生物刺激素的种类和作用机理
作者：综合网络
2024/8/13 10:15:44
不同国家与地区给出的生物刺激素定义不尽相同，其被冠以不同的名称，如生物促进剂、代谢增强剂、植物强壮剂、正向植物生长调节剂、诱导因子、化感制剂、植物调理剂等。广义来说，生物刺激素是指具有促进植物生长和提高应激响应的物质，包括腐殖酸类物质、复合有机物质、有益化学元素、非有机矿物（包括亚磷酸）、海藻类、甲壳素和壳聚糖、抗蒸腾剂、游离氨基酸、微生物。各类生物刺激素无需严格区分，并非相互独立。（１）腐殖酸类
不同國(guó)家與地區(qū)給出的生物刺激素定義不盡相同，其被冠以不同的名稱，如生物促進(jìn)劑、代謝增強(qiáng)劑、植物強(qiáng)壯劑、正向植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、誘導(dǎo)因子、化感制劑、植物調(diào)理劑等。廣義來(lái)說，生物刺激素是指具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)和提高應(yīng)激響應(yīng)的物質(zhì)，包括腐殖酸類物質(zhì)、復(fù)合有機(jī)物質(zhì)、有益化學(xué)元素、非有機(jī)礦物（包括亞磷酸）、海藻類、甲殼素和殼聚糖、抗蒸騰劑、游離氨基酸、微生物。各類生物刺激素?zé)o需嚴(yán)格區(qū)分，并非相互獨(dú)立。腐殖酸類物質(zhì)是天然土壤有機(jī)質(zhì)，源于死亡細(xì)胞基質(zhì)的分解，在土壤微生物的代謝下生成腐殖質(zhì)、腐殖酸和富里酸，可由土壤（泥碳土、火山土）、廢棄物（污水淤泥）中的腐殖質(zhì)有機(jī)物提取得到。腐殖酸作為營(yíng)養(yǎng)劑作用于土壤和植物，可提高土壤的物化特性和生物活性。腐殖酸通過吸附多價(jià)態(tài)陽(yáng)離子，提高土壤的通氣性和水合作用，提高養(yǎng)分的吸收和利用率，提高土壤的鈣離子交換能力、固碳作用和促進(jìn)細(xì)菌呼吸，從而提高酶的活性，促進(jìn)植物的應(yīng)激響應(yīng)能力。非有機(jī)礦物的來(lái)源為化學(xué)合成及礦物提取物，包括亞磷酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、硝酸鹽，都能通過刺激植物自身防御機(jī)制來(lái)達(dá)到殺菌的效果，從而提高植物的產(chǎn)量。如亞磷酸鹽在氧化成磷酸鹽的過程中能將有效磷傳遞給植物，促進(jìn)植物細(xì)胞生長(zhǎng)。同時(shí)，生物刺激素可調(diào)控生物大分子的活性，參與多重酶促反應(yīng)和機(jī)體新陳代謝，調(diào)控細(xì)胞的分化和增殖，提高植物抗病能力。海藻來(lái)源廣、種類多，包括褐微藻類、紅微藻類和綠微藻類。海藻及其提取物富含促進(jìn)植物生長(zhǎng)的活性物質(zhì)，如多糖物質(zhì)（海藻酸鹽、海帶多糖、角叉蔡膠）、固醇、含氮化合物（甜菜堿、荷爾蒙），可作為生物肥料、土壤調(diào)節(jié)劑和生物刺激素作用于土壤和植物。作用于土壤時(shí)，多糖物質(zhì)利于凝膠的形成，維持土壤的保水性和透氣性。海藻提取物富含的聚陰離子化合物利于陽(yáng)離子的固定和交換、重金屬的固定、土壤修復(fù)，并通過抑制細(xì)菌和病菌來(lái)促進(jìn)植物生長(zhǎng)。作用于植物時(shí)，海藻及其提取物不僅提供養(yǎng)分，還提供類荷爾蒙活性物質(zhì)（固醇類和多胺類），刺激細(xì)胞分裂和植物生長(zhǎng)發(fā)育，提高離子攝入能力、土壤透氣性和保水性。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(lái)源。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(yáng)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，并通過誘導(dǎo)植物的自身防御來(lái)預(yù)防細(xì)菌、病菌和昆蟲的侵害，其誘導(dǎo)的植物防御響應(yīng)包括木質(zhì)化作用、蛋白酶抑制劑合成、細(xì)胞壁水解、細(xì)胞液酸化、蛋白質(zhì)磷酸化等。成膜性抗蒸騰劑包括合成化合物（薄荷油、松脂二烯、萘、聚丙烯酰胺等）、無(wú)機(jī)化合物（高嶺土、硅酸鹽等）、天然生物聚合物（殼聚糖），可在植物表面和器官內(nèi)產(chǎn)生物理作用。從表面上看，乳液狀抗蒸騰劑噴灑在葉面上并形成薄膜后，可阻礙氣孔向空氣中擴(kuò)散水蒸氣，減少葉面反射和水分蒸發(fā)，降低熱能吸收和葉子溫度。從內(nèi)部看，抗蒸騰劑可調(diào)控葉面上氣孔的打開和水蒸氣的擴(kuò)散，作用于控制細(xì)胞防御的荷爾蒙物質(zhì)，激發(fā)葉子蒸騰信號(hào)，提高作物保水率和抗旱性。有機(jī)含氮化合物包括游離氨基酸、多肽、聚胺類、甜菜堿等，可以施于葉面、土壤和種子，是動(dòng)物、植物和微生物的工業(yè)水解副產(chǎn)物。除了２０種作為蛋白質(zhì)合成前驅(qū)體的氨基酸，研究者還在植物中發(fā)現(xiàn)了２５０種非蛋白質(zhì)氨基酸，它們與多重細(xì)胞和生理過程息息相關(guān)，參與木質(zhì)素合成、種子發(fā)芽、細(xì)胞組織分化、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)降解、刺激應(yīng)激響應(yīng)等。氨基酸通過與土壤中的養(yǎng)分形成螯合物來(lái)促進(jìn)吸收，同時(shí)作用于植物的新陳代謝，促進(jìn)光合作用和二氧化碳滲透，提高酶活及作物品質(zhì)。一方面，生物刺激素能改善土壤的理化性質(zhì)，促進(jìn)土壤有益微生物生長(zhǎng)，提高土壤保水效果。另一方面，生物刺激素具有類似細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的活性，充當(dāng)一個(gè)化學(xué)信號(hào)，即告訴植物何時(shí)切換它們的防御系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境，植物以此來(lái)啟動(dòng)或增加生理過程，提高對(duì)脅迫的耐受性，調(diào)節(jié)和改善體內(nèi)水分，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和使用，從而提高作物質(zhì)量。從細(xì)胞層面上看，生物刺激素影響酶活、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性和基因表達(dá)。從器官層面上看，生物刺激素促進(jìn)葉子上的氣體交換、激發(fā)根莖的生長(zhǎng)。從整個(gè)植物層面上看，生物刺激素作為營(yíng)養(yǎng)攝入、光合作用、器官生長(zhǎng)等過程的化學(xué)調(diào)節(jié)劑起到控制、整合、協(xié)調(diào)的作用。從任何層面上看，生物刺激素都具有改善植物生理過程的功能。
