打破休眠，促进植物生长，抑制衰老等。另外，海藻酸还具有破除土壤板结、延缓盐渍化的作用。


甲壳素是一种从海洋生物如虾类、蟹类等的外壳提取而来的物质，其脱乙酰基以后可得到壳聚糖，进一步酶解以后得到壳寡糖，又叫氨基寡糖素，里面有单糖一直到壳十糖，每一种糖类都有其一定的功能性，直接溶于水，99%以上可以被农作物吸收利用。

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甲壳素类物质主要是通过激发植物自身的免疫反应，使植物产生酚类化合物、几丁酶、葡聚糖酶、木质素、植保素、等相关蛋白以提高作物的抗逆抗病能力，从而起到抗逆、抗病虫和增产的作用。
海洋来源的生物刺激素产品以欧美等发达国家为代表，这地区海洋资源丰富，研究时间较长，工艺与应用方面都已经有了较长历史，产品技术比较成熟。国内虽然也有一些相关产品与技术，但是我们起步晚、资源不足，整体来说还是不及欧美地区。
2、矿物源、发酵产物，主要包括腐殖酸、氨基酸等
这类物质其实在国内已经有了较长及较广的应用，比如咱们经常用的氨基酸叶面肥，水溶肥等等，只是之前较多的都归类为肥类。
腐植酸是，是动植物遗骸，经过微生物的分解和转化，以及一系列的化学过程和积累，而形成的一类有机物质。可刺激作物生长、提高作物产量和品质，具有良好的化学活性和生物活性。


腐植酸中，最具生物活性的就是黄腐酸，既溶于水又溶于酸的部分称为黄腐酸。黄腐酸又名富里酸，因其呈黄色而得名，易溶于水，应用于植物或植物周边可以起到调节作物生长，减少作物蒸腾，改良土壤，保水抗旱等作用。


氨基酸是构成蛋白质的基本物质，是作物生长发育必须的物质。
①氨基酸是构成植物细胞以及各种酶的基本单位，对作物施用可以促进叶绿素的合成，氨基酸中，氮元素含量很高，而且能被植物之间吸收，因此可以快速补充营养。


②氨基酸是很多物质合成的前体或中间物质，如生长素类内源激素等，因此施用氨基酸可以起到促进萌发，调节生长等作用，同时氨基酸在作物中结合合成多肽类物质，通过螯合作用可以提高作物对大中微量元素的吸收与利用。


③多种氨基酸都与植物抗逆相关，这些氨基酸可以通过调节气孔开合，细胞渗透压等减少作物的蒸腾作用，减缓逆境对作物带来的危害。
3、微生物源的，主要包括对植物有益的微生物及其代谢产物。
其实微生物这块，生物农药与生物刺激素的界定比较模糊，很多具有调节作物生长以及周边环境的微生物会归类的到生物农药范畴。原理主要是通过筛选出有活性的微生物或代谢产物，与病菌竞争或刺激作物提高免疫力，达到促进作物生长，改良土壤，提高作物抗逆抗病虫等作用。




4、植物源的，主要是指从植物中提取的活性物质
植物源生物刺激素是指从植物中提取出来的，具有调节作物生长发育，提高作物抗逆、抗病能力，促进作物营养吸收等等作用的一些物质，如甙、酸、多酚、多糖、萜类、黄酮、生物碱等。植物源生物刺激素取于植物用于植物，与农作物具有最高的相融性，因此作为生物刺激素来说效果最好。




国内对具有农药活性植物的筛选，并在进一步扩大筛选范围
实际上，我们常用的植物生长调节剂都是根据植物中提取的活性物质的结构，人工合成类似物产生的。而植物提取物由于其中的活性物质更加天然，与农作物的亲和力更强，因此表现的调节、抗逆等作用将会更佳。


比如全球著名的Marrone Bio Innovative公司从中药材虎杖（Reynoutria sachalinensis）中提取的活性物质，可以通过触发作物产生抗病生物化学物质（诱导系统抗性）起到防治作物病害的效果，同时增强作物健康、产量以及品质。
国内成都新朝阳作物科学有限公司筛选了200多种植物，获得了一系列活性物质，比如百里香提取物、苦皮藤提取物、藜芦提取物等等，这些植物提取物均具有不同程度的调节作物生长，增强作物抗病、抗逆能力，提升作物产量与品质的作用。

成都新朝阳植物源农药对200余种植物进行农药活性筛选

我国的植物提取物产业，由于受到传统中医药文化的影响，具备独特的发展优势。凭借着丰富的资源优势和技术优势，我国现已成为世界上最重要的植物提取物供应地之一。
植物提取物是生物医药的核心原料和产品，目前被广泛应用于植物药、食品添加剂、功能性食品、化妆品等生产领域。但是我国起步较晚，缺乏国外相关技术。我国是世界上公认的植物药大国，却不是植物药强国，在国际植物提取物市场上我国所占的份额不足10%，提升空间与潜力巨大。


2010-2018年中国植物提取物行业供需平衡情况（资料来源：中国产业研究报告网）


2010-2018年中国植物提取物行业出口及占比（资料来源：中国产业研究报告网）
我国具有得天独厚的植物源生物刺激素资源，欧美等国家各行业使用的植物提取物资源80-90%都来源于中国、印度等亚洲国家和地区。
因此，这些植物中提取的活性成分如果作为生物刺激素在亚洲地区的农业上应用时，由于植物生长气候相似，这些活性物质对于作物的相融性会更高，表现的效果将会更好，因此亚洲植物源生物刺激素市场前景巨大。