近几年，在植保新产品探索的过程中，生物刺激素通过给予植物刺激而实现功能的物质逐渐获得了研究界与产业界的重视。植物生物刺激素是指一类用于促进植物生长发育，缓解非生物胁迫及提高作物品质的物质或微生物。主要包括腐植酸、几丁质及其衍生物、海藻提取物等。随着生物刺激素在农业生产中的使用越来越多，生物刺激素长期以来却被冠以各种不同的称谓，植物生长促进剂、生物活性剂、植物助长剂、土壤改良剂、生长调节剂等。生物刺激这个名词近几年才引起人们的注意，但其概念在学术界还没有统一。
1 生物刺激素概念及功能
2012年欧洲生物刺激素产业联盟（EBIC）将植物生物刺激素定义为：一种包含某些成分和（或）微生物的物质，这些成分和（或）微生物施用于植物叶片或根际时，能调节植物体内的生理过程。如有益于吸收营养、抵抗非生物胁迫及提高作物品质等，而与营养成分无关。
生物刺激素的作用靶标是农作物本身和所在的土壤环境，主要是通过多种途径作用于作物从种子萌发到成熟收获的整个生命周期。与传统的化学农药和肥料相比，生物刺激素的功能有以下不同。（1）通过增强营养物质的吸收和运输促进植物的生长；（2）通过增强植物免疫力来提高植物的抗病和抗逆性；（3）调节和改善植物体内的水分平衡；（4）提高土壤的理化性质，保护和改善土壤，促进土壤有益微生物的生长；（5）提高农产品的质量（糖度和色泽）和延长贮藏时间等。
植物生物刺激素与传统概念中的植物生长调节剂功能有相近之处，但又有所不同。与植物生长调节剂相比，生物刺激素来源更为广泛、功能更加多样。植物生物刺激素不仅作用于植物，还能够作用于土壤及土壤微生物，更为重要的是生物刺激素通过提高植物的代谢过程，并不改变植物原本的代谢途径。
2 生物刺激素的主要种类
目前公认的植物生物刺激素主要有以下5 类：腐殖酸、海藻提取物、蛋白水解物与氨基酸、几丁质、壳聚糖及其衍生物和微生物菌剂。
腐植酸类物质是土壤有机质的重要组成部分，是土壤、动物粪便、低阶煤（泥炭、褐煤、风化煤等）以及农业副产品和废弃物处理过程中形成的物质。腐殖酸类物质作为植物生物刺激素具有多种生理功能，如增强营养物质的吸收、改善植物根际环境、提高土壤结构和肥力、加快植物体内新陈代谢、促进植物的生长、提高植物的抗逆性和减少病虫害发生。腐殖酸作为生物刺激素主要通过加强植物根系的发育来促进植物的生长。腐殖酸还可以增强植物抵御多种生物胁迫。
海藻提取物通过调节农作物的新陈代谢和生理功能，促进作物根系生长，增加生物量进而提高农作物的产量，能缓解病虫害，预防冻害和干旱等非生物逆境，对农作物品质也有一定的改善作用。海藻提取物通过改善植物的根际土壤环境促进植物生长。海藻多糖还能够影响植物根际微生物区系的分布，刺激土壤中有益菌更好的作用于植物体，抑制病原微生物的增殖。与腐殖酸类似，海藻酸提取物中也含有大量的聚阴离子化合物，能够螯合土壤中的重金属阳离子，在修复重金属污染的土壤中也起着一定的作用。
蛋白水解物主要是由植物源和动物源残留物通过酶解法、化学法或热水解法得到的产物，以及工农业副产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（如甜菜碱、多胺、非蛋白氨基酸）。植物根部通过吸收和转运蛋白质水解的氨基酸和小肽，调节植物的新陈代谢和生理生化反应，促进种子萌发与根系发育，增强营养物质吸收，提高植物的抗逆性进而提高农作物的产量。
几丁质是海洋甲壳动物的外壳和许多真菌细胞壁的组成成分，是由N-乙酰氨基葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接形成的线性多聚糖。壳聚糖是几丁质的脱乙酰化的产物，而壳寡糖是壳聚糖的降解产物。几丁质、壳聚糖及其衍生物作为生物刺激素，可通过增加植物细胞渗透性来提高营养物质吸收，促进根系发育、提高植物光合作用、调节作物生长和诱导植物抗病性。另外，壳聚糖还能抑制土壤中病原菌的生长，同时可有效的改善土壤团粒结构，进而提高作物的产量和品质。
微生物菌剂是指一类富含特定微生物活体的有益真菌和细菌，可通过其所含微生物的生命活动，增加植物养分的供应量或促进植物生长，提高产量，改善农产品品质及农业生态环境。微生物菌剂的施入可使土壤中微生物量显著增加，而增加的这些微生物的活动又可以促进土壤酶活性的增强并且可以使土壤难溶性矿物养分得到分解并释放，与此同时这些微生物还能分泌植物激素，从而促进作物生长。另外，有益细菌能在作物根系周围形成优势种群，抑制或拮抗有害病原菌的生长繁殖，减轻作物发生病害的程度。
3 欧美市场对生物刺激素的监管
当前欧美地区拥有生物刺激素产品的最大市场，生物刺激素在欧洲和北美研发和应用比较多。在欧盟的立法中，农用产品分为两大类别:①为植物提供营养的营养剂( 肥料) ，受控于欧盟肥料法( EC No． 2003 /2003) ;②作为活性物质、安全剂、增效剂使用的农药、除草剂、激素类物质等植物保护剂，受控于欧盟植物保护剂法( EC No． 1107 /2009) 。在欧盟肥料法修订前，只有矿物肥被划为“EC 肥料”受控于欧盟肥料法( EC No． 2003 /2003) ，有机肥、有机矿物肥、栽培基质、土壤改善剂、生物刺激素都基于欧盟共识性法律文件( EC No． 764 /2008) ，由国家法案和国内市场监管。生物刺激素不同于肥料和植物保护剂，具有复杂的化学性质，有的为合成物，有的为有机、无机自然形成物。不能简单地将生物刺激素划为化肥，因为其主要功能并非为植物传递营养，但其具有促进营养吸收和土壤营养化的功效。生物刺激素也不同于植物保护剂，并非直接保护植物，而是通过增强植物调节效应来提高植物的抗病能力，且不是所有生物刺激素都具有保护植物预防病害侵入的功能。为了建立统一规范的生物刺激素管理制度，2012—2013 年欧盟委员会对欧盟肥料法( EC No．2003 /2003) 进行了扩增修订，并在2013—2014 年建立了关于植物刺激素和农用化肥添加剂的法律框架。2016 年3 月，欧盟公布了肥料法的修订案，将生物刺激素归入肥料管理范围。修订后的欧盟肥料法涉及矿物肥、有机肥、栽培基质、土壤改善剂、生物刺激素和农用化肥添加剂，带来的益处包括: ①使所有的肥料及相关产品都有统一的法律，规范相关市场; ②确保在市场上流通的肥料及相关产品的安全性; ③确保农民购买、使用的生物刺激素的功效; ④简化新产品投入市场的流程，减轻主管当局的管理负担。
在现行的欧盟农用产品管理制度中，化学品和植物保护剂分别按照ＲEACH 法规和欧盟植物保护剂法( EC No． 1107 /2009) 进行登记管理，而食品和饲料添加剂由EFSA 进行评估和登记。上述欧盟管理制度都不适用于生物刺激素，因为生物刺激素主要用于水果、蔬菜等农作物，还包含相当一部分的微生物产品。ＲEACH 法规不考虑与食物相关产品的潜在风险，且不将微生物纳入其管理制度，而食品安全管理制度主要针对食品、饲料添加剂。为了符合现行的欧盟和各国管理制度，需要对生物刺激素进行注册登记。首先，应用商( 登记者) 向欧盟管理部门( ECHA 或EFSA) 提交一份关于生物刺激素的登记信息，包括: ①安全性评估数据，如理化、健康生态毒性、致病性、传染性等信息; ②风险评估信息，涉及危险特性、暴露评估、风险特性等; ③产品特性描述信息，涉及物种、属别、化学名称、施用范围等。然后，ECHA 或EFSA接收申报材料，对材料信息进行核实验证并给出全面的结论。最后，由ECHA 或EFSA 批准注册，并对申报材料进行管理。
2018 年美国改善农业生产法案纳入法律，成为针对植物生物刺激素的首部联邦法律。该法案将植物生物刺激素定义为“用于种子、植物或根际处理的物质或微生物，以促进植物对营养物质的吸收，提高营养利用效率，增强植物对非生物胁迫的抵抗力，达到增产提质的效果。”该法案要求农业部、环保署、州政府及相关机构负责人向国会递交报告，提出立法建议，包括为植物生物刺激素制定合适的定义。递交报告旨在促进植物生物刺激素法律体系的建设，确保审核、登记、统一国家标签，以及产品供应过程高效适当地进行。该法律对产品的定义与目前欧盟制定的定义在很大程度上相一致。
4 中国现阶段生物刺激素发展现状
生物刺激素在中国早有应用，它不同于激素，两者之间存在显著差别。用现有的激素概念来解释生物刺激素是不合适的。其实生物刺激素并不算是新事物，像腐植酸、微生物肥料等，在我国已经有很长的应用历史了，只不过没有明确进行定义和归类而已。虽然对其身份的界定仍显模糊，但对植物具有生理活性、非肥料非农药、对植物生长有益等观点已得到业内对生物刺激素的认同。截止至2017年，全球生物刺激素市场估值在13 亿美元左右。其中，中国生物刺激素市场约为2 亿美元。预计到2020 年，生物刺激素产品全球市值将达到20 亿~30 亿美元，年增长率在10%以上。未来3~5 年内，中国生物刺激素市值也将达到4 亿~5 亿美元。中国极有可能成为未来生物刺激素应用的最大市场。生物刺激素能解决肥料和农药解决不了的问题，特别是当植物遇到非生物胁迫因素所造成的生理性病害或气象灾害时，且生物刺激素在助力化肥、农药减量增效方面的作用，也同样不容小觑。
