生物刺激剂市场前景广阔
20世纪以来，科技的飞速发展为人类带来高度发达的物质文明，尤其是以化学肥料和化学农药使用为代表的农业发展，在很大程度上解决了世界人口的吃饭问题。然而，几十年来化肥和农药的过度使用，也带来许多环境问题。
全球食品和农产品系统正面临着前所未有的挑战，包括不断增长的人口对粮食的需求不断增加、饥饿和营养不良不断加剧、气候变化的不利影响、自然资源的过度开发、生物多样性的丧失以及粮食损失和浪费。据报道，预计年因世界人口增长和环境恶化矛盾而引起的世界性饥饿危机将会上涨30%。
随着未来人们对农业安全与品质的追求逐步加深，农药制剂的安全性和有效性也越来越受到广泛重视，因此生物刺激剂（Biostimulants）作为一类环境友好型、安全高效新型绿色农业投入品逐渐进入农业研究及商业化领域专业人员的视野。
以产品来源划分，生物刺激剂可大致划分为海洋来源（海藻酸、甲壳素等），矿质来源（腐殖酸、黄腐酸等），微生物来源（氨基酸、菌剂等）和植物来源（多糖、黄酮类等）。
图1生物刺激剂的来源分类
年颁布生效的新欧盟肥料产品法规（EU）/，是全球第一部将植物生物刺激剂单独进行农业投入品分类的法律，自年7月16日起全面实施，从此在欧洲植物生物刺激剂成为一个独立农业投入类别。
欧盟新法规从法律层面将植物生物刺激剂定义为：“不依赖产品的营养成分刺激植物营养吸收利用过程的产品，其唯一目的是改善植物或植物根际的一个或多个以下特征：（1）养分利用效率；（2）对非生物胁迫的抵抗力；（3）质量性状；（4）土壤或根际中有限养分的可利用性。”
生物刺激剂市场年达到32亿美元，复合年增长率12.1%，到年市场达到56亿美元，对现代农业发展及生态可持续发展具有深远意义。
花粉多糖是一类新型植物源生物刺激剂
花粉是开花植物重要的生殖细胞，不仅包含其亲本的重要遗传信息，而且还含有丰富的有益成分。
花粉多糖是来源于各类植物花粉，经绿色环保工艺萃取的植物源生物刺激剂，粗提物为淡棕色粉末，易溶于热水，不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，pH值5-6，其主要成分为多糖、寡糖、单糖等水溶性糖类物质，除此之外还具有丰富的氨基酸、矿物质、微量元素等。
图2花粉多糖来源于各种植物花粉
花粉多糖是一类结构复杂的生物大分子物质，由糖基按照一定的规则排列而成，根据化学性质可分为中性多糖和酸性多糖，其分子量大小、聚合程度、侧链基团等结构特征直接决定其生物学功能。
成都新朝阳生物技术研究院通过大孔树脂层析、丙烯葡聚糖凝胶层析等方法对花粉多糖进行分离纯化，获得单一多糖，并利用化学法、色谱-质谱法、红外光谱法等多种方法对多糖分子进行结构鉴定，从结构出发，深入研究花粉多糖在抗氧化、促进作物生长、诱导作物抗逆等方面的功能应用，并不断拓展在保健食品、动物饲料等方面的开发应用。
图3花粉多糖分析报告
花粉多糖的作用机理
外界刺激作用于植物，往往是通过细胞膜上的受体将信号转入细胞内。在植物细胞膜上存在大量模式识别受体（PRR），其中与植物来源分子识别相关的模式叫做植物自身降解的损伤相关分子模式（DAMP），植物通过这种识别方式将相应的分子信号传入胞内进而启动下游反应。推测花粉多糖识别受体是一类粘附在植物细胞壁上的受体激酶（例如：寡聚半乳糖醛酸受体WAK），通过细胞内外信号交流参与植物分生组织分裂、细胞生长、器官形成等生理活动，同时也参与植物病害防御与逆境相应。
植物在感知花粉多糖信号之后会引起细胞内发生包括胞质和胞核内钙离子流改变，细胞质酸化，活性氧产生等细胞反应。Ca2+在细胞功能调节上具有重大作用，作为第二信使调节植物生长、发育及抗逆等生理反应。植物对外界的应激反应在细胞层面上往往表现为钙离子浓度的瞬变，伴随着胞外钙的流入和胞内钙库中钙的泵出。活性氧（ROS）是植物体内重要的信号分子，它通过基因表达和细胞代谢，使植物及时对环境胁迫做出反应。ROS爆发是植物防御信号的的标志，当植物遭受病原菌侵害时，会局部大量产生ROS以启动自身防御。
植物的正常有氧代谢，伴随产生大量超氧阴离子自由基和羟基自由基，正常状态下，植物体内的超氧化物歧化酶、过氧化物酶等可清除自由基，但是植物在胁迫条件下，过量的活性氧ROS导致机体蛋白质和DNA损伤，以及触发不饱和脂肪酸的过氧化，产生丙二醛（MDA）使蛋白质、核酸等发生交联而失活。
体外试验已证实，花粉多糖具有抗氧化能力，作用于植物，可清除植物体内因环境胁迫及生物胁迫产生的过量自由基，避免ROS氧化胁迫造成的生理影响。
图5花粉多糖的抗氧化能力
生物刺激剂花粉多糖被植物吸收后，主要通过调控黄酮、谷胱甘肽和苯丙烷类物质的基因表达，增强谷胱甘肽代谢以及促进类黄酮和苯丙烷生物合成来显著促进作物根系生长。此外，花粉多糖还向植物提供丰富的氨基酸、微量元素等多种营养成分，促进叶绿素合成，加强叶片光合作用。
图6花粉多糖主要参与代谢途径
花粉多糖的主要功能
①花粉多糖可加强植物对营养成分的吸收与转化，促进作物快速生长。通常花粉多糖使用后第三天可对植株表型指标有促进作用，施药七天左右开始出现显著差异。
小白菜和小麦施用花粉多糖，促进叶片叶绿素合成累积，幼苗期株高分别比常规施肥增长15%和11%（图7）；
图7花粉多糖在小白菜和小麦上的促长盆栽实验
莴笋全生育期施用1-2次花粉多糖，与常规施肥相比，亩产增幅6.2%（图8）；
花粉多糖在莴笋促长增产上的田间实验
矮生番茄幼果期施用花粉多糖，可促进果实膨大、转色和成熟，比清水对照单果重增长64%，头茬产量增长%（图9）。
图9花粉多糖在矮生番茄上的增产实验
②花粉多糖通过调控黄酮、谷胱甘肽和苯丙烷类物质代谢通路，显著促进植物根系生长。小麦水培试验结果显示，花粉多糖培养的小麦幼苗拥有更多、更长的须根，且根系具有更为浓密的根毛，大大增加根系表面积，有利于营养物质的吸收（图10）。
图10花粉多糖促进小麦侧根及须根生长
花粉多糖对双子叶植物根系生长也具有显著促进作用，在南瓜和花生幼苗盆栽灌溉花粉多糖，主根及侧根生长与花粉多糖的浓度成正比（图11）。
图11花粉多糖促进南瓜和花生根系生长的盆栽实验
③花粉多糖的抗氧化作用可迅速降低胁迫条件下植物体内的ROS氧自由基，起到保护细胞膜，降低丙二醛累积作用。豇豆幼苗喷施花粉多糖后进行4度低温胁迫培养2天，经24小时常温缓苗后花粉多糖处理组叶片恢复直立，冷害指数显著低于对照处理（图12）。
图12花粉多糖在豇豆上的抗低温实验
土壤酸化会严重影响作物的根系生长和营养吸收，在酸性条件下（pH4.7）花粉多糖可维持小麦根系正常生长，增幅可达到21.66%（图13）。
图13花粉多糖在小麦上的抗酸化实验
④花粉多糖可显著改善农产品品质。在猕猴桃膨果期花粉多糖配合叶面营养产品如钙镁硼等，在不影响红心猕猴桃单果重的前提下，可显著提升果实Vc含量和可溶性糖含量，显著提升猕猴桃的商品性和营养价值（图14）。
图14花粉多糖在提升猕猴桃果实品质上的实验
在大樱桃成熟早期施用花粉多糖，可促进提早成熟、上色，改善表光，提高果肉紧致度和单果重，糖度比常规处理增加3度（图15）。
图15花粉多糖在大樱桃上的品质提升实验
花粉多糖-促根促长提品增效的首选新型生物技术
我国植物生长调节剂应用广泛，使用复硝酚钠、萘乙酸和吲哚丁酸添加用于肥料中，提高肥效，增加产量和品质。然而，随着这些化学调节剂、化学激素的过量不合理使用，直接抑制作物生长，导致作物生长畸形，严重影响农产品产量和品质。
且随着年国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布的GB/T-《肥料中植物生长调节剂的测定高效液相色谱法》，我们国家的肥料行业会越来越规范。根据《肥料登记管理办法》和《农药管理条例》，非法添加按照假农药处理。因此，具备以上化学调节剂促长、促根功能，且安全高效的新型植物源生物刺激剂具有巨大的市场潜力和应用价值。
1.花粉多糖—替代复硝酚钠等植调剂，提高肥效，促长促叶更突出
小白菜喷施花粉多糖（促长型）15天后，具有显著提升肥料利用率，其增产效果显著高于复硝酚钠10%。
小白菜喷施花粉多糖8天后，花粉多糖对比叶面肥处理，显著促进叶长、叶宽增加，增幅分别为22.25%、17.68%；与复硝酚钠处理差异不显著。
2.花粉多糖（促根型）—替代萘乙酸、吲哚丁酸，促根显著更安全
花粉多糖用于小麦种子常规处理，第2天显现出具有根系生长快、发根较多、根毛较多的作用效果，效果优于吲哚丁酸和萘乙酸。
第2天
第3天
第4天
第2天
第3天
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花粉多糖应用广泛，成本低，安全性好
1、花粉多糖是利用绿色环保工艺由植物花粉提取的新型生物刺激剂，是新朝阳天然芸苔素生产工艺的伴生产品，因此具有成本低、活性高、安全性好等特点。
2、花粉多糖为全水溶产品，可作为生物刺激剂产品直接使用，在较低浓度下就可快速发挥其功效。
3、花粉多糖制剂相容性好，可以作为肥料增效成分，进一步加工成菌肥、复合肥、有机肥和叶面营养类产品，每吨加入1.5-3kg可显著提高肥料吸收利用率。
4、花粉多糖可以助剂形式添加入各类化学杀菌剂、杀虫剂、杀螨剂，在杀菌杀虫的同时，调节作物营养平衡，促进叶绿素合成，增强光合作用，使作物更健壮抵抗力更强。
图16花粉多糖的生产工艺
图17花粉多糖原料及与各类农用产品的混配性
