近年來,以腐植酸、甲殼素、魚蛋白、海藻酸等為代表的生物刺激素類產品,正逐漸從歐美走向中國,成為助力化肥、農藥提質增效的一大利器。業內人士認為,生物刺激素已成為農資企業爭相搶灘的農資藍海。
身份界定 仍然模糊
據了解,歐洲生物刺激素產業聯盟曾于2012年7月給出定義:生物刺激素是一種包含某些成分和微生物的物質,這些成分和微生物在施用于植物或者根圍時,可以對植物的自然進程起到刺激作用,包括加強或有益于營養吸收、營養功效、非生物脅迫抗力及作物品質等,但與作物本身的營養成分無關。
“其實生物刺激素并不算是新事物,像腐植酸、微生物肥料等,在我國已經有很長的應用歷史了,只不過沒有明確進行定義和歸類而已。”農業部全國農業技術推廣服務中心首席專家高祥照這樣說。
據高祥照介紹,生物刺激素在中國早有應用,它不同于激素,兩者之間存在顯著差別。首先,生物激素是作物固有的,可以自身合成,而激素通常是運用某些生產工藝加工而成;其次,生物刺激素產品可間接促進植物生長,通常情況下過量使用不會造成太大危害,而激素產品用不好會造成很大危害。因此,用現有的激素概念來解釋生物刺激素是不合適的。
全國肥料和土壤調理劑標準化技術委員會段路路認為,嚴格意義上講,生物刺激素既不完全屬于肥料,也不完全屬于農藥。它處于肥料和農藥的邊緣,目前農藥中的植物生長調節劑、肥料中的功能性肥料等都可以歸屬于生物刺激素的范圍里。
國家化肥質量檢驗中心(上海)副主任商照聰告訴記者,生物刺激素并不屬于植物保護劑或者肥料,但又具有植物保護劑和肥料的功效。目前,我國生物刺激素正處于研究階段,市場上對于其定義以及作用功效存在一定的誤區。生物刺激素產業要發展,必須先弄清生物刺激素的定義、作用機理和適用范圍。生物刺激素主要適用于葉面、土壤和種子,作物包括谷物、豆類、水果和蔬菜。
中國植物營養與肥料學會理事長白由路認為,生物刺激素包括微生物制劑及提取物、水解和消化的動物殘體、胡敏酸和富里酸、海藻及植物提取物、無機及合成產品等,可以通過刺激植物實現增加營養吸收、提高營養效率、提高抗性等作用,在國內化肥提質增效的關鍵時期有望發揮重要作用,亟待深入研究。
雖然對其身份的界定仍顯模糊,但對植物具有生理活性、非肥料非農藥、對植物生長有益等觀點已得到業內對生物刺激素的認同。“目前市場上的腐植酸、復雜有機材料、有益化學元素、無機鹽、海藻提取物、甲殼素和殼聚糖衍生物、游離氨基酸以及其他含氮物質等,都屬于生物刺激素家族的一員,它們對植物生長的促進作用已經得到了廣泛驗證。”商照聰補充說。
多重功效 已獲認同
據了解,目前全球生物刺激素市場估值在13億美元左右。其中,中國生物刺激素市場約為2億美元。預計到2020年,生物刺激素產品全球市值將達到20億~30億美元,年增長率在10%以上。未來3~5年內,中國生物刺激素市值也將達到4億~5億美元。中國極有可能成為未來生物刺激素應用的最大市場。
雖然不是農藥也不是肥料,但生物刺激素卻可以解決肥料和農藥解決不了的問題,特別是當植物遇到非生物脅迫因素所造成的生理性病害或氣象災害時。而生物刺激素在助力化肥、農藥減量增效方面的作用,也同樣不容小覷。
農業部微生物肥料質量監督檢驗測試中心主任李俊介紹,微生物肥料可以活化養分、提高肥效、修復和改善土壤、提高地力,在陜西、甘肅等西部地區的葡萄、蘋果等果樹上推廣應用效果顯示,可以明顯地讓作物增產提質。
山西農業大學教授王曰鑫介紹,腐植酸可以緩釋氮、活化磷、穩定鉀,添加到大化肥中有明顯的增效作用,還能提高植物抗旱、抗鹽、抵御重金屬脅迫等能力。
“使用炭基肥料、生物質提取液肥料,可以直接減少肥料和農藥用量,同時還能修復退化、污染的土壤。”南京林業大學生物質氣(液)化工程研究中心教授周建斌這樣介紹他多年研究試驗的成果。
華南農業大學教授沈宏認為,生物刺激素可以有效改善植物的生理生化狀態,提高農藥和肥料的利用率,改善農作物抵抗逆境的水平,最終起到提高農作物產量、改善農產品品質及土壤修復的作用。
商照聰表示,生物刺激素并不是直接作用到植物體內,而是通過間接的轉換作用,刺激植物自身進行吸收、防御,同時還會刺激土壤中有益生物的發展,保護和改善土壤健康,提高土壤保水效果,抵抗土壤侵蝕,是間接作用于作物的“幕后工作者”。“通俗地講,生物刺激素具有類似細胞分裂素和生長素的效果,可刺激細胞分裂和植物生長。同時,生物刺激素通過刺激和激發植物自身的免疫響應來應對脅迫的環境條件。”商照聰說。
中國農業大學教授陳文峰指出,根瘤菌及其產生的一類特有的物質脂幾丁質寡糖也屬于生物刺激素。根瘤菌的分泌物還有幫助植物吸收鐵、磷、鈣等礦物元素的作用。根瘤菌及其產生的生物刺激素在促進豆類等作物的生長,提高豆類的產量、品質,降低氮肥施用量等方面有著重要的作用。充分發揮根瘤菌—豆類共生固氮體系在我國農業生產上的作用,將有助于調整種植結構,使農業生產向優質、高產、可持續方向發展。
“生物刺激素可以增加植物抗逆性和抵御非生物因素的脅迫,調節和改善植物體內水分,促進營養物質的吸收、運轉和使用。”段路路說,有關實驗數據顯示,使用生物刺激素的作物產量增幅最小為5%~10%,肥料利用率至少增加5%,農藥用量節省5%~10%。
生產管理 相對粗放
雖然功效已得到廣泛認同,但是對于生物刺激素的科學研究依然處于表層。對于科研人員、政府管理部門,還有企業而言,生物刺激素的作用機理依然是一個謎。“目前生物刺激素在我國應用多、研究少,對其作用機理鮮有研究成果,到底是哪些成分發揮作用仍不太清楚,被忽略和沒有充分認知的生物刺激素還需要深入挖掘。”白由路介紹說。
“生物刺激素產品在國內已經有相對健全的分類標準,如微生物肥料、腐植酸肥料等,但目前對生物刺激素分類管理的相關辦法,并沒有體現出其特殊的功能和實際效果。”高祥照說,盡管生物刺激素已在應用過程中產生了很好的效果,但依然存在研究技術落后、應用精度較低、分類等級不夠明晰、監測管理較粗放和服務理念不強等問題。
對生物刺激素認識和研究不充分,導致了管理和生產的相對粗放,現在只能簡單模糊地登記為水溶性有機肥、植物生長調節劑等板塊,缺乏行業規范和標準。同時,由于不了解其有效成分到底是哪些,也給有效成分提純、精準生產和應用帶來困難。而當前的生物刺激素市場,充斥著五花八門、良莠不齊的產品,如海藻酸類產品中,從滸苔、海帶、褐藻提取的都有,但實際效果相差很大。很多生物刺激素成分的檢測沒有相應的標準,產品效果只是憑企業自吹自擂。
高祥照表示,目前國內生產的生物刺激素產品的精度仍較低。中國生產的氨基酸1畝地需要使用200克以上才能產生作用,而日本生產的氨基酸1畝地只用10毫升溶液就能起作用。
科學研究不足,也給登記管理和市場監管造成了難題。高祥照介紹,當前生物刺激素產品多作為肥料進行登記,農業部登記的1萬多個肥料產品中,與生物刺激素有關的有3,000~4,000個,占35%~40%。由于說不清作用原理,有的被牽強附會地歸類為水溶性有機肥,有的被登記為土壤調理劑,還有的被登記為農藥。一些不能清楚解釋原理的生物刺激素更是無法獲得登記。
專家建議,對這類產品要加強作用機理和應用技術的研究,推進科學管理,切忌盲目跟風和炒作概念,以促進生物刺激素行業健康發展,使其更好地服務農業生產。
“如何建立起統一的法律法規和健全的市場準入制度,也是一道難以跨越的門檻。”段路路認為,解決這一問題首先要通過研究明確生物刺激素的功能機理,同時還要借鑒歐盟的管理經驗。
“生物刺激素的發展很迅速,但各國按不同制度進行監管,缺乏健全統一的法律法規。”商照聰表示,各國對生物刺激素的注冊登記流程各不相同,需要建立統一完善的注冊登記制度,才能更好地對生物刺激素進行監管。目前,通過對歐盟生物刺激素標準的研究,我國正在制定關于生物刺激素的推薦性國家標準。
加強研究 復配使用
生物刺激素在我國展現出了良好的發展前景。而讓農民見到實效、真心接納,是生物刺激素在推廣應用過程中必須越過的—道坎。
“推廣的過程中,要注意普及生物刺激素的概念和基本常識,避免將其和傳統肥料、農藥混為一談,切忌過度炒作概念。”高祥照建議,當前發展生物刺激素類產品的關鍵是深入研究、精細生產、精準使用和科學管理。
白由路提出,生物刺激素沒有廣譜性,只有針對性和預防性,只有在適合生物刺激素發揮作用時用比較好,不是所有植物在所有條件下都需要,把生物刺激素混合在大化肥里,可以使大化肥利用效率更高,對環境更好,這將是一個重要的發展方向。
段路路表示,生物刺激素并非提高作物產量品質的靈丹妙藥,合理的肥料養分供應是農作物高產優質的基礎。生物刺激素不能作為單一產品使用,而應配合作物健康栽培、高效養分管理的綜合技術方案。“采用高效土壤—作物診斷技術了解土壤養分供應和作物需求,這是非常必要的。”段路路說。
沈宏也表示,生物刺激素的使用因作物種類、生育階段、應用對象、使用目的不同而有差異,在單獨使用時,要加強水肥管理,否則營養不良,或出現畸形苗(果實),建議生物刺激素與肥料復配后使用。
“我國對生物刺激素的研究滯后于商業推廣。”段路路建議,應加強政府部門、企業、科研單位的合作,加強這一新領域的作用機理和施用技術研究,規范相關產品的檢測標準、登記標準,進一步健全和完善生物刺激素的監管體系。同時需要注意,生物刺激素可助化肥、農藥減量增效一臂之力,但不能替代化肥和農藥,斷不可為了經濟利益夸大鼓吹、漫天炒作。此外,企業和科研單位還應加強研究,進一步深入了解其作用機理,挖掘其獨特的功能,扎扎實實做好研究實驗和完善應用技術,讓農民真正看到增產增收的效果。
商照聰認為,生物刺激素產品定位應以功能和效果為主,突出和無機、其他有機肥料混合后的疊加效應,包括肥效、刺激效應、安全效應、調理效應,產品宣傳和定位必須與傳統肥料相區別。
“未來,明確生物刺激素的定義、種類和功能是首要任務,其次要健全和完善生物刺激素的監管體制、法律法規和測試標準,建立統一的監管平臺。此外,研究人員應從原料、活性成分等方面進一步研究生物刺激素的作用機理,保證未來研發的準確性,并研發新型多功能的生物刺激素產品,提高功效,減少環境污染。”商照聰說。
專家們也表示,生物刺激素盡管有一定的神奇功效,但絕不是萬能的,不能完全替代化肥、農藥,也并不是所有作物在任何環境條件下都有必要用,科學施肥用藥仍然是前提和基礎。因此,農民在生產中要在充分保證作物基礎營養的情況下,有針對性地補充選用生物刺激素,切不能把它當作靈丹妙藥過分依賴。此外,在生物刺激素與大化肥結合施用時,還應注意添加量和技術安全,不能盲目跟風。