微生物類植物生物刺激劑研究和開發(fā)進(jìn)展

申繼忠，余武秀

(上海艾農(nóng)國際貿(mào)易有限公司，上海 200122)

減少化學(xué)農(nóng)藥使用，開發(fā)對人類和環(huán)境更有益的作物保護(hù)產(chǎn)品是全世界的共識。微生物是廣泛存在于生物體內(nèi)和各種環(huán)境因子中的最龐大的生物類群，它們與其他各類生物包括人類的生存以及環(huán)境的可持續(xù)性都有密切關(guān)系。人類對微生物與植物間相互關(guān)系的研究，以及利用基于微生物的肥料或農(nóng)藥為作物生產(chǎn)保駕護(hù)航由來已久。近年來，人們對微生物-作物相互關(guān)系的研究和利用更加深入和全面，從種子處理、土壤改良到對生長期間的作物的保護(hù)等方面都有微生物的參與。而且這個方向被認(rèn)為是未來保護(hù)作物健康生長，為人類提供豐富食品的重要措施之一。尤其是近幾年，植物生物刺激劑產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展也促進(jìn)了有益微生物的開發(fā)利用。

根據(jù)2019年頒布的歐盟肥料新法規(guī)，植物生物刺激劑主要有微生物類和非微生物類兩大類別。本文將對微生物類植物生物刺激劑(以下簡稱微生物類生物刺激劑)的發(fā)展做一簡單介紹。

1 對植物有益的微生物

許多微生物包括真菌、放線菌、細(xì)菌[包括植物根際促生細(xì)菌(PGPR)]都具有促進(jìn)植物生長的功效。這些微生物可以作為生物防治劑或生物刺激劑，保護(hù)植物，幫助物料循環(huán)利用，增加養(yǎng)分吸收，改善植物健康等。

根際細(xì)菌與植物的相互作用是植物健康和土壤肥力的決定因素。獨(dú)立生存的土壤細(xì)菌有利于植物的生長，通常簡稱植物根際促生細(xì)菌(PGPR)，能夠通過在植物根部的定植促進(jìn)植物生長。PGPR也被稱為促進(jìn)植物健康的根際細(xì)菌(PHPR)或促根結(jié)菌(NPR)。PGPR是迄今為止研究最多的有益于植物的微生物[1]。

PGPR對植物生長有直接和間接兩個方面的促進(jìn)作用(表1)。

表1 植物根際促生細(xì)菌對植物的作用[2]

PGPR對植物的有益作用可以概括為以下幾個方面[3]：

⑴ 幫助植物獲取養(yǎng)分

幫助植物獲取養(yǎng)分的微生物通過多種機(jī)制發(fā)揮作用，包括擴(kuò)大植物根系獲取營養(yǎng)的表面積、固氮、溶解磷、產(chǎn)生鐵載體和HCN等。因此，可以通過調(diào)控PGPR的生物活性為作物提供營養(yǎng)。

⑵ PGPR在作物根系與植物之間進(jìn)行信號傳遞

① PGPR產(chǎn)生激素

植物激素是調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的重要物質(zhì)。它們還作為分子信號對環(huán)境因素做出響應(yīng)，否則植物生長就會受到不利環(huán)境的限制甚至死亡。許多根際細(xì)菌能分泌植物激素對植物的根系吸收或激素平衡進(jìn)行調(diào)節(jié)，以促進(jìn)植物的生長和提高應(yīng)激反應(yīng)能力。

如很多種PGPR可以產(chǎn)生生長素，對植物根系生長、發(fā)育和形成有很大影響。吲哚-3-乙酸是研究最廣泛的由PGPR產(chǎn)生的激素，它與植物-微生物間的相互作用有關(guān)。

② 微生物次生代謝產(chǎn)物作為微生物對植物的信號分子

細(xì)菌產(chǎn)生的大量次生代謝產(chǎn)物和揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)可以提高植物的抗逆性和/或促進(jìn)植物的生長。例如，多胺在植物中發(fā)揮著重要的生理和保護(hù)作用。巨大芽孢桿菌 BOFC15分泌一種多胺——亞精胺，能誘導(dǎo)擬南芥產(chǎn)生多胺，導(dǎo)致生物量的增加，并改變根系結(jié)構(gòu)和提高光合能力。被接種這種菌株的植株在聚乙二醇(PEG)誘導(dǎo)的水分虧缺脅迫下表現(xiàn)出更高的耐旱性和脫落酸(ABA)含量。有多種 PGPR可產(chǎn)生氫氰酸(HCN)，從而控制根際有害微生物的水平。PGPR產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物刺激植物生長，從而增加地上部生物量，提高植物的抗逆性。

③ 植物根系分泌物作為植物對微生物的信號

植物根系分泌物主要包括糖、氨基酸和有機(jī)酸，它們在細(xì)胞質(zhì)中濃度很高。還有少量結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的其他次級代謝產(chǎn)物如類黃酮、萜烯、酚類化合物，它們可以吸引特定的根際微生物。也有研究表明，植物根系分泌信號分子茉莉酸和水楊酸進(jìn)入植物根際，在微生物初始定殖在植物根際的時間段參與根系和微生物之間的相互作用。根系分泌物受基因調(diào)控，不同基因的植物可以形成不同的根際細(xì)菌群落，從而導(dǎo)致不同植物之間、同種植物不同個體之間、以及同一植物個體在不同的發(fā)育階段、不同的生長條件下和不同的生物相互作用下的分泌物高度不同。

以上這些作用中的大部分都符合生物刺激劑作用的定義。

2 微生物類生物刺激劑及其功效

歐盟肥料新法規(guī)第 22款對植物生物刺激劑作如下定義：植物生物刺激劑是指那些不作為植物營養(yǎng)物質(zhì)被輸入到植物體內(nèi)，而是刺激植物的自然營養(yǎng)過程的一些物質(zhì)、混合物和微生物。這些物質(zhì)的唯一目的是改進(jìn)植物的營養(yǎng)利用效率、對非生物脅迫的耐受力、品質(zhì)性狀或增強(qiáng)土壤中或根際受限制的營養(yǎng)素的利用能力，植物生物刺激劑與肥料更相似，而與絕大多數(shù)類別的植物保護(hù)產(chǎn)品不同。植物生物刺激劑的作用是優(yōu)化肥料的效率并降低其使用量，不同于肥料的作用[4]。

根據(jù)該法規(guī)，這類產(chǎn)品被排除在歐盟農(nóng)藥新法規(guī)Regulation(EU) No.1107/2009的管理范圍之外。

肥料新法規(guī)將植物生物刺激劑分為微生物類生物刺激劑和非微生物類生物刺激劑。

微生物類生物刺激劑必須由肥料新法規(guī)附錄 II中第2部分允許的第7類組分材料(CMC 7：微生物)即某種微生物或多種微生物群體所組成。植物生物刺激劑可以由微生物體或者空細(xì)胞微生物(empty cell micro-organisms)以及無害的培養(yǎng)基殘余物組成。要求是：

⑴ 只經(jīng)歷了干燥或冷凍干燥過程，而沒有經(jīng)過別的加工過程；

⑵ 這些微生物屬于如下類別：① 固氮菌屬(Azotobacterspp.)；② 菌根真菌(Mycorrhizal fungi)；③ 根瘤菌屬(Rhizobiumspp.)；④ 固氮螺菌屬(Azospirillumspp.)。

值得注意的是，在歐盟的肥料新法規(guī)中沒有“微生物肥料(microbial fertilizer)”這一概念。因此可以說在表1中列出的“直接促生作用和間接促生作用”中的大多數(shù)功效都符合微生物類生物刺激劑的定義。

歐洲生物刺激劑工業(yè)理事會(EBIC)在其立場文件“歐盟如何鼓勵微生物生物刺激劑的創(chuàng)新”中，列出了已經(jīng)確定具有生物刺激劑作用的微生物菌株、種和屬(表2)。這個清單里的微生物可以作為微生物類生物刺激劑的候選。

表2 已確定具有生物刺激劑作用的微生物菌株、種和屬[5]

續(xù)表2

微生物的生物刺激劑作用已經(jīng)得到廣泛的實(shí)踐證實(shí)。Martin Macouzet等總結(jié)了已經(jīng)獲得驗(yàn)證的微生物生物刺激劑對植物的特殊作用和可能的機(jī)制(表3)[6]。

表3 已經(jīng)確定的微生物類生物刺激劑對植物的特定作用和可能的機(jī)制

英國農(nóng)業(yè)和園藝發(fā)展委員會(AHDB)總結(jié)了在英國最常用的植物生物刺激劑的產(chǎn)品類別并分析了它們的功效。其中關(guān)于微生物類生物刺激劑產(chǎn)品的功效被列于表4中[7]。

表4 英國最常用的微生物生物刺激劑類別及其生物功效

在當(dāng)前氣候變化迅速的情況下，作物種植更加頻繁地遭受各種非生物和生物的危害，因此可導(dǎo)致全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失增加30%～50%。植物與微生物共生體共同進(jìn)化，在生態(tài)系統(tǒng)和植物層面上都扮演了重要角色。已有的研究發(fā)現(xiàn)，通過使用微生物類生物刺激劑，可在氣候變化的壓力下提高植物的性能和生產(chǎn)力。

作為生物刺激劑的細(xì)菌可分為植物促生細(xì)菌(PGPB)和植物根際促生細(xì)菌(PGPR)兩類，后者是一種特殊的根際定植菌。其中研究最多的屬是伯克霍爾德菌屬、芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、沙雷菌屬和鏈霉菌屬。

Daniela Sangiorgio等綜述了微生物生物刺激劑的抗逆能力研究。他們將影響植物生長的危害因素分為生物和非生物兩大類，并闡述了微生物類生物刺激劑對各種危害因素的抵御機(jī)制，并且總結(jié)了分別能夠抵御各種危害因素的微生物種類(表5-6)[8]。

表5 氣候變化下植物面臨的各種危害因素

表6 具有不同抗危害能力的微生物

續(xù)表6

3 支持生物刺激劑的產(chǎn)品聲明的數(shù)據(jù)要求

只有聲明具有生物刺激劑作用的產(chǎn)品才可以作為生物刺激劑產(chǎn)品獲得注冊和使用。而生物刺激劑類產(chǎn)品的復(fù)雜性使得生物刺激劑功效聲明變得不那么簡單。生物刺激劑產(chǎn)品的復(fù)雜性表現(xiàn)在如下幾個方面[9]：

⑴ 現(xiàn)有生物刺激劑產(chǎn)品具有多樣性(包括微生物和非微生物產(chǎn)品)；

⑵ 有多種因素可影響產(chǎn)品的生物刺激劑效應(yīng)；

⑶ 生物刺激劑組分之間以及生物刺激劑與其他因子(如天氣、土壤微生物、土壤類型、作物品種等)之間都可能產(chǎn)生復(fù)雜的相互作用。

為了采用高質(zhì)量的數(shù)據(jù)支撐生物刺激劑的聲明，EBIC與主要利益相關(guān)者合作共同編制了數(shù)據(jù)要求指南，以支持生物刺激劑聲明。

支撐數(shù)據(jù)的數(shù)量取決于聲明內(nèi)容的多寡。產(chǎn)品聲明內(nèi)容越少，要求的支持?jǐn)?shù)據(jù)也越少。公開發(fā)表的數(shù)據(jù)或現(xiàn)有的數(shù)據(jù)以及試驗(yàn)研究獲得的數(shù)據(jù)都可以作為生物刺激劑產(chǎn)品聲明的依據(jù)。在進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計時，需要根據(jù)產(chǎn)品聲明的內(nèi)容，將各種影響因子，比如作物和作物組別、生長條件等考慮在內(nèi)。此外，應(yīng)該認(rèn)識到對那些能夠改善植物營養(yǎng)可獲得性的生物刺激劑產(chǎn)品(通常是微生物類生物刺激劑)，土壤類型和條件可能比作物種類本身更重要。因此試驗(yàn)設(shè)計需要靈活地適應(yīng)這些情況。

來自歐盟以外的在受控條件下(溫室、生長室、表型等)獲得的數(shù)據(jù)，如果測試的氣候條件適用于歐盟而且滿足以下要求，歐盟則應(yīng)該接受這樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù)：⑴ 如果試驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生于制造商自己的 GEP/GLP認(rèn)證設(shè)施；⑵ 如果產(chǎn)生數(shù)據(jù)的獨(dú)立研究合作伙伴(合同機(jī)構(gòu)、大學(xué)等)被認(rèn)為有信譽(yù)的，或⑶ 如果制造商能夠證明所采用的方法以及所獲得數(shù)據(jù)的質(zhì)量與GEP/GLP設(shè)施可以達(dá)到的質(zhì)量基本相同。

4 微生物類生物刺激劑的生產(chǎn)

微生物類生物刺激劑是規(guī)模較小但增長迅速的一類植物生物刺激劑。微生物類生物刺激劑產(chǎn)品可以包括如下幾種：基于單個分離株的“純菌株”發(fā)酵液；各種分離株的混合體或共發(fā)酵產(chǎn)物；或者源自有機(jī)物質(zhì)處理的更復(fù)雜的“自然”微生物群落[10]。

4.1 微生物生物刺激劑的菌株選擇和特性

高通量分析系統(tǒng)目前正被跨國公司所使用，他們正在競相尋找、專利化和商業(yè)化PGPR領(lǐng)域的杰出代表。利用這種技術(shù)可以同時篩選大量的微生物，尋找一些反應(yīng)產(chǎn)物。但是通過這種方式，也浪費(fèi)了大量資源在來源不確定或與農(nóng)業(yè)無關(guān)的微生物上?？梢姾Y選出令人滿意的微生物不是一件容易的事情。

篩選微生物時，除了關(guān)注微生物的有效性，還要關(guān)注其安全性。必須避免已知的病原微生物或有毒微生物的存在。但是某些被認(rèn)為“安全”的微生物種的某些特定菌株也還可能存在風(fēng)險。例如，某些芽孢桿菌的菌株會引起皮膚過敏，還觀察到枯草芽孢桿菌的某些菌株有出乎意料的溶血活性。

4.2 微生物生物刺激劑的生產(chǎn)

即使獲得了好的菌種，但是其生產(chǎn)不能適應(yīng)產(chǎn)品的預(yù)期用途，好的菌種也變得毫無用途。因此，必須在生產(chǎn)過程中對微生物進(jìn)行“訓(xùn)練”，使其適應(yīng)產(chǎn)品用途。同樣，許多具有生物刺激作用的生物活性代謝產(chǎn)物只有在可控制的發(fā)酵條件下才能優(yōu)先產(chǎn)生，而不能在土壤中自然產(chǎn)生(因?yàn)橹参锔H促生細(xì)菌在土壤中還要與其他因素競爭)。

與已知的益生菌及其活性類似，微生物生物刺激劑的有益效果不僅是因?yàn)樗鼈冎苯幼饔糜诟H，還因?yàn)楫a(chǎn)品中存在生物活性物質(zhì)(表7)。各種各樣的生物活性化合物，有2種不同的來源：⑴ 通過特殊發(fā)酵條件誘導(dǎo)微生物代謝物的合成，并由微生物分泌到培養(yǎng)基中；⑵ 培養(yǎng)基中的成分在發(fā)酵過程中受到微生物的作用轉(zhuǎn)化而成生物活性物質(zhì)。因此，一個僅含有上述活性組分之一的生物刺激劑要比那些含有2個或更多活性組分的生物刺激劑表現(xiàn)更差。

表7 微生物類生物刺激劑的活性組分[6]

通過研究生產(chǎn) EVL Coating?的專有發(fā)酵技術(shù)發(fā)現(xiàn)[6]，它與通常推薦用于生產(chǎn)高含量微生物的培養(yǎng)基根本不同。它所用的培養(yǎng)基不是典型的能使細(xì)胞增長最大化的能量豐富的肉湯培養(yǎng)基。相反，培養(yǎng)基的組分清單顯示，如下3個方面的成分格外引人注意：⑴ 有不溶性礦物混合物，它們能使微生物細(xì)胞為礦物肥料的存在做好準(zhǔn)備，這樣有利于產(chǎn)生具有增強(qiáng)礦物溶解能力的微生物細(xì)胞；⑵ 有富含蛋白質(zhì)的組分，有報道稱這種組分是通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)的某種生物活性肽的來源；⑶ 含植物提取物，它能誘導(dǎo)微生物表達(dá)和分泌促植物生長的代謝物。由此可見，深入理解微生物類生物刺激劑背后的作用原理對于產(chǎn)品生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

目前為止，各種微生物接種體在全球市場中占主要地位。一些公司出售含有單一菌種的PGPR培養(yǎng)物，它們具有精準(zhǔn)的作用方式和作用目標(biāo)，但是能夠?qū)⒕哂袕V泛作用譜的功能性微生物菌群組裝起來的產(chǎn)品卻很少，表8為這類產(chǎn)品的一些代表。

表8 已經(jīng)商業(yè)化的含有功能微生物菌群或由混合微生物發(fā)酵的產(chǎn)品[6]

4.3 微生物類生物刺激劑的商品化現(xiàn)狀

有文獻(xiàn)顯示，目前基于微生物的生物刺激劑產(chǎn)品占整個生物刺激劑產(chǎn)品的25%以下。

已經(jīng)商業(yè)化的微生物類生物刺激劑的活性組分主要有如下 2類[3]：⑴ 活的 PGPR接種體；⑵ 基于信號化合物的產(chǎn)品。

Basharat Hamid等收集整理了目前全球范圍內(nèi)已經(jīng)商品化的基于PGPR的生物刺激劑產(chǎn)品(表9)[11]。

表9 商品化的基于PGPR的生物刺激劑產(chǎn)品

續(xù)表9

中國農(nóng)藥管理部門目前沒有參與生物刺激劑類產(chǎn)品的注冊和監(jiān)管，生物刺激劑都在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部肥料主管部門作為肥料申請注冊。國內(nèi)尚無生物刺激劑的官方定義，也沒有單獨(dú)的監(jiān)管規(guī)章。

為了適應(yīng)生物刺激劑的快速發(fā)展，中國生物刺激劑發(fā)展聯(lián)盟(CHINA BIOSTIMULANTS DEVELOPMENT ALLIANCE，簡稱 CBDA)于 2016年應(yīng)運(yùn)而生，到2021年4月已有百余家會員單位。聯(lián)盟于2018年8月23日發(fā)布了《生物刺激素 甲殼寡聚糖》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)[12]。

中國將微生物肥料分為3類：微生物菌劑、復(fù)合微生物肥、生物有機(jī)肥。每一類微生物肥料都有一種對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。按照歐盟對生物刺激劑的定義，中國的微生物菌劑中絕大多數(shù)都可作為微生物類生物刺激劑。

“農(nóng)用微生物菌劑”國家標(biāo)準(zhǔn) GB 20287—2006對農(nóng)用微生物菌劑的定義為：目標(biāo)微生物(有效菌)經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)擴(kuò)繁后加工制成的活菌制劑。它具有直接或間接改良土壤，恢復(fù)地力，維持根際微生物區(qū)系平衡，降解有毒、有害物質(zhì)等作用；應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，通過其中所含微生物的生命活動，增加植物養(yǎng)分的供應(yīng)量或促進(jìn)植物生長，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。顯然，除了“降解有毒、有害物質(zhì)等作用”這一功效之外，微生物菌劑的其他功效都符合微生物類生物刺激劑的定義。

“復(fù)合微生物肥料”的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) NY/T 798—2015對復(fù)合微生物肥料做如下的定義：指特定微生物與營養(yǎng)物質(zhì)復(fù)合而成，能提供、保持或改善植物營養(yǎng)，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量或改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的活體微生物制品。

因此，根據(jù)EBIC對生物刺激劑的定義，復(fù)合微生物肥料因?yàn)楹袪I養(yǎng)物質(zhì)而不屬于生物刺激劑類。

“生物有機(jī)肥”的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) NY 884—2012對生物有機(jī)肥的定義：指特定功能微生物與主要以動植物殘體(如畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等)為來源并經(jīng)無害化處理、腐熟的有機(jī)物料復(fù)合而成的一類兼具微生物肥料和有機(jī)肥效應(yīng)的肥料。

顯然，生物有機(jī)肥因含有可提供營養(yǎng)的有機(jī)肥成分也不符合生物刺激劑的定義。

根據(jù)原農(nóng)業(yè)部的“有機(jī)物料腐熟劑”標(biāo)準(zhǔn) NY 609—2002定義，有機(jī)物料腐熟劑是能夠加速各種有機(jī)物料(包括農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、生活垃圾及城市污泥等)分解、腐熟的微生物活體制劑。從其用途看，顯然不屬于生物刺激劑。

根據(jù)“農(nóng)用微生物菌劑”國家標(biāo)準(zhǔn)GB 0287—2006的產(chǎn)品分類，農(nóng)用微生物菌劑包括根瘤菌菌劑、固氮菌菌劑、解磷類微生物菌劑、硅酸鹽微生物菌劑、光合細(xì)菌菌劑、有機(jī)物料腐熟劑、促生菌劑、菌根菌劑、生物修復(fù)菌劑等。據(jù)此，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種植業(yè)管理司肥料登記查詢端口，檢索在該端口列出的微生物菌劑產(chǎn)品類別，所得各類產(chǎn)品的登記數(shù)量見表10[13]。

表10 中國微生物菌劑產(chǎn)品登記記錄

表10中除生物材料腐熟劑、土壤修復(fù)菌劑、生物修復(fù)菌劑之外，微生物菌劑項下4 341條記錄加上其他各項的記錄共有4 441條記錄都符合生物刺激劑定義。

微生物類生物刺激劑能否成功獲得商業(yè)化，還需要特別關(guān)注影響產(chǎn)品使用的各種風(fēng)險因素，如生產(chǎn)、儲存和使用方法等。此外，各種生物和非生物的環(huán)境因素也對產(chǎn)品的成功應(yīng)用影響甚大，需要研究出相應(yīng)的解決措施(表11)。

表11 影響微生物生物刺激劑成功應(yīng)用的風(fēng)險因素[7]

5.1 生物刺激劑的質(zhì)量要求

5.1.1 歐盟肥料新法規(guī)對生物刺激劑的質(zhì)量要求[4]

歐盟肥料新法規(guī)對所有類別的生物刺激劑的產(chǎn)品質(zhì)量提出了一般性質(zhì)量要求。肥料新法規(guī)規(guī)定植物生物刺激劑產(chǎn)品中污染物不能超過如下限量：① 鎘(Cd): 1.5 mg/kg干物質(zhì)；② 六價鉻(Cr VI): 2 mg/kg干物質(zhì)；③ 鉛(Pb): 120 mg/kg干物質(zhì)；④ 汞(Hg): 1 mg/kg干物質(zhì)；⑤ 鎳(Ni): 50 mg/kg干物質(zhì)；⑥ 無機(jī)砷(As):40 mg/kg干物質(zhì)。植物生物刺激劑中銅(Cu)含量不能超過 600 mg/kg干物質(zhì)，鋅(Zn)含量不能超過1 500 mg/kg干物質(zhì)(因?yàn)殂~和鋅可作為營養(yǎng)素，含量不能太高，否則就是在提供營養(yǎng)素，不再是生物刺激劑產(chǎn)品)。

植物生物刺激劑對其標(biāo)簽上指定的植物必須具有標(biāo)簽聲明的作用。

肥料新法規(guī)對微生物類植物生物刺激劑的質(zhì)量要求：

⑴ 微生物類生物刺激素應(yīng)包括附錄II第2部分CMC 7中所述的微生物或微生物聯(lián)合體。

⑵ 微生物類生物刺激劑[PFC 6(A)]中病原微生物的量不能超過表12列出的限度。

表12 微生物類生物刺激劑中病原微生物的限量

⑶ 液體微生物類生物刺激劑產(chǎn)品，其pH應(yīng)對所含微生物以及目標(biāo)作物最優(yōu)。

續(xù)表12

5.1.2 中國農(nóng)用微生物菌劑的國家標(biāo)準(zhǔn)GB20287-2006規(guī)定了產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)和污染物限量(表13和表14)

表13 農(nóng)用微生物菌劑的技術(shù)指標(biāo)

表14 農(nóng)用微生物菌劑的無害化技術(shù)指標(biāo)

5.1.3 印度肥料法(1985)中對植物生物刺激劑的質(zhì)量要求[15]

印度2020年擬修訂其1985年肥料法，將生物刺激劑加入到肥料管理法中。在修改草案中規(guī)定了生物刺激劑產(chǎn)品的類別以及產(chǎn)品中重金屬的允許含量。

生物刺激劑類別包括：⑴ 植物提取物，包括海藻提取物；⑵ 生物化學(xué)物質(zhì)；⑶ 蛋白質(zhì)水解物和氨基酸；⑷ 維生素；⑸ 無細(xì)胞微生物產(chǎn)品；⑹ 抗氧化劑；⑺ 抗蒸騰劑；⑻ 腐殖酸和黃腐酸及其衍生物。

產(chǎn)品中存在的重金屬不應(yīng)超過以下最大限度：⑴ 鎘(以 Cd 計) 5.00 mg/kg；⑵ 鉻(以 Cr計，VI價鉻) 50.00 mg/kg；⑶ 銅(以Cu 計) 300.00 mg/kg；⑷ 鋅(以Zn計) 1 000.00 mg/kg；⑸ 鉛(以Pb計) 100.00 mg/kg；⑹ 砷(以As2O3計) 10.0 mg/kg。

此外，還規(guī)定任何生物刺激劑產(chǎn)品中不得含有超過0.01 mg/L濃度的農(nóng)藥有效成分。

5.2 植物生物刺激劑的標(biāo)簽要求

5.2.1 歐盟肥料新法規(guī)對植物生物刺激劑的標(biāo)簽要求[4]

⑴ 植物生物刺激劑(PFC6，PFC即產(chǎn)品功能類別)標(biāo)簽需要提供的信息

① 物理狀態(tài)；② 生產(chǎn)日期和有效期；③ 使用方法；④ 對目標(biāo)植物的作用；⑤ 與產(chǎn)品效果有關(guān)的任何指導(dǎo)，包括土壤管理規(guī)范、化學(xué)肥料使用、與植物保護(hù)產(chǎn)品(農(nóng)藥)的不相容性，推薦的噴嘴大小、噴霧壓力和其他防飄移措施。

⑵ 對微生物類生物刺激劑[PFC6(A)]的標(biāo)簽有特別要求

任何有意加入的微生物都必須標(biāo)明。有幾種不同菌株的微生物，必須標(biāo)明實(shí)際加入的菌株。微生物濃度須采用單位重量或單位體積的活性單位數(shù)(number of active units)表述，或者用其他與微生物有關(guān)的表述方法，如每克菌落數(shù)量(CFU/g)。標(biāo)簽必須包含如下警示語：“微生物可能導(dǎo)致過敏反應(yīng)?！?/p>

⑶ 對含有植物生物刺激劑的肥料混合物(PFC7)的標(biāo)簽要求

所有適用于歐盟的所有成分的肥料產(chǎn)品的標(biāo)簽要求，均適用于該肥料產(chǎn)品混合物，并須與最終的肥料產(chǎn)品混合物一并表達(dá)。

當(dāng)肥料產(chǎn)品混合物中含有一種或多種植物生物刺激劑時，混合物中每種植物生物刺激劑的濃度應(yīng)以 g/kg (20 ℃)或 g/L (20 ℃)表示。

⑷ 產(chǎn)品含量允許差規(guī)則

微生物類生物刺激劑PFC6 (A)的允許差：微生物的實(shí)際濃度與申報值的偏差不得超過15%。

需要指出的是，EBIC認(rèn)為在微生物類生物刺激劑產(chǎn)品中微生物的數(shù)量不能代表產(chǎn)品的效力，應(yīng)該使用生物效價表示產(chǎn)品微生物。

5.2.2 南非對植物生物刺激劑的標(biāo)簽要求[16]

南非把生物刺激劑類產(chǎn)品作為第3組肥料，并于2019年頒布了登記要求和標(biāo)簽要求。如果一種產(chǎn)品既作為生物刺激劑又作為生物農(nóng)藥，則必須分別獲得肥料登記證和農(nóng)藥登記證。

對微生物類生物刺激劑，產(chǎn)品中包含的所有微生物和代謝物必須：⑴ 用科學(xué)的程序進(jìn)行鑒定；⑵菌種必須保藏在農(nóng)業(yè)研究理事會(ARC)或在南非的其他注明的收藏單位；⑶ 包含入境數(shù)據(jù)或“微生物憑證”；⑷ 須附有經(jīng)批準(zhǔn)的風(fēng)險評估，表明它是尚未釋放到南非環(huán)境中的微生物，但是它對人類、植物動物或環(huán)境沒有潛在的危害。

如果微生物類生物刺激劑產(chǎn)品擬進(jìn)口到南非，則必須提交如下各種許可證書：⑴ 試驗(yàn)用進(jìn)口許可證；⑵ 允許申請人在南非商品化該產(chǎn)品的信函；⑶大量釋放許可證；⑷ 采購收據(jù)，詳細(xì)說明微生物的名稱、來源國、屬和種的識別(使用最新命名法)。

作為生物刺激劑產(chǎn)品，其標(biāo)簽必須包括如下內(nèi)容：產(chǎn)品名稱、肥料類別(第3類)、有效成分名稱(微生物有效成分必須給出每種微生物的屬和種的名稱)、有效成分濃度(微生物有效成分必須給出微生物的活菌單位數(shù)，即CFU/mL)、批號和生產(chǎn)日期(微生物成分必須與分析證上的 CFU數(shù)對應(yīng))、凈重、注意事項、使用指導(dǎo)、使用方法和警告等[16]。

6 結(jié) 語

利用植物有益微生物為未來的作物生產(chǎn)和作物保護(hù)保駕護(hù)航是目前跨國農(nóng)化公司和各國政府農(nóng)業(yè)和農(nóng)化產(chǎn)品主管部門一致認(rèn)同的方向。雖然，目前世界各國關(guān)于微生物農(nóng)藥、微生物肥料以及微生物類生物刺激劑等界定還沒有達(dá)成統(tǒng)一，但是這些都是利用對植物有益的微生物保護(hù)作物生產(chǎn)。因此，關(guān)注微生物在作物生產(chǎn)上的利用，尤其是微生物類生物刺激劑的開發(fā)非常重要。中國是微生物肥料開發(fā)和生產(chǎn)的大國，目前登記的微生物肥料品種豐富，相信其中某些產(chǎn)品可能成為優(yōu)秀的微生物類生物刺激劑，值得深入開發(fā)其更大的使用價值。