生物刺激劑的定義

生物刺激素：一種施用至種子、作物或根系后能夠刺激其自然生長(zhǎng)過程，進(jìn)而增強(qiáng)或促進(jìn)營養(yǎng)吸收、肥料利用效率、作物對(duì)非生物脅迫的耐受性，或提高作物質(zhì)量和產(chǎn)量的物質(zhì)或微生物。

生物刺激劑：生物刺激素的組合產(chǎn)品。

生物刺激素分類

腐植酸：（HumicAcid，簡(jiǎn)寫HA）是動(dòng)植物遺骸，主要是植物的遺骸，經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化，以及一系列復(fù)雜的地球化學(xué)反應(yīng)過程和積累起來的一類有機(jī)物質(zhì)。它是由芳香族及其多種官能團(tuán)構(gòu)成的高分子有機(jī)酸，具有良好的生理活性和吸收、絡(luò)合、交換等功能。

氨基酸及蛋白水解產(chǎn)物：主要是由植物源（種子、農(nóng)作物秸稈）和動(dòng)物源（膠原、上皮組織）殘留物通過酶解法、化學(xué)法或熱水解法得到的產(chǎn)物，以及工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品水解得到的氨基酸、多肽、蛋白混合物以及一些含氮化合物（如甜菜堿、多胺、非蛋白氨基酸）。植物根部通過吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)水解的氨基酸和小肽，調(diào)節(jié)植物的新陳代謝和生理生化反應(yīng)，促進(jìn)種子萌發(fā)與根系發(fā)育，增強(qiáng)營養(yǎng)物質(zhì)吸收，提高植物的抗逆性進(jìn)而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

海藻提取物：在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，有機(jī)物來源的海藻提取物一直被當(dāng)作有機(jī)肥料使用，而海藻提取物具有生物刺激素的功效是近年來才被報(bào)道的。目前商業(yè)中使用的海藻提取物，主要包括多糖類物質(zhì)如海帶多糖、卡拉膠和海藻酸鹽以及它們的分解產(chǎn)物；海藻提取物中的其他成分，如微量元素和大量元素、甾醇類、含氮化合物（甜菜堿、激素等），也具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的功效。海藻提取物通過調(diào)節(jié)農(nóng)作物的新陳代謝和生理功能，促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)，增加生物量進(jìn)而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，能緩解病蟲害，預(yù)防凍害和干旱等非生物逆境，對(duì)農(nóng)作物品質(zhì)也有一定的改善作用。

甲殼素及其衍生物：甲殼素是昆蟲和甲殼類動(dòng)物外骨骼、真菌類細(xì)胞壁的組成物質(zhì)，甲殼類和真菌類是工業(yè)殼聚糖提取物的主要來源。幾丁質(zhì)是海洋甲殼動(dòng)物的外殼和許多真菌細(xì)胞壁的組成成分，是由N-乙酰氨基葡萄糖通過β-1,4糖苷鍵連接形成的線性多聚糖。殼聚糖是幾丁質(zhì)的脫乙?；漠a(chǎn)物，而殼寡糖是殼聚糖的降解產(chǎn)物。幾丁質(zhì)和高分子量的殼聚糖溶解性很差，而低分子量殼聚糖和殼寡糖具有良好的水溶性，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)得到廣泛應(yīng)用。甲殼素和殼聚糖具有生物活性，常被作為植物保護(hù)劑、抗蒸騰劑、生長(zhǎng)刺激素。殼聚糖衍生物作為聚陽離子和脂質(zhì)結(jié)合分子作用于細(xì)胞外，在植物葉面上形成殼聚糖保護(hù)膜，使植物免受病原體侵害。通過增加植物細(xì)胞滲透性來提高營養(yǎng)物質(zhì)吸收，促進(jìn)根系發(fā)育、提高植物光合作用、調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)和誘導(dǎo)植物抗病性。另外，殼聚糖還能抑制土壤中病原菌的生長(zhǎng)，同時(shí)可有效改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

近些年關(guān)于海藻類生物刺激素研究較多，此處不再詳細(xì)描述，具體可查看《一文詳解：海洋性生物刺激素（海藻多糖、海藻寡糖、殼聚糖、殼寡糖）》（點(diǎn)擊即可查看）。

微生物及代謝物：微生物菌劑是指一類富含特定微生物活體的有益真菌和細(xì)菌，可通過其所含微生物的生命活動(dòng)，增加植物養(yǎng)分的供應(yīng)量或促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。常見的微生物菌劑存在于各種不同的環(huán)境中，包括土壤、植物、植物殘?bào)w、水和肥料堆肥。研究表明，微生物菌劑的施入可使土壤中微生物量顯著增加，而增加的這些微生物的活動(dòng)又可以促進(jìn)土壤酶活性的增強(qiáng)，并且可以使土壤難溶性礦物養(yǎng)分得到分解并釋放，與此同時(shí)這些微生物還能分泌植物激素，從而促進(jìn)作物生長(zhǎng)。

微生物在生長(zhǎng)代謝過程中能夠產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物，根據(jù)代謝產(chǎn)物與微生物生長(zhǎng)繁殖的關(guān)系，分為初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物兩類。初級(jí)代謝產(chǎn)物是指微生物通過代謝活動(dòng)產(chǎn)生的、自身生長(zhǎng)和繁殖所必需的物質(zhì)，如氨基酸、核苷酸、多糖等。次級(jí)代謝產(chǎn)物是指微生物生長(zhǎng)到一定階段才產(chǎn)生的對(duì)該微生物無明顯生理功能或并非所必需物質(zhì)，如抗生素、毒素、激素、色素等。用于植物病害生物防治的微生物代謝產(chǎn)物主要是次級(jí)代謝產(chǎn)物。抗病微生物能產(chǎn)生多種抗菌物質(zhì)，包括抗生素、脂肽、多肽、幾丁質(zhì)酶、β-1,3-葡聚糖酶、蛋白酶、纖維素酶、活性蛋白類及揮發(fā)性物質(zhì)等。

植物提取物：植物源生物刺激素是指從植物中提取出來的，具有調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物抗逆、抗病能力，促進(jìn)作物營養(yǎng)吸收等作用的一些高活性物質(zhì)，如甙、酸、多酚、多糖、萜類、黃酮、生物堿等。實(shí)際上，我們常用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑都是根據(jù)植物中提取的活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，人工合成類似物產(chǎn)生的。而植物提取物由于其中的活性物質(zhì)更加天然，與農(nóng)作物的親和力更強(qiáng)，因此表現(xiàn)的調(diào)節(jié)、抗逆等作用更佳。

無機(jī)鹽類：無機(jī)肥一般可以直接被植物吸收，能促進(jìn)植物代謝，激活植物防御反應(yīng)，調(diào)節(jié)植物營養(yǎng)平衡，提高對(duì)非生物脅迫的耐受性等。例如亞磷酸鹽對(duì)植物具有直接的生物刺激作用，對(duì)農(nóng)作物具有增產(chǎn)抗病的功效。研究發(fā)現(xiàn)在一定濃度范圍內(nèi)，亞磷酸鹽有助于植物生長(zhǎng)發(fā)育、提高產(chǎn)量和品質(zhì)。團(tuán)隊(duì)研究表明，與不施用亞磷酸鹽的對(duì)照組相比，當(dāng)施用亞磷酸鉀占肥料質(zhì)量比為3%～6%時(shí)，加快了種子萌發(fā)的速度，番茄葉片中后期株高、莖粗以及果實(shí)中可溶性糖含量都得到顯著提高，作物病害率也明顯下降；當(dāng)施用亞磷酸鉀占肥料質(zhì)量比超過6%時(shí)，番茄的生長(zhǎng)指標(biāo)逐漸降低。

氨基酸、腐植酸、黃腐酸的作用與區(qū)別

氨基酸

氨基酸：（amino acid）是含有氨基和羧基的一類有機(jī)化合物的通稱。生物功能大分子蛋白質(zhì)的基本組成單位，是構(gòu)成動(dòng)植物營養(yǎng)所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì)。氨基酸結(jié)構(gòu)包括氨基基團(tuán)（NH2）、羧基（COOH）和側(cè)鏈，其中側(cè)鏈不同的氨基酸具有不同的性質(zhì)。氨基連在α-碳上的為α-氨基酸,組成蛋白質(zhì)的氨基酸均為α-氨基酸。在植物上的作用之一就是直接參與植物的各種生理活動(dòng)和植物內(nèi)源激素的合成。

作物生長(zhǎng)發(fā)育過程需要各種營養(yǎng)元素、物質(zhì)，這些營養(yǎng)元素、物質(zhì)的吸收數(shù)量、比例以及在體內(nèi)的平衡狀況，對(duì)作物的營養(yǎng)生理影響很大，可直接關(guān)系到作物果實(shí)的品質(zhì)，而氨基酸正是解決這一問題的關(guān)鍵成份，補(bǔ)充植物必需的氨基酸，可以刺激和調(diào)節(jié)植物快速生長(zhǎng)，促使植物生長(zhǎng)健壯，促進(jìn)對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，加劇干物質(zhì)的積累和從植物根部或葉部向其他部位的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和數(shù)量，調(diào)節(jié)大量元素、微量元素以及各 種營養(yǎng)成份的比例和平衡狀態(tài)，從而起到調(diào)節(jié)植物正常生長(zhǎng)的作用。

生產(chǎn)方法

酸水解法：生產(chǎn)成本低，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，采用鹽酸或硫酸進(jìn)行水解處理。

優(yōu)劣

★酸解時(shí)羥基氨基酸（絲氨酸、蘇氨酸）部分被分解；

★堿解時(shí)精氨酸會(huì)脫氨損失，這些氨基酸對(duì)植物有特定的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)作用；

★色氨酸完全被沸酸所破壞，色氨酸是植物生長(zhǎng)素合成前體，損失會(huì)影響植物生長(zhǎng)素含量；

★核苷酸含量低，多數(shù)被破壞；

★生產(chǎn)出的氨基酸中氯離子含量高。

發(fā)酵法：可分為直接發(fā)酵法和添加前體法。

優(yōu)劣

★對(duì)發(fā)酵菌種要求嚴(yán)格；

★產(chǎn)物濃度低，水解度難以控制，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。

酶解法：與酸水解法相比，成本相對(duì)較高。

優(yōu)劣

★氨基酸種類保留比較全面，寡肽含量較高；

★有害物質(zhì)少，有益成分不易被破壞，活性高。

氨基酸(肥)的功能作用

氨基酸肥是以氨基酸作為基質(zhì)，利用其巨大的表面活性和吸附保持能力，在用作肥料時(shí)，會(huì)添加一些植物生長(zhǎng)發(fā)育所需要中微量元素（鈣、鎂、鐵、銅、錳、鋅、硼、鉬等），經(jīng)過鰲合（絡(luò)合）形成的有機(jī)、無機(jī)復(fù)合物；既能保持大量元素的緩慢釋放和充分利用，也能保證微量元素的穩(wěn)效和長(zhǎng)效；能增強(qiáng)植物呼吸，改善植物氧化還原過程，促進(jìn)植物的新陳代謝的良好作用。同時(shí)，還能促進(jìn)光合作用和葉綠素的形成，對(duì)氧化物活性酶類活性、種子發(fā)芽、營養(yǎng)物質(zhì)吸收，根系生長(zhǎng)發(fā)育等生理生化過程均有明顯的促進(jìn)和激活作用。尤其是它與植物的親合性是其它任何一種物質(zhì)所無法比的。

對(duì)于單體氨基酸的功能在此不再一一描述，具體可見之前本人發(fā)表的《一文詳解：氨基酸、肽、蛋白質(zhì)（酶）在植物領(lǐng)域的功能作用》（點(diǎn)擊即可查看）

整體而言，氨基酸的作用如下

★為蛋白質(zhì)合成提供基本成分；

★為植物提供優(yōu)質(zhì)的氮源、碳源和能量；

★為根際微生物提供營養(yǎng)（腐生菌）；

★鈍化多種重金屬元素，減輕其毒副作用，降低肥害；

★對(duì)硝酸鹽也有一定的抑制作用；

★抗逆作用：提高作物對(duì)干旱、高溫、鹽脅迫等耐受能力，尤其小分子肽（少量氨基酸聚合物）能清除自由基、抗氧化、抗重金屬毒害的能力；

★絡(luò)合（螯合）多種中微量元素，為植物提供穩(wěn)定的螯合（絡(luò)合態(tài)）礦質(zhì)元素（鈣鎂鋅銅錳鐵等），能快速被植物吸收和利用。

腐植酸

腐植酸：是動(dòng)植物殘?bào)w經(jīng)過微生物的分解與轉(zhuǎn)化以及漫長(zhǎng)的地球物理化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，所形成的多種高分子有機(jī)弱酸的混合物。富含羧基、羥基、甲氧基、羰基、醌基等多種活性官能團(tuán)。

腐植酸的主要元素組成為碳、氫、氧、氮、硫，是一種多價(jià)酚型芳香族化合物與氮化合物的縮聚物。廣泛分布在低級(jí)別煤炭、土壤、水域沉積物、動(dòng)物糞便、有機(jī)肥料、動(dòng)植物殘?bào)w等中。

生產(chǎn)流程：煤經(jīng)人工氧化(如用空氣、臭氧或硝酸處理)可形成再生腐植酸，如煤用硝酸輕度氧化所得的產(chǎn)物稱為硝基草炭腐植酸專用干燥機(jī)腐植酸。提取的方法是先用酸處理，脫去部分礦物質(zhì)，再用稀堿溶液萃取，萃取液加酸酸化，即可得到腐植酸沉淀。

根據(jù)腐植酸在溶劑中的溶解度，可分為三個(gè)組分:

★溶于丙酮或乙醇的部分稱為棕腐酸;

★不溶于丙酮部分稱為黑腐酸;

★溶于水或稀酸的部分稱為黃腐酸(又稱富里酸)。

常用腐植酸的種類和特性:目前作肥料常用的腐植酸分為褐煤腐植酸、風(fēng)化煤腐植酸、泥炭(草灘腐植酸)。

褐煤腐植酸:是成煤過程中第二階段(成巖作用)的產(chǎn)物，至煙煤階段已不含腐植酸，褐煤腐植酸一般含量在1—85%,褐煤外觀呈褐色，少數(shù)呈黑色，按深淺程度可分為三類：

1)土狀褐煤：煤化程度較淺，碳含量較低，腐植酸含量較高，一般在40%以上；

2)亮褐煤：煤化程度較深，碳含量較高，腐植酸含量較低，一般在1—10%

3)致密褐煤：介于(1)和(2)之間，一般腐植酸含量可達(dá)30%左右。

風(fēng)化煤腐植酸：即露頭煤，俗稱煤遜。一般接近或暴露地表的褐煤、煙煤、無煙煤，經(jīng)過空氣、陽光、雨雪、風(fēng)沙、冰凍等的滲透風(fēng)化作用，而形成的產(chǎn)物。由此過程生成的腐植酸成為風(fēng)化煤腐植酸，也叫天然再生腐植酸，風(fēng)化煤中的腐植酸含量波動(dòng)較大，可以從5--80%不等。

泥炭(泥煤、草炭等)腐植酸：泥炭是成煤的初始階段，又稱泥煤。泥炭中的有機(jī)質(zhì)，是由未分解的植物廢體和腐植酸組成，中國泥炭中腐植酸含量在20--40%。

腐植酸大分子的基本結(jié)構(gòu)是芳環(huán)和脂環(huán)，環(huán)上連有羧基、羥基、羰基、醌基、甲氧基等官能團(tuán)。與金屬離子有交換、吸附、絡(luò)合、螯合等作用;在分散體系中作為聚電解質(zhì)、有凝聚、膠溶、分散等作用。腐植酸分子上還有一定數(shù)量的自由基，具有生理活性。

腐植酸的作用：

1). 直接作用：促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。

2).間接作用

①物理作用

★改善土壤結(jié)構(gòu);

★防治土壤裂化和侵蝕;

★增加土壤持水量，提高抗寒能力;

★使土壤顏色變暗，有利于太陽能量吸收。

②化學(xué)作用

★調(diào)節(jié)土壤PH值;

★改善和優(yōu)化植物對(duì)營養(yǎng)和水份的吸收;

★增加土壤緩沖能力;

★在堿性條件下，是一種天然螯合劑(與金屬離子螯合，促進(jìn)其被植物吸收);

★富含植物生長(zhǎng)所必須的有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì);

★提高有機(jī)肥料的溶解性，減少肥料的流失;

★使?fàn)I養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化成易被植物吸收的狀態(tài);

★能加強(qiáng)植物對(duì)氮的吸收，降低磷的固定，能把深入土壤中的氮磷鉀等元素，保護(hù)盒貯存于土壤中，并能加速營養(yǎng)元素進(jìn)入植物體的過程，提高無機(jī)肥料的應(yīng)用效果，所以說，腐植酸是植物營養(yǎng)元素和生理活性物質(zhì)的“儲(chǔ)備庫”。

③生物作用

★刺激土壤中有益微生物的生長(zhǎng)和繁殖;

★含有多種活性功能基因，可增強(qiáng)作物體內(nèi)過氧化氫酶，多酚氧化酶的活性，刺激生理代謝，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育;

★能減少植物葉片氣孔張開強(qiáng)度，減少葉面蒸騰，從而降低耗水量，使植株體內(nèi)水分狀況得到改善，保證作物在干旱條件下正常生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)抗旱性;

★腐植酸多為兩性膠體，表面活性大，對(duì)真菌有抑制作用，可增強(qiáng)作物抗寒性，易被細(xì)胞膜吸附，改變細(xì)胞膜參透性，促進(jìn)無機(jī)養(yǎng)分的吸收，防止腐爛病、根腐病，減少病蟲害;

★腐植酸可以與微量元素形成絡(luò)合物或螯合物，調(diào)節(jié)常量元素與微量元素的比例和平衡狀況，加強(qiáng)酶對(duì)糖分、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪及各種維生素的合成運(yùn)轉(zhuǎn)?？纱龠M(jìn)酶的活性，使多糖轉(zhuǎn)化為可溶性單糖，使淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪物質(zhì)的合成積累增加，加速各種代謝的初級(jí)產(chǎn)物從莖葉或根系向果實(shí)、種子運(yùn)轉(zhuǎn)，使果實(shí)豐滿、厚實(shí)。

大量研究表明，腐植酸是無機(jī)肥料的摯友，是氮肥的緩釋劑和穩(wěn)定劑，磷肥的增效劑，鉀肥的保護(hù)劑，是中、微量元素的調(diào)節(jié)劑和螯合劑，腐植酸對(duì)化肥有顯著地增效作用。

黃腐酸

黃腐酸：（Fulvic Acid，簡(jiǎn)稱FA）是腐植酸中分子量最小，活性基團(tuán)含量最高的水溶性部分，其功能基團(tuán)相互作用，反映出多種特定的物理化學(xué)特性，進(jìn)入植物機(jī)體后，能發(fā)揮出多種多樣的生理功能，通過抑制或激活酶而作用于植物機(jī)體的新陳代謝，反映出明顯的刺激作用，通過內(nèi)源激素的分泌、調(diào)節(jié)及提高機(jī)體免疫功能而發(fā)揮治療作用。

功能特性

黃腐酸具有腐植酸的一般特性：

1).是它的分子量較小而易被生物吸收利用；

2).是它的功能團(tuán)含量較多，比一般腐植酸的生理活性大，對(duì)金屬離子的絡(luò)合能力比較強(qiáng)；

3).可直接溶于水，其水溶液成酸性。

黃腐酸屬于廣譜植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，也被稱之為生物刺激素，有促進(jìn)植物生長(zhǎng)尤其能適當(dāng)控制作物葉面氣孔的開放度，減少蒸騰，對(duì)抗旱有重要作用，能提高抗逆能力，增產(chǎn)和改善品質(zhì)作用。

功能作用

★激發(fā)作物活性：具有高生物活性功能的未知的促長(zhǎng)因子，能增強(qiáng)了作物細(xì)胞氧化酶活性及其他代謝活動(dòng)。雖然黃腐酸不含激素類物質(zhì)，但使用過程中卻表現(xiàn)出來與化學(xué)合成的生長(zhǎng)素，細(xì)胞分裂素、脫落酸等多種植物激素相類似的作用，且對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有一定的調(diào)控作用；

★增強(qiáng)作物抗逆性：黃腐酸具有抗寒抗旱的功能；

★緩釋肥料：改善化肥及農(nóng)藥利用，改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；

★螯合中微量營養(yǎng)元素：絡(luò)合能力強(qiáng)，提高植物微量元素的吸收與運(yùn)轉(zhuǎn)，使其更好地為植物利用；

★增強(qiáng)抗病性：黃腐酸作為農(nóng)藥增效劑來提高防治效果，但不能替代農(nóng)藥；

★抗絮凝、具緩沖，溶解性好：與金屬離子相互作用能力強(qiáng)。其抗絮凝能力明顯高于腐植酸及同類產(chǎn)品，可溶于pH1~14的任何酸堿性水，在高鈣鎂硬水飽和鹽水中絮凝不沉淀，且穩(wěn)定性好，抗電解質(zhì)能力強(qiáng)。

文章參考：行業(yè)資料

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