作者：西班牙萃科全球技术经理Cathal Daynes博士， 研发专家Josué Castellanos和Marcos Alajarín
所有种植者都知道，天气状况在整个种植季内会发生变化，进而影响作物的生长。事实上，作物每年的生长和发育都与当地的天气和环境条件息息相关。 因此，作物如何应对和适应这些环境和天气条件决定着收成的最终产量和质量。
如果环境条件变化很小，作物不会改变它们的“正常”生长轨迹。然而，如果环境条件变化足够大，作物则需改变其“正常”生长和新陈代谢，也就是作物受到非生物胁迫。
使用生物刺激素可提高作物对非生物胁迫的耐受性，从而提高作物产量和质量。近年来，生物刺激素的使用已成为一种良好的农业实践，有助于使农业更具可持续性，甚至更加环保。
什么是生物刺激素？
根据即将出台的欧盟肥料法规的定义， 农业中的“生物刺激素”是一种与产品的营养成分无关，但可刺激植物吸收营养和 生长的产品。生物刺激素的唯一目的是改善植物或植物根际（根区）的一个或多个 以下特征：
- 养分利用效率；
- 对非生物胁迫的耐受性；
- 品质性状；
- 土壤或根际有限养分的可利用性
经证明，如果应用得当，生物刺激能有效减少非生物胁迫对作物的影响，有助于充分发挥作物的生长潜力。需要重点说明的是，生物刺激素对病原菌或害虫并无特别影响，为了应对这些生物挑战，仍需使用植保产品。
生物刺激素如何起效？
生物刺激素具有触发作物自然反应功能以对抗非生物胁迫的能力。本质上， 不管有无生物刺激素，作物都会通过改变新陈代谢以应对非生物胁迫。但是，如果在作物上使用生物刺激素，则可更快、更有效和/或更高效地应对非生物胁迫。
有许多种生物刺激素，它们的来源和/或在植物中的作用模式各不相同。一 般而言，生物刺激素可分为七大类：腐殖酸/黄腐酸、蛋白质水解物（如氨基酸）、 海藻提取物、壳聚糖、无机化合物、有益真菌和有益细菌。
了解每种生物刺激素的作用模式有助于种植者决定何时使用何种剂量的何种生物刺激素。种植者也会了解使用某种生物刺激素后预期的益处，这将有利于种植者做出决策。
何时是使用生物刺激素的最佳时机？
预防性生物刺激素的应用—在胁迫出现前使用
一些生物刺激素可调节或激发作物的反应，使其在实际胁迫发生之前更好得抵抗非生物胁迫。这些生物刺激素会产生一连串的信号，使作物处于警戒状态。
在发生高温、低温或阴天等暂时性胁迫状况时，因使用预防性生物刺激素而产生的“警示”使作物对非生物胁迫快速做出有效反应，使作物能够保持生长和新陈代谢的持续，或尽量减少对生长和新陈代谢的干扰。
Primactive效应—预防性生物刺激素
预防性警示效应是萃科基于泡叶藻（Ascophyllum nodosum ）提取物的 Phylgreen系列产品特有的“Primactive”效应。具有Primactive效应的预防性生物刺激在轻度胁迫或更严重的非生物胁迫的早期阶段可发挥作用。预防性生物刺激素可视作种植者的第一道防线，可最大限度地减少或延缓对作物正常生长的干扰。
恢复性生物刺激素的应用—在胁迫发生期间或之后使用
在出现更严重或持续时间更长的非生物胁迫（例如长时间的高温或寒流）的情况下，作物对资源的需求将从优质高产转向更重要的基本生长和生存，从而降低最终的收获潜力。
在这些情况下，施用改善性、胁迫后或恢复性生物刺激素将有利于作物的生长发育，也有利于提高种植者的盈利能力。恢复性生物刺激素帮助作物尽可能快速高效地恢复正常生长，从而挽回部分潜在产量和品质损失。要实现这些恢复目标，萃科的氨基酸等解决方案是可靠的选择。
用作恢复性生物刺激素的氨基酸
大自然由氧、氢、碳等基本元素组成，它们的结合构成了世界上的所有物质。类似的原理也适用于生物，如各种各样的植物均由 “生命的元素”——约二十种必需或基本氨基酸组成。
这些氨基酸对作物生长、产量和品质至关重要。此外，它们也是帮助作物从非生物胁迫中快速恢复并重回正常生长轨迹的关键。 因此，恢复性生物刺激素（如氨基酸）的应用完全契合作物的自然生长和恢复周期。
随着对生物刺激素及其预防和恢复作用模式认识的提高，毋庸置疑的是，与害虫和病原菌防治策略类似，结合了预防和恢复策略的综合非生物胁迫管理方案可实现最理想的产量和品质。
适合作物特定生长阶段的生物刺激素
从以上介绍可以得知，某些生物刺激素在保护和恢复作物，使其免受环境和天气胁迫方面具有非常特殊的作用。作物胁迫的一个不同来源是每次作物经过一个生长阶段时出现的胁迫，例如从发芽阶段进入营养生长阶段，从营养生长阶段进入开花阶段等。
与预防性和恢复性生物刺激类似，有特定的生物刺激素专用于减少特定的作物生长胁迫。
促进根系生长的腐殖酸和黄腐酸
腐殖酸和黄腐酸的功能包括促进土壤退化结构的恢复，保持和利用土壤中的养分，提高土壤水分保持能力等。腐殖酸和黄腐酸（如萃科的Humistar / Humifirst）经证明对作物有直接的生物刺激效应，特别是通过促进根系生长提高作物的整体表现。这种生物刺激效应在作物需要更多根发育的生长早期阶段大有裨益，例如在作物的萌发阶段、移植期间、 营养生长阶段和打破多年生作物的根休眠时。
生物刺激素也可加入到含有特定营养成分的配方中，例如将腐殖酸和黄腐酸与作物早期和作物旺盛生长期所需的磷、氮和微量营养元素混合，代表产品如萃科的Turbo Root。就该产品而言，生物刺激素和特定作物营养之间的协同作用可减少移植冲击，促进作物早期旺盛生长。产品中的生物刺激素和作物营养的合理结合，极大促进作物的健康生长。
作物生长早期的另一个风险是过度的营养生长，这会阻碍根系的发育。在土壤中施用了基础剂量的氮肥会造成一个特别的风险。 在此生长时期，可促进根和芽平衡发育的特定生物刺激素产品（例如萃科的Ruter AA）具有重要作用。Ruter AA中复配了氨基酸和有利于早期平衡生长的营养物质（例如磷、钾、钼），可促进根和芽的平衡发育，增强对已施用的基础氮肥的植物代谢。
促进开花/结果的生物刺激素
当作物从营养生长进入开花、结果阶段时，在作物中会发生较大的生物物理学和生物化学变化，并引发胁迫。在这些生长阶段，专门的生物刺激素对花的数量、繁殖力和坐果率有很大的影响。
针对处于这些关键生长阶段的生物刺激素通常含有海藻或氨基 酸成分，这两类生物刺激素对花朵数量、花粉活力或成功授粉都有积极的影响。从营养的角度看，硼和钼是处于这个生长阶段的作物所需的关键营养物质。因此，合理的做法是开发一款将一种生物刺激素原料与硼和/或钼结合的产品，以生产出生物刺激素/营养产品组合。萃科的Florastart或Phylgreen B-Mo就是这样的产品。
采用这种方式后，种植者可以更容易地确保在这一关键的生长阶段，使用单个产品即可为作物提供最佳的营养和生物刺激。这种方式可避免混用多种不同的生物刺激素和营养产品，在节约种植者时间的同时还能降低不良桶混带来的风险。
这个例子很好地解释了生物刺激素市场的整体发展。但在最初使用生物刺激素时，比较常见的做法是使用一种纯粹的生物刺激素， 再将其与其他营养产品混合，而现在则通常使用包含两者的单一预混产品。
生物刺激素和更饱满的果实
在果实膨大期间，能量分散用于使果实饱满和生产有活力的种子，导致作物体内胁迫增加。
在此阶段通常需使用具有不同作用模式的生物刺激素，如促进糖分输送的生物刺激素（如Amifol K），或添加了钙，可促进水果饱满并提升品质的产品（如Phylgreen Electra）。
有些生物刺激素虽然可促进水果膨大，但侧重于减轻不利温度和自由基（也称为活性氧，ROS）的影响。自由基对作物有许多负面影响，如减少氨基酸，从而降低蛋白质含量。
生物刺激素的未来
在不到十年的时间里，生物刺激素的使用几乎是从无到有，现已发展成为一个价值数十亿美元的产业。与生物刺激素的使用和功能相关的知识也以指数级增加。
首先是关于哪些产品具有生物刺激效应的知识，然后是关于生物刺激素作用模式和如何在作物中起效的知识。这使得对生物刺激素应用的时间和剂量的建议越来越精准，并为种植者带来了更加稳定的结果和更大的投资回报。
随着新知识的采纳，生物刺激素在全球农艺方案中的应用越来越普遍。与此同时，利用过去十年获得的知识和新的原料来源（如细菌发酵的次级代谢物），人们正在开发新一代的生物刺激素。
因此在未来十年里，生物刺激素的使用将会继续扩大，帮助农业更可持续发展的同时，提高作物产量和品质，以满足不断增长的全球人口对食物的需求，在此方面，生物刺激素的重要性将愈发显现。
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