欧美生物刺激素相关管理制度解析
随着农业可持续发展和绿色转型的不断推进,生物刺激素作为一种新型的环境友好型产品,正在全球范围内受到越来越多的关注。然而,在我国,生物刺激素的法律法规尚待完善,市场的标准化工作仍处于起步阶段。
为此,朱国梁和王思怿在《欧美生物刺激素相关管理制度解析》一文中,对欧美地区在生物刺激素管理方面的相关政策进行了深入研究。详细介绍了欧美国家对生物刺激素的定义、分类以及管理制度,探讨了其在实践中的应用效果。通过对比分析,为我国生物刺激素的管理制度建设提供宝贵的借鉴,以进一步促进国内生物刺激素市场的健康发展与标准化进程。
定义与分类
什么是生物刺激素
欧盟在新法规中对生物刺激素的定义为:一种包含某些成分和微生物的物质,这些成分和微生物在施用于植物或者根际时,其功效是对植物的自然进程起到刺激作用,包括加强/有益于营养吸收、营养功效、非生物胁迫抗力及作物品质,而与营养成分无关。
美国环保署(EPA)在《植物生长调节剂包括生物刺激剂产品声明指导草案(2020)》中收录了3种定义:①一种施用于种子、植株或根际时,能刺激自然过程以增强或有益于养分吸收、养分效率、对非生物胁迫的耐受性或作物品质与产率的物质或微生物(2018农场法案)。②一种天然物质及经合成得到的相同物质,或一种微生物,可被用于刺激植株与土壤中的自然过程,以达到提升植株的养分/水分利用效率或对非生物胁迫的耐受性,或提升植株生长介质土壤的各项性状的目的。各性状可以是物理性的、化学性的或生物性的。植物生物刺激素可以单独使用或与其他物质或微生物组合使用(2019美国农业部报告定义1)。③一种施用于种子、植株、根际、土壤或其他生长介质,用以协助植株进行独立于刺激素本身营养物质之外的自然营养过程的物质、微生物或混合物。植物生物刺激素可提升植株营养物质的有效性、吸收与利用率及植株对非生物胁迫的耐受性,最终改善植物的生长、品质与产量(2019美国农业部报告定义2)。
生物刺激素的分类
(1) 腐殖酸类物质
腐殖酸类物质(黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸等)是一类天然物质,是动植物遗骸经过微生物的分解和转化,以及地球的一系列化学过程造成和积累起来的一类有机物质。
(2) 游离氨基酸
游离氨基酸(还包括多肽、聚胺类、甜菜碱等)主要是由植物源(种子、农作物秸秆)和动物源(胶原、上皮组织)残留物通过酶解法、化学法或热水解法以及工农业副产品水解等途径获取。
(3) 海藻提取物
海藻提取物是一种纯天然的海洋生物产品,所有的特征均来自海藻本身,其主要成分有多糖类(海藻酸盐、海带多糖)、固醇类、含氮化合物(如甜菜碱、荷尔蒙)等。
(4) 生物聚合物
生物聚合物(甲壳素、壳寡糖、壳聚糖、几丁质等)广泛存在于所有的海洋和陆生生态系统中,是昆虫和甲壳类动物外骨骼、真菌类细胞壁的组成物质。
(5) 无机盐化合物
无机盐即无机化合物中的盐类,可以通过传统无机化学过程或直接提取矿藏的途径获取,其经典成分有亚磷酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硝酸盐等,主要作用是通过调控生物大分子活性以实现作物抗病能力的提升。
(6) 微生物菌剂
特定的微生物活体(真菌或细菌)能够促进土壤酶活性,使土壤难溶性矿物养分得到分解并释放。诸如真菌、根瘤菌、促生菌、光合细菌、丛枝菌等,均可被制成微生物菌剂类生物刺激素。
(7) 有益化学元素
有益化学元素是特指17种必需营养元素之外的化学元素,如硅、钠、钴、硒、铝等。有益元素的效果各异,比如硅元素能减轻水稻土中锰和铁的毒害,钠元素可以通过调节植物渗透压来促进盐土植物的生长。
(8) 抗蒸腾剂
能降低蒸腾作用的物质统称为抗蒸腾剂,包含矿物质(高岭土、硅酸盐等)、合成化合物(萘、薄荷油等)与聚合物(聚丙烯酰胺、壳聚糖等)。
生物刺激素的欧盟管理制度
欧盟新法规于2019年6月25日发布,并于2019年7月15日起生效。在各方努力下,新法规自2022年7月起全面实施,自此生物刺激素在欧盟内正式被视为一个独立的农业投入类别纳入肥料类型,而不再作为植物保护产品(农药)进行管理。
欧盟新法规更新了肥料管理范畴,将6种产品纳入了肥料产品类别,其中植物生物刺激素为第5类肥料产品,涵盖微生物类植物生物刺激素和非微生物类植物生物刺激素。除此之外,新法规还规范了肥料产品中所使用的原材料,将符合肥料产品要求的原材料分为11类(见表1)。如海藻酸类物质提取于天然海藻,即对应CMC 2的植物提取物;抗蒸腾剂中的聚丙烯酰胺、壳聚糖等聚合物可以归类于CMC 9养分聚合物以外的聚合物;新法规中CMC 7微生物类原料中所列举的合规菌类表中包括固氮菌属、菌根真菌、根瘤菌属和固氮螺菌属,基本上涵盖了市面上常见的微生物菌剂所选用的菌群。
表1 欧盟新法规中肥料产品原材料的分类
针对生物刺激素产品的功效声明,欧盟新法规中明确了功效声明应当集中在生物刺激素本身在法规中的定义上,即一个生物刺激素产品的功效应当与其自身所含的营养物质无关。同时,投放于欧洲市场的产品所标注的功效声明必须至少符合欧盟肥料法规对生物刺激素定义中的四大类功效声明中的一类。
对在欧洲市场上市的生物刺激素产品需要进行注册登记,欧盟法规中提到对于在2019年7月15日之前已取得1107法规农药登记的产品,若其效果与各项材料依然满足生物刺激素产品的定义,则其原农药登记依旧生效。生物刺激素的登记信息应当包含安全性评估数据、风险评估信息和产品特性描述信息(见表2)。
表2 欧盟生物刺激素产品登记所需信息
生物刺激素的美国管理制度
在美国联邦制度下,各州在不违反美国联邦宪法和国家层面法律条约的前提下保有独立的立法权,因此各州对于生物刺激素的管理也各有不同。EPA发布的植物生长调节剂包括生物刺激剂产品标签声明指导草案(2019)与植物生长调节剂包括生物刺激剂产品声明指导草案(2020)对于各州针对生物刺激素的管理制度的建立具有指导意义,是美国至今为止讨论植物生物刺激素管理办法的代表性文件。
在两项草案中,EPA提供了一种从成分与功效声明出发的以“排除法”为核心的判别方法,用以鉴别某植物生物刺激素产品是否受FIFRA管理。由于“排除法”在判定与操作过程中仍会面对较多的复杂问题,且从植物生长调节剂中排除的生物刺激素产品的管理空白依旧存在,故美国国会后续发布了《植物生物刺激素法案2022》(H.R.7752)。该法案对植物生物刺激素的定义再次进行修正,并且将全部植物生物刺激素产品从FIFRA的管理中豁免,此举意味着美国将会放弃较为复杂的“排除法”,进而探索优化一种更加科学的新型管理体制,用于规范美国植物生物刺激素市场。
结语
欧盟出台的新法规明确了生物刺激素是一类肥料产品,将之视为一个独立的农业投入品类别,与农药类产品区别管理,对整体肥料产品的管理体系是一个补充和完善。新法规搭建的框架体系清晰完整,对于生物刺激素的定位明确,在将来通过发布与之配套的指南与实施细则等文件,可以更好地指导欧盟各成员国对生物刺激素类产品的科学管理。
EPA尝试通过两项草案建立一种判别生物刺激素产品是否属于农药类产品的方法,此方法虽然能将部分产品归于农药管理法案的管辖范围,但是对于排除在农药法案外的产品的归属却未作讨论。目前,在《植物生物刺激素法案2022》将全部生物刺激素产品从FIFRA的管理中豁免的大前提下,美国尚未出台其他专门的法规用以界定生物刺激素产品。
尽管我国在关于生物刺激素等管理制度上仍存在欠缺,但在生物刺激素标准化工作方面已取得了较大进展。为了推进生物刺激素类产品的规范化管理,建议相关部门通过借鉴欧美对生物刺激素的管理思路,结合我国国情,探索出一种契合我国市场的生物刺激素管理制度,推进我国生物刺激素市场的健康发展。