La 干旱和极端高温 它们已成为许多农业地区的日常必需品，尤其是在…… 地中海气候和温暖地区 在灌溉用水有限甚至完全没有灌溉用水的地区，微生物生物刺激剂已从实验室里的新奇事物发展成为一种重要的解决方案。 提高作物抵抗水分胁迫能力的关键工具保持性能并减少对化学投入的依赖。
除了营销之外，这些产品背后还有…… 严谨的科学研究、研发项目和实地试验 这些研究表明，微生物群落、海藻提取物、腐殖质和新型有益细菌如何帮助植物更好地管理水分、利用养分并激活其内部防御机制。让我们冷静而直接地审视一下科学研究的结论以及实践中为帮助作物减少干旱影响所做的努力。
什么是生物刺激剂？为什么它们在当今如此重要？
当我们谈到生物刺激剂时，我们指的是 旨在改善植物生理和根际活性的产品与其说是为了给植物提供营养，不如说是为了激活植物的内部过程，使植物生长得更好，更能抵抗非生物胁迫，特别是干旱和高温。
根据欧盟法规 (EU) 2019/1009，生物刺激剂是一种产品， 它能促进植物的营养吸收过程，而不受植物营养成分的影响。旨在改善以下一个或多个特性：养分利用效率、非生物胁迫耐受性、农艺性状（产量和品质）以及土壤和根际中固定养分的有效性。
这些产品很多都来自 生物来源：海藻提取物、农产品副产品、微生物培养物、腐殖质或氨基酸施用剂量较低（通常低于 0,5 公斤/公顷）。-1他们的兴趣激增，因为他们完美契合了…… 欧洲农业的绿色转型减少对合成肥料和杀虫剂的需求，并有助于在日益极端的天气条件下维持生产。
与此同时， 生物防治剂或生物农药 它们还发挥着另一种补充作用：它们是基于微生物（细菌、真菌、病毒、原生动物、线虫）、天然物质（植物提取物、信息素、油脂）甚至大型生物（捕食性昆虫和螨虫、寄生蜂、昆虫病原线虫）的植物保护产品，其作用在于…… 控制病虫害生物刺激剂侧重于非生物胁迫，而这些生物防治剂侧重于生物胁迫。
主要区别可概括如下：生物刺激剂旨在 提高对干旱、盐碱或极端温度的耐受性 并通过刺激代谢途径、激素信号和促进根系生长来优化营养；而生物农药的作用机制则是…… 直接拮抗、寄生或诱导防御 抵抗疾病和害虫。
在欧盟，这种概念上的分离转化为…… 双重监管轨道生物刺激剂根据 (EU) 2019/1009 号条例（功能类别 CFP 6：植物生物刺激剂）作为肥料进行监管，而生物防治剂则根据 (EC) 1107/2009 号条例（植物保护产品）进行监管。
微生物生物刺激剂与干旱：玉米和番茄的科学研究成果
近期发表的一项最有趣的研究分析了以下方面的影响： 利用FPB（发酵多相生物技术）生产的微生物群落 幼苗中的毛霉属 玉米和番茄无论是在正常灌溉还是低灌溉条件下， 中度至重度缺水该研究发表在国际期刊《资源》（MDPI）上，排名Q1，重点关注可持续性、资源高效利用和气候变化，这很好地体现了其严谨性。
这项工作的目的不仅限于检验植物是否“长得更多”，而且还要了解 它们的生理反应如何随干旱而变化 以及微生物是否能够从发育早期阶段就提高作物对缺水环境的适应能力。
结果非常明确：经微生物生物刺激剂处理的幼苗表现出 显著更高的增长和更好的水资源管理 与对照组相比，即使在水资源非常匮乏的情况下，玉米的生长也达到了大约一倍。 干旱条件下高出50%而番茄的生长量则增加至…… 正常灌溉条件下为35%.
除了增长之外， 水资源利用效率明显提高经处理的植物在水分减少的情况下能更长时间地维持其生理活性，这是克服关键胁迫期的重要因素。这种特性与根系结构的改善以及植物维持膨压和光合作用能力的增强有关。
在营养层面上，微生物群落 它们增强了磷、铁、钙和镁的吸收。这些营养物质对植物的营养生长和抗逆性都至关重要。这种效应可归因于微生物的作用，它们能够溶解磷、螯合微量元素，或产生促进根系吸收的物质。
研究还表明，经过处理的幼苗能更有效地激活自身的营养物质。 应对压力的自然防御机制抗氧化酶（如抗坏血酸过氧化物酶 (APX) 和过氧化氢酶 (CAT)）的活性提高了 20-40%。这种抗氧化能力的提高意味着…… 减少氧化应激 从发育的早期阶段就开始发挥作用，这意味着缺水时细胞损伤会更少。
多变量分析表明，这并非孤立的反应，而是…… 植物的综合反应 它将生长、营养和生理机能整合为一个协调的“方案”，以促进早期表现。正如TRICHODEX首席执行官Khalid Akhdi所说，微生物生物技术可以带来改变。与栽培的早期阶段相比，这确实有所不同。帮助植物更好地适应缺水环境。
综上所述，这些结果表明微生物生物刺激剂是一种 减少干旱影响的实用工具在气候变化的背景下，更好地利用土壤资源，减少对化学投入的依赖，并实现产量稳定。
欧盟生物刺激剂的监管环境和市场
这些产品的兴起并非偶然：欧洲生物刺激剂行业已经成为 全球领先企业，市场份额超过50%。西班牙是领先国家之一。2021年，西班牙市场价值估计超过3.300亿欧元，预计到2027年年均增长率将达到12%至14%。
这一增长主要受以下因素驱动： 欧洲的绿色协议、从农场到餐桌以及新共同农业政策战略这要求减少对环境和生物多样性有害物质的使用，并转向更可持续的生产模式。生物刺激剂正是理想的解决方案。 它们能提高作物抗逆性 并保持土壤健康，从而维持甚至提高性能和质量。
然而，该行业的发展受制于…… 复杂的立法框架就生物刺激剂而言，(EU) 2019/1009 号法规规定，这些产品在欧盟第六框架公约 (CFP 6) 框架内必须符合相关规定。 严格的质量要求、污染物限量、标签标准和公差此外，它们的原材料必须属于授权的成分材料类别 (CMC) 之一，并通过合格评定，才能作为欧盟肥料销售。
在西班牙，生物刺激剂只有通过以下途径之一才能进入市场： 遵守 (EU) 2019/1009 号条例遵守国家法规（皇家法令 506/2013）或通过以下方式进入 相互承认 根据（欧盟）2019/515 号条例，如果已在其他成员国获得授权。
授权过程并不短：预计持续…… 3到5年 从产品开发到全面商业化。为了简化这一流程，欧洲标准化委员会 (CEN) 制定了一系列标准。 33项协调标准（CEN 455系列） 明确规定了证明符合 2019/1009 号法规要求的农艺效果的试验。
即便如此，仍然存在几个重要的挑战：扩大名单 CMC 7 中授权的微生物 （目前仅限于固氮菌属、根瘤菌属、菌根真菌和固氮螺菌属），纳入某些动物源性副产品，根据行业实际情况调整 REACH 要求，并且 增加合格评定机构的数量 以避免出现瓶颈。
葡萄园生物刺激：SEAWINES、Living Soils、Living Vines 和 NOVATERRA 项目
葡萄栽培业是一个特别容易受到影响的行业。 气温升高和降雨不规律正因如此，它成为了生物刺激剂的理想试验场。近年来，该领域的研究呈爆炸式增长：INIA报告称…… 与生物刺激剂相关的项目数量增长近40%。 在过去的五年里。
最引人注目的例子之一是该项目 海葡萄酒（PID2020‑112644RR‑C21, C22）由IFAPA和UPV/EHU牵头开展的一项研究评估了浒苔属（绿藻，俗称“海莴苣”）和冈村褐藻（入侵性褐藻）提取物对葡萄藤的生物刺激潜力。浒苔属的特征是…… 快速增长和高二氧化碳捕获能力2 和营养物质这使其成为有机农业中生物肥料或堆肥的一种非常有趣的海洋生物质。
浒苔中最相关的化合物之一是硫酸多糖。 乌尔万温室试验表明，该物质对多种作物（葡萄藤、黄瓜、豆类）具有抗白粉病特性。同时，在直布罗陀海峡被列为入侵物种的冈村鲁古洛普特里克斯藻（Rugulopteryx okamurae）对生态和景观造成了严重影响，但其化学成分使其具有应用前景： 钾、钙、铁、锰含量高以及具有作为生物防治剂潜力的多糖，如岩藻聚糖和层粘连蛋白和糖脂。
经过四年的研究，SEAWINES公司已经证明，这些海藻提取物可以 促进更可持续的葡萄园管理在温暖地区，浒苔属植物的提取物显著改善了葡萄的生理和产量，而冈村偃草正在成为温室条件下霜霉病控制的一种有前途的替代方法，尤其是在与其他治疗方法结合使用时。
2024 年收获季的田间试验，以丹魄和西拉品种为例，结果显示 生产参数和葡萄多酚成分的改善 葡萄汁中的花青素（尤其是花青素）和挥发性化合物（萜烯）成分是影响葡萄酒品质的关键因素。因此，建议使用浒苔和岩藻作为酿酒原料。 双重解决方案：更可持续的海洋生物质管理和增值利用其中包括一种棘手的入侵物种。
另一个有趣的方面是…… 活土壤和活葡萄园运营小组（GOPC-CA-20-0001 和 GO2022-01）旨在加速葡萄园（尤其是像加的斯那样土壤贫瘠的葡萄园）向更可持续的耕作系统转型。“生命土壤”项目结合了多种实践：应用…… 利用葡萄藤根际微生物和修剪残渣发酵获得的微生物接种剂， 用于 绿色屋顶 防止水土流失和保持水分，并引入绵羊来控制草本植物，而不是耕作或化学割草。
Viñas Vivas 项目就其本身而言，重点关注 在转换期间保护葡萄藤 当土壤仍在恢复期，有机质和微生物多样性尚未达到最佳水平时，应转向基于自然过程的管理。为此，人们已经开发并测试了多种方法。 基于循环经济的生物刺激剂和叶面肥为了减少产量损失，并在土壤恢复期间保持葡萄品质。
结果表明，无论是否放牧绵羊，种植覆盖作物 它们能加速土壤恢复其循环利用必需营养物质的能力。此外，在特定条件下，微生物生物刺激剂可以弥补覆盖作物竞争造成的部分初期产量损失，同时改善植物营养。有趣的是，这些接种剂还可以 改变葡萄酒的感官特性降低酒精含量并增加酸度（这在当今备受推崇），此外还会影响“微生物风土”。
萨尔瓦多PROYECTO NOVATERRA（2020 年下半年；拨款协议 101000554） 它还涉及另一个互补方面：减少葡萄园和橄榄园中植物保护产品的使用及其影响。为此，我们评估了以下策略： 微生物生物防治产品、基于铜或硫纳米颗粒的配方以及精准农业技术 配备可以及早发现害虫和疾病的视觉系统。
在西班牙、葡萄牙、法国、意大利和希腊的葡萄园进行的试验表明，这是可能的。 减少传统农药的使用 结合这些策略。当真菌病害压力非常高时，简单的抗性诱导剂不足以完全控制病害，而需要整合到…… 综合虫害管理 是的，它们可以发挥重要作用。此外，观察发现生物刺激剂的有效性取决于品种、土壤类型和气候，因此必须考虑这些因素。 根据每个本地上下文调整其使用方式.
生物刺激剂如何作用于根系和提高抗旱性
从字面上讲，根就是我们谈论的“指挥中心”。 抗旱性和高效用水没有 强大的根系这种植物枝繁叶茂，但无法从土壤下层吸收水分或利用固定的养分，一旦气温升高就会枯萎。
旨在促进根系发育的生物刺激剂（微生物和非微生物）发挥以下作用： 生理和生化过程的“增强剂” 它们控制根系的形成、伸长、分枝和根毛的出现。它们并不提供大量的氮磷钾肥，而是改善植物对土壤或营养液中已有养分的利用。
其中最相关的机制包括以下类型的影响 激素（类似于生长素和细胞分裂素）这些激素刺激根分生组织，促进主根伸长和侧根发育。同时，它们调节激素平衡，使植物地上部分和根系之间的生长更加平衡。
另一个关键方面是 毛根形成这些极其精细的结构负责吸收大部分水分和养分。一些生物刺激剂可以激活相关通路，增加这些毛状体的密度和长度，从而显著增加有效吸收表面积，进而提高植物对磷、氮、钾、钙和微量元素的利用能力。
微生物生物刺激剂，特别是 它们改善了根际的相互作用。 通过促进有益细菌和真菌群落的生长，例如芽孢杆菌属、木霉属、固氮螺菌属、固氮菌属或菌根真菌。这些微生物定殖于根系及其周围环境，改善土壤结构，溶解稀缺养分，并产生增强土壤保水性的物质（例如胞外多糖）。
其中也包含一个明显的组成部分 提高养分利用效率生物刺激剂激活膜转运体和代谢途径，使植物能够更有效地将吸收的养分转化为有用的生物质，从而减少损失和对大量施用矿物肥料的需求。
最后，这些产品中的许多都强化了…… 非生物胁迫耐受性和恢复能力 在经历干旱、盐碱、寒冷或移植休克之后，植物会通过激活抗氧化系统、积累相容性渗透物质以及调节气孔开放来恢复水分，从而减少水分散失，更好地抵御气候波动。
用于增强根系和应对干旱的主要生物刺激剂类型
市场上我们可以找到几种生物刺激剂。 对根系的直接或间接影响每种肥料的作用机制都不同，可能更适合某些作物或情况，而不是其他作物或情况。
MGI 海藻提取物SEAWINES项目中使用的产品富含活性类似于细胞分裂素、生长素和赤霉素的化合物，以及生物活性多糖、维生素和微量营养素。这意味着 早期且更丰富的根系生长分枝性更好，对水分和热力等压力的耐受性更强。
MGI 微生物生物刺激剂 它们根据有益细菌和真菌（芽孢杆菌属、木霉属、固氮螺菌属、菌根真菌等）对接种剂进行分类。它们在以下方面尤其引人注目： 退化土壤，有机质含量低或微生物活性低。因为它们能重新激活土壤的生物功能，提高磷和微量元素的有效性，并帮助植物根系探索更大体积的土壤。
配方 游离氨基酸 它们是植物激素的前体，也是多种酶的辅因子。它们的应用，尤其是在早期阶段或胁迫后，可以 加速根系代谢促进组织再生，减轻中暑或干旱的影响。
最后， 酶促生物刺激剂 它们能激活根际的酶活性，帮助释放固定的营养物质，并将有机废物分解成更容易被吸收的形式。它们的应用尤其值得关注。 生物活性低或经过高强度管理的土壤建议重新激活微生物生命。
应用策略：何时以及如何使用生物刺激剂来抵抗干旱
要充分发挥这些产品的功效，仅仅选择正确的活性成分是不够的：这至关重要。 掌握好给药时间、剂量和途径在干旱的情况下，目标是让植物在关键时刻拥有强大的根系和充足的新陈代谢。
最有效的策略之一是使用微生物生物刺激剂或特定提取物。这种做法可以改善种子发芽、出苗和早期根系发育，从而使谷类、豆类或直播蔬菜等作物更快、更均匀地建立起来。
在移栽作物中（园艺作物， 果树葡萄园它非常有用。 根部浸泡或局部施药于种植穴内从一开始就确保接种剂与根系区域直接接触。这可以减少移植休克并加速成活，这在时间紧迫的情况下至关重要。
La 在播种或发芽时施用于土壤无论是液态还是颗粒状，这种生物刺激剂都能在根系开始探索周围环境时就存在于根际。在局部灌溉系统中， 施肥 这是一种非常方便的施肥方式，可以在植物生长期间持续刺激其生长。
另一方面，在经历了以下几集之后： 强烈胁迫（热浪、干旱、霜冻、盐碱化）可以通过编程“恢复”应用来帮助再生根系并重新启动新陈代谢，例如，根据需要结合氨基酸、腐殖质和微生物接种剂。
一个具体的例证是2022赛季赫雷斯地区的情况，其特点是： 花期和转色期之间有四次热浪气候极度干燥。在帕洛米诺菲诺（Palomino Fino）品种中，发现了坐果率低、过早停止生长、果粒饱满度差以及未成熟果串干枯等问题。为了应对这种情况，巴尔巴迪略酒庄（Bodegas Barbadillo）采取了以下措施： 在整个循环过程中施用富含原硅酸的溶液.
这种化合物调节钙、磷、钾、镁等营养物质的吸收和运输，并促进细胞壁中硅的积累，从而增加…… 组织对气候压力的刚度和抵抗力其结果是减少了蒸散造成的水分损失，即使在高蒸腾作用条件下，水分平衡也得到了改善。田间数据表明，该作物表现出积极的农艺性状。 葡萄藤生长发育更充分，产量增加。 相对于未处理的地块而言。
除了具体产品之外，其潜在信息是，在灌溉有限或根本没有灌溉的温暖地区，生物刺激剂的使用不仅应着眼于“提高产量”，还应着眼于…… 提高作物质量、延长植物寿命和增强抗逆性在许多情况下，目标是避免产量和质量急剧下降，并延长葡萄园或其他木本作物的有效寿命。
一种新型的基于副根瘤菌的微生物生物刺激剂，用于应对非生物胁迫
微生物生物刺激剂的研究并不局限于已有的研究团队。巴塞罗那大学目前正在开展一个相关项目。 基于两种新型根瘤菌菌株的新产品。该菌株是在实验室中分离出来的，属于“基于根瘤菌的植物生物刺激剂提高作物非生物胁迫耐受性”项目的一部分，该项目由 F2I（博世和吉姆佩拉基金会，由桑坦德银行支持）的概念验证拨款资助。
这些菌株在受控条件下已证明其具有以下能力： 提高不同作物对干旱、盐碱、寒冷和霜冻的耐受性这些菌株及其用途均已通过欧洲专利申请获得保护，目前正在与对将该产品推向市场感兴趣的农产品食品公司洽谈许可协议。
该项目包括 在有限灌溉条件下进行的田间试验 为了评估生物刺激剂对果实产量和品质的影响，并利用高分辨率分子分析揭示其在提高植物耐旱性方面的作用机制，我们力求超越简单的“有效或无效”的判断，深入了解其如何调控植物的基因表达和代谢途径。
研究团队表示，详细了解这些机制将有助于…… 为了更好地定位产品市场 并持续进行针对性改进，调整剂量、施用时间和与其他投入物的组合。最终目标是将实验室发现转化为强大的商业工具，并具备科学依据且符合现行法规。
鲁本·阿尔卡萨尔博士本人也强调，在农业必须更加可持续、减少化学影响并保持盈利的背景下， 植物生物技术正在巩固其作为战略性产业的地位。具有巨大的向生产部门转移的潜力，并能为粮食安全做出真正的贡献。
综上所述，生物刺激剂——尤其是微生物生物刺激剂——正逐渐成为作物更好地抵御干旱、最大限度利用水分和土壤养分以及在几十年前会导致灾难性损失的条件下维持产量的关键要素。结合可靠的科学发现、不断完善的监管框架和智能的管理策略，农业拥有了越来越多切实可行的工具来适应更加干燥的气候，同时又不牺牲质量或可持续性。
