欧洲生物刺激素领域的科学研究动态、产业发展及政策演进分析

刘楚菲 ,  丁诗懿 ,  冯盈盈 ,  陈迪 ,  周丽英 ,  陈清

中国农业大学学报 ›› 2026, Vol. 31 ›› Issue (12) : 364 -380.

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中国农业大学学报 ›› 2026, Vol. 31 ›› Issue (12) : 364 -380. DOI: 10.11841/j.issn.1007-4333.2026.12.27

欧洲生物刺激素领域的科学研究动态、产业发展及政策演进分析

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Analysis of scientific research dynamics, industrial development and policy evolution of biostimulants in Europe

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摘要

为系统梳理欧洲生物刺激素领域的科学研究动态、产业发展与政策演进,以Web of Science(WoS)数据库的相关文献和网络调研数据为研究对象,运用CiteSpace与VOSviewer软件结合文献计量分析与网络调研法进行综合分析。结果表明:1)科研方面:该领域发文数量持续增长,整体已进入较为活跃的发展阶段;西班牙、意大利和德国在论文产出和核心作者规模方面表现突出,其中意大利和德国在国际合作网络中居于主导和枢纽地位;研究主题从早期的抗性诱导、激素调控与信号传导等生理机制,逐步转向营养管理、非生物胁迫响应及作物品质提升等应用导向型方向。2)产业方面:欧洲生物刺激素市场规模稳步扩大,产业体系不断完善,市场高度分化且专业化,不同国家因农业结构、资源禀赋和政策导向形成差异化应用路径与产业优势。3)政策方面:由分散监管向统一规范逐步演进,通过《欧盟肥料产品法规》等制度安排,逐步构建起较为系统的监管框架。综上,本研究深入梳理了欧洲生物刺激素领域的科研、产业及政策发展动态,可对我国生物刺激素领域的发展提供重要参考与启示。

Abstract

To systematically review the scientific research dynamics, industrial development, and policy evolution in the field of biostimulants in Europe, taking the relevant literature retrieved from the Web of Science (WoS) database as well as online survey data as the research objects, a comprehensive analysis was conducted by using CiteSpace and VOSviewer software combined with bibliometric analysis and online survey methods. The results show that: 1) In terms of scientific research, the number of publications in this field has continued to increase, indicating that the field has entered a relatively active stage of development. Spain, Italy and Germany have performed prominently in terms of publication output and the scale of core authors, among which Italy and Germany show relatively strong connectivity in the international cooperation network. Research topics have gradually shifted from early physiological mechanisms, such as resistance induction, hormone regulation, and signal transduction, to application-oriented directions, such as nutrient management, abiotic stress response, and crop quality improvement. 2) In terms of industry, the market size of biostimulants in Europe has expanded steadily, and the industrial system has continued to improve. The market is highly differentiated and specialized. Different countries have formed differentiated application pathways and industrial advantages based on their agricultural structures, resource endowments, and policy orientations. 3) In terms of policy, regulation has gradually evolved from decentralized supervision to unified standards. Through institutional arrangements such as the EU Fertilising Products Regulation, a relatively systematic regulatory framework has gradually been established. In conclusion, this study a comprehensive reviews of the research, industrial development, and policy trends in the field of biostimulants in Europe. These experiences can provide important references and insights for the development of the biostimulants field in China.

Graphical abstract

关键词

欧洲 / 生物刺激素 / 文献计量学 / CiteSpace / VOSviewer

Key words

European / biostimulants / bibliometrics / CiteSpace / VOSviewer

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刘楚菲,丁诗懿,冯盈盈,陈迪,周丽英,陈清. 欧洲生物刺激素领域的科学研究动态、产业发展及政策演进分析[J]. 中国农业大学学报, 2026, 31(12): 364-380 DOI:10.11841/j.issn.1007-4333.2026.12.27

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生物刺激素(biostimulants)作为一类新型的农业投入品,在促进作物生长、提高资源利用效率和增强作物抗逆性等方面具有重要作用,近年来受到国内外学术界和产业界的广泛关注。欧洲较早开展生物刺激素相关研究,在技术研发、产业发展和市场监管等方面积累了较为丰富的经验。根据《欧盟肥料产品法规》(EU Fertilising Products Regulation,FPR 2019/1009)[1]的定义,生物刺激素是指“包含某些成分和(或)微生物的物质,当施用于植物或根际时,能够通过刺激植物的自然过程以促进营养吸收、提高营养转化效率、提高非生物胁迫耐受性和改善作物品质”。与传统肥料和农药不同,生物刺激素不直接给植物提供营养或防治病虫害,而是通过激活植物自身生理过程和提高抗逆能力来间接促进植物生长和提高农产品质量。近年来,在国家推动农业发展全面绿色转型的大背景下[2],中国生物刺激素产业正快速成长,成为连接农业可持续发展与国际产业协同的重要环节。当前,已有研究从生物刺激素的分类[3]、作用机制[4-5]及应用效果[6-9]等方面梳理了国内外研究进展,亦有研究专门对欧洲的发展状况进行了综述[10]。基于此,本研究聚焦欧洲生物刺激素在科研、产业和政策3个维度,综合运用文献计量法与网络调研法对欧洲生物刺激素的发展状况进行系统分析,旨在梳理其研究热点、演进脉络及产业与政策特征,以期为我国生物刺激素领域的科研布局、产业发展和政策制定提供参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本研究所用数据包括文献数据和网络调研数据两部分。文献数据来源于Web of Science(WoS)核心合集,网络调研数据主要采集自欧洲生物刺激素相关政策法规文件、行业组织网站及企业公开信息,用于分析该领域的产业发展情况和政策环境。本研究将WoS核心合集中的SCI-EXPANDED作为文献检索范围,并将文献类型限定为“Article”。经检索、筛选和数据清洗,最终获得作者机构归属欧洲国家的相关文献共4 244篇。

1.2 研究方法

本研究综合采用文献计量法与网络调研法相结合的研究思路。通过文献计量法,对欧洲生物刺激素领域的科学研究进展进行分析;通过网络调研法,对欧洲生物刺激素领域的产业发展历程与政策演进进行系统梳理。

文献数据主要借助CiteSpace和VOSviewer进行处理与可视化。通过计算关键词之间的共现关系,观察研究内容较为集中的方向及其变化;随后采用对数似然比(Log-likelihood ratio,LLR)算法对关键词进行聚类,据此划分该领域的主要研究主题。对于不同时期关注度上升较快的内容,则利用关键词突现功能加以识别。

2 欧洲生物刺激素领域的科学研究进展

2.1 研究发展脉络及核心文献

2.1.1 年度发文量分析

由图1可知,1997—2025年欧洲生物刺激素领域的发文量总体呈现上升趋势,经历了萌芽、稳步增长和快速扩张3个阶段。1997—2008年,该领域尚处于起步阶段,年发文量为46~87篇,年均约61篇。此时期的研究主要涉及植物营养改善和生物制剂的初步应用,生物刺激素的概念和研究范围尚未完全明确,相关政策和行业规范也有待建立。2009—2018年,进入稳步增长期,年均发文量增至约131篇。随着欧盟对可持续农业和生态农业的持续关注,以及分子生物学、植物生理学等学科的发展,研究重点逐渐转向生物刺激素对植物抗逆性、养分吸收和作物品质的影响及其作用机制[11-13]。2011年欧洲生物刺激素工业委员会成立后,行业组织、科研机构和企业的联系进一步加强,相关研究也逐步由应用效果验证向作用机制分析拓展。2019—2025年,欧洲生物刺激素领域的研究进入快速扩张阶段,年发文量显著提升,年均发文量超过300篇,2021年和2023年均达到峰值362篇。2019年欧盟正式通过《欧盟肥料产品法规》并在2022年全面实施,使生物刺激素作为独立产品类别首次被纳入欧盟统一监管体系,极大地推动了政策对该产业的认同与科研投入。这一时期的研究热点明显集中于脯氨酸[14]、活性氧、抗氧化活性[15-16]等信号分子机制,生物刺激素与环境胁迫响应的耦合机制[17],以及产业化产品的开发与应用评估,科研范式也逐渐从宏观的农艺层面转向微观的分子与系统生物学层面。

2.1.2 代表性文献梳理

20世纪90年代以来,欧洲较早开展植物生物刺激素研究,并逐渐成为该领域研究和产业应用较为活跃的地区。早期文献主要讨论生物刺激素的概念、类型及其对植物生长的影响,随后研究内容扩展到作用机理、产品评价和监管标准等方面。这些研究为生物刺激素的功能认定和后续市场管理提供了一定的科学依据。1994年,Hervé[18]提出生物刺激素这一术语,推动了这一概念的早期讨论。1999年,Zhang等[19]进一步强调应围绕生物刺激素开展实证研究,提出应通过系统试验考察生物刺激素的实际作用,并重点讨论了激素调节和抗氧化反应在植物生长调控中的作用。2015年,Du[3]提出了具有广泛影响力的植物生物刺激素定义,明确其为一类通过提高养分吸收效率、增强作物对非生物胁迫的耐受性或改善品质特征来发挥作用的物质或微生物,且其作用机制独立于传统营养供给路径,从而在理论上厘清了生物刺激素与传统肥料和农药等农资产品之间的本质区别。在分类研究方面,Kauffman等[20]于2007年提出了划分方法,将生物刺激素归纳为腐殖酸类、含激素类和含氨基酸类三大类群。2015年,Colla等[21]在此框架基础上进行拓展与完善,提出了涵盖6类非微生物源与3类微生物源的系统分类体系,其中非微生物类包括壳聚糖、腐殖酸与黄腐酸、蛋白质水解物、亚磷酸盐、海藻提取物及含硅材料,微生物类则涵盖丛枝菌根真菌、植物根际促生细菌和木霉菌。上述研究主要围绕生物刺激素的概念、作用机理和实际功效展开,推动了欧洲对该类产品的认识不断深入。相关成果也为后续产品评价方法的制定和监管规则的建立提供了研究依据。

2.1.3 期刊发文量分析

表1展示了欧洲生物刺激素领域发文量排名前10的期刊,可知欧洲生物刺激素领域发文量前10的期刊共计发表968篇文献,占总文献量的22.80%,发文量位居前3的期刊分别是Plants、Frontiers in Plant Science、Agronomy。

2.2 核心研究力量

由于科学研究具有比较强的时效性与阶段性特征,本研究在原始数据集的基础上,选取2015—2024年发表的2 587篇文献作为重点分析样本,以考察近10年欧洲生物刺激素领域的研究格局及其变化。在此基础上,分别从主要研究国家、核心作者和核心机构3个方面展开分析。

2.2.1 主要研究国家

表2为欧洲生物刺激素研究领域发文量排名前10的国家,可知西班牙、意大利和德国的发文量较高,分别为366篇、365篇和325篇,是该领域较为活跃的研究国家。为考察不同国家之间的科研合作情况,本研究利用VOSviewer绘制国家合作网络图谱。在设置国家间合作阈值为至少合作10次的条件下,共识别出57个节点。由图2可知,西班牙虽发文量居首位,但其国际合作网络相对稀疏,主要合作对象集中于阿根廷、巴西、墨西哥和美国等国家,其研究活动仍以区域性和独立性为主,国际合作网络的广度仍有进一步拓展的空间;意大利与波兰、法国和希腊之间的合作较为密切,形成了较为稳定的合作关系;德国则与中国和英国等国家保持着较多合作。总体来看,意大利和德国的国际合作对象更为多样,合作网络的连接程度也相对较高。

2.2.2 核心作者

表3展示了欧洲生物刺激素领域发文量排名前5的作者,分别是Youssef Rouphael、Giuseppe Colla、Luigi Lucini、Mariateresa Cardarelli、Oscar Vicente。其中Youssef Rouphael教授以45篇发文量占据第1,Youssef Rouphael是意大利那不勒斯费德里科二世大学(University of Naples Federico II)农学系教授,他长期研究植物生物刺激素的作用机理与应用,成果主要集中在植物源蛋白水解物和微生物型生物刺激素在促进作物生长、提高养分吸收效率、缓解逆境胁迫的综合效应上[22-25]。他揭示了蛋白水解物具有类似植物激素调控作用,可诱导植物代谢重编程,改善光合效率、根系结构和抗氧化系统活性。同时,他提出了微生物类与非微生物类两类生物刺激素协同施用[26]的可持续管理策略,用高通量表型分析与代谢组学方法建立生物刺激素筛选与机理解析新范式,其研究为阐明生物刺激素分子基础、促进其在可持续农业中的应用提供重要理论与技术支撑。发文量排名第2的是意大利图西亚大学农林科学系教授Giuseppe Colla,他认为,生物刺激素产业的快速发展反映了农业生产方式向可持续方向转变的趋势。相关研究表明,生物刺激素能够在一定程度上提高植物的养分利用效率,并降低对化学肥料的依赖,从而降低农业生产对生态环境造成的影响[27]。上述作用与可持续农业的发展目标较为契合,也为提高农业生产效率、保障粮食安全和改善农业生态环境提供了新思路。

由图3所示的作者合作网络可知,Youssef Rouphael、Giuseppe Colla和Mariateresa Cardarelli等学者之间合作较为密切,形成了该领域较具代表性的研究团队。整体来看,作者间的合作关系呈现出多个相对独立的合作团簇,说明该领域尚未形成高度集中的合作网络,研究合作存在一定的分散性与多中心特征。

2.2.3 核心机构

表4展示了欧洲生物刺激素研究领域发文量排名前10的科研机构。总体来看,发文较多的机构主要为国家级科研机构和综合性大学。西班牙国家研究委员会(Consejo Superior de Investigaciones Científicas,CSIC)以123篇位居首位,反映出该机构在生物刺激素领域具有较强的研究基础和较高的科研活跃度。俄罗斯科学院(Russian Academy of Sciences,RAS)和那不勒斯费德里科二世大学(University of Naples Federico II)分别发表96篇和91篇,位列第2和第3位。其中,俄罗斯科学院的相关研究主要集中于植物胁迫生理及微生物类生物刺激素的作用机制。法国国家农业、食品与环境研究院(National Research Institute for Agriculture, Food and Environment,INRAE)与法国国家科学研究中心(Centre National de la Recherche Scientifique,CNRS)分别以89篇和82篇位列第4和第5位。

由图4所示的机构合作网络可知,俄罗斯科学院(对应图4 russian acad sci节点)和那不勒斯费德里科二世大学(对应图4 univ naples federico ii节点)与其他机构之间的合作较多,是网络中较为重要的节点。两家机构具有较高的连接度,并与多个科研机构保持合作关系,在不同合作群体之间发挥了一定的联系作用。围绕这些主要节点,网络中形成了若干规模不一的合作群体,部分群体表现出较明显的学科或地域联系。

从机构类型分布看,合作网络涵盖综合性大学、农业类院校、国家级科研机构、跨部门研究委员会等科研主体。俄罗斯科学院代表国家级科研院所体系,那不勒斯费德里科二世大学、瓦赫宁根大学及研究中心(Wageningen University & Research对应图4 wageningen univ节点)等高校在跨机构合作中起重要组织与创新引领作用。不同类型科研机构的共同参与,体现出高校、科研院所与产业主体之间的联系正在逐步加强。从合作网络来看,欧洲生物刺激素领域已形成多个较为活跃的研究中心,机构之间既存在跨区域合作,也呈现出不同层级研究主体共同参与的特点。部分高产机构在网络中与其他机构保持较多联系,对研究资源共享和合作关系拓展发挥了一定作用。

2.3 主要研究热点

2.3.1 主题聚类结果

运用CiteSpace软件对欧洲近10年来生物刺激素研究文献进行聚类分析,共聚类出6个主题(图5),分别为#0 arbuscular mycorrhizal fungi(丛枝菌根真菌,AMF)、#1 proline(脯氨酸)、#2 salicylic acid(水杨酸,SA)、#3 antioxidant activity(抗氧化活性)、#4 reactive oxygen species(活性氧,ROS)、#5 amino acids(氨基酸)。这6个主题体现了从微生物互作机制到分子信号通路,再到抗氧化应答与代谢调控的研究主题。

1)#0 arbuscular mycorrhizal fungi(丛枝菌根真菌,AMF)。在欧洲生物刺激素研究中,AMF属于起步较早且研究基础较为深厚的方向。其相关研究集中于AMF在提高作物对养分的吸收能力[28]、增强抗逆性[29]、改善土壤环境等方面[30-31]的生物刺激机制。从作用过程来看,AMF能够与植物根系形成菌根共生结构,扩大根系有效吸收范围,提高植物对磷、氮及部分微量元素的吸收能力[32-33],在低磷等养分逆境下,植物根系可通过分泌信号分子独脚金内酯来调节植物与真菌的互作关系。近年来,该主题的研究重点已不再局限于促生效应本身,而是逐渐延伸至AMF参与干旱、盐碱和重金属等逆境胁迫响应的生理调控网络[34-36],这表明AMF在提高作物资源利用效率、促进农业可持续发展以及生态修复等方面具有较高的研究价值。

2)#1 proline(脯氨酸)。脯氨酸是植物在应激条件下最关键的渗透调节物质和信号分子之一[37]。该主题聚焦于脯氨酸在调控植物抗逆反应中的代谢途径及其与生物刺激素作用的协同效应。研究表明,外源施用脯氨酸或能促进植物内源脯氨酸合成代谢的生物刺激素处理,可显著提高植物的抗旱、抗盐及抗重金属能力[37-38]。从生理作用看,脯氨酸可参与细胞渗透调节,维持细胞膜稳定,并在氧化还原平衡调控和活性氧清除中发挥作用,从而减轻逆境对植物造成的损伤[39-40],是生物刺激素抗逆作用中较为典型的代谢调控路径。近年来,围绕脯氨酸与多胺和甜菜碱等小分子代谢物之间关系的研究逐渐增多[41-43]。研究重点也开始由单一代谢物的作用转向不同代谢过程之间的相互联系。

3)#2 salicylic acid(水杨酸,SA)。水杨酸是植物防御反应和逆境适应过程中重要的信号分子,在诱导系统获得性抗性方面具有明确作用[44]。该主题主要集中于SA信号通路与生物刺激素作用机制之间的联系。已有研究显示,部分生物刺激素可通过影响SA的合成、积累及其下游信号转导过程,提高植物对病原侵染[45]、干旱[46]和高温[47]等胁迫的适应能力。与早期研究侧重单一信号分子不同,近年相关研究更加关注SA与茉莉酸[48]和乙烯[49]等其他激素信号之间的交互关系[48-49],这说明生物刺激素调控植物免疫与抗逆反应并非依赖单一路径,而更可能体现为多信号网络共同参与的综合调节过程。

4)#3 antioxidant activity(抗氧化活性)。抗氧化活性常用于判断生物刺激素对植物生理状态的影响,也有助于理解其减轻逆境损伤的作用。已有研究表明,施用生物刺激素后,植物体内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶等抗氧化酶的活性可得到提高[50-54],与此同时,谷胱甘肽、抗坏血酸和酚类物质等非酶抗氧化成分也会发生相应变化[55],这些变化有助于清除过量活性氧,减轻氧化胁迫对植物细胞造成的损伤。

5)#4 reactive oxygen species(活性氧,ROS)。ROS在植物逆境响应中具有双重作用。ROS积累过多时,会引起膜脂过氧化、蛋白质损伤等氧化伤害;而在适宜浓度下,ROS又可作为信号分子,参与植物对外界环境变化的感知和调节。因此,相关研究主要关注生物刺激素对ROS产生和清除过程的影响。已有研究表明,生物刺激素可通过提高抗氧化酶活性、调节NADPH氧化酶及其相关信号过程,减少逆境条件下ROS的过量积累,从而减轻氧化损伤[56]。同时,近年来研究进一步揭示ROS并不只是胁迫损伤的结果,也可作为“第二信使”参与植物防御反应、气孔调节和激素信号传递等过程[57-59],表明生物刺激素可能通过ROS信号调控来实现对环境胁迫的快速感应与响应。

6)#5 amino acids(氨基酸)。氨基酸类生物刺激素在农业生产中的应用较为普遍,相关研究主要集中在养分补充[60-61]、信号调节[62]和抗逆保护[63]等多个方面。氨基酸既是植物氮代谢过程中的重要物质[64-65],也参与蛋白质合成、叶绿素形成和光合作用调节,对植物生长及干物质积累具有促进作用[66]。不同氨基酸的生理功能并不完全相同,其中谷氨酸、精氨酸和色氨酸等与植物激素合成、氮素代谢和信号传递等过程密切相关[67-69]。近年来研究逐渐由单一氨基酸或单一产品的效果评价,扩展到复配型氨基酸生物刺激素在干旱、盐胁迫等多种逆境条件下的应用[70-71],研究内容也更加关注配方组成、施用条件及其与具体生产场景的适配性。

2.3.2 研究热点演化分析

通过突现词检测,可以揭示10年来欧洲生物刺激素领域研究热点的动态演进轨迹(表5)。根据突现词的强度、起始和持续时间,可以划分为以下3个阶段:

1)基础机理与诱导抗性探索阶段(2015—2018年)。该时期研究更多关注生物刺激素作用的生理和分子基础。Arabidopsis thaliana(拟南芥,突现强度10.17)作为典型模式植物频繁出现[72],研究主要借助模式体系解析生物刺激素对Defense responses(植物防御反应,突现强度4.66)和Disease resistance(抗病性,突现强度5.87)的调控机制[73-75]。同时,Proline accumulation(脯氨酸积累,突现强度6.74)等关键词的出现在一定程度上表明,研究者已经开始从渗透调节、代谢积累和氧化防御等角度解释生物刺激素的抗逆机制[76]。此外,Plant extracts(植物提取物,突现强度4.49)[77]作为突现词之一,也反映出植物源提取物在该阶段逐渐成为生物刺激素来源开发的重要对象。

2)营养管理与功能拓展阶段(2018—2020年)。随着生物刺激素概念逐渐被接受,相关研究不再仅停留在抗病和防御反应层面,而是开始转向养分吸收、氮素利用和作物品质形成等方面。该阶段突现词涉及Nitrogen fixation(固氮作用,突现强度5.07)、Nitrate(硝酸盐,突现强度5.16)吸收与代谢、Polyphenols(多酚,突现强度4.26)积累等内容[78-80],说明研究重点已由单纯的逆境防御扩展至作物营养效率和品质调控。与此同时,Biostimulants(生物刺激素,突现强度4.12)成为突现关键词,也表明该研究领域在这一时期逐渐形成相对明确的学科边界和术语体系。

3)非生物胁迫及生产应用阶段(2020年至今)。随着气候变化影响加深,以及农业生产对绿色投入品需求的增加,生物刺激素研究更加关注其在实际种植条件下的应用效果。其中,Water deficit(水分亏缺,突现强度7.09)[81-82]是突现强度较高的关键词之一,说明生物刺激素在缓解干旱胁迫、提高作物抗旱性方面受到较多关注。研究层面更趋多元化与系统化:一方面,关注Foliar application(叶面施用,突现强度4.23)[83]等具体应用技术,并在Glycine max(大豆,突现强度4.58)[84]等重要经济作物中进行验证,另一方面,探索如Essential oils(精油,突现强度4.27)等新型来源及其Antimicrobial activity(抗菌性,突现强度4.18)等多功能特性[85-87]。

3 欧洲生物刺激素领域的产业发展情况

3.1 市场规模

在气候变化、资源约束和农业绿色转型的多重背景下,生物刺激素因具有提高养分利用效率、增强作物抗逆性等作用,逐渐受到政策制定者和市场主体的关注。随着可持续农业发展和土壤健康管理日益受到重视,全球生物刺激素市场规模不断扩大。根据Global Market Insights最新报告估算,2025年全球生物刺激素市场估值为39亿美元,2026年预计增至43亿美元,预计到2035年扩展至117亿美元,复合年增长率为11.5%,其中2025年欧洲市场份额为23.3%,该产业仍具有较大的发展空间[88]。

3.2 区域发展

从区域市场结构来看,欧洲生物刺激素市场高度分化且专业化,不同国家因农业结构、资源禀赋和政策导向形成差异化应用路径与产业优势。

2024年,西班牙约占欧洲生物刺激素市场的24.2%[89],所占份额相对较高。西班牙园艺产业规模较大,且长期面临水资源约束和高温、干旱等气候条件,这在一定程度上增加了农业生产对提高水肥利用效率和增强作物抗逆性的需求。该国较早推动农业集约化生产向可持续方向转型,也为生物刺激素的推广创造了条件。西班牙的生物刺激素相关产品主要应用于水果和蔬菜生产,其中海藻提取物和氨基酸类产品在温室种植中的使用较为普遍。西班牙还形成了较为完整的生产和供应体系,Bioiberica等企业在欧洲市场具有一定的产品供给能力,为本国生物刺激素产业发展提供了支撑。

法国生物刺激素市场的发展受农业政策和监管制度影响较为明显。法国通过“生态植物计划”等政策推动农药和化肥减量,并鼓励在综合作物管理中采用替代性投入品,这为生物刺激素的应用提供了政策空间。法国对相关产品实行评估和准入管理,由法国食品、环境与职业健康安全署开展产品安全性和有效性审查。生物刺激素在法国已用于谷物、葡萄等作物生产。据法国全国农业和海产品管理局统计,2023年约有38%的谷物种植农户使用过生物刺激素相关产品[89]。

意大利生物刺激素市场的发展与其农业生产结构密切相关。意大利的优质水果、蔬菜和葡萄酒产业较为发达,对农产品品质、生产稳定性和环境友好性的要求较高,由此带动了功能型生物刺激素的应用。部分企业也开始依托GeaPower等技术平台,对不同类型的活性成分、作用机制及应用场景进行整合,推动产品开发由单一配方逐步转向针对具体作物和生长需求的综合解决方案。

德国的应用则更多见于谷物和油料作物,关注内容主要包括养分利用、土壤改良和逆境条件下的作物生长。尤利乌斯·库恩研究所等机构开展了生物刺激素产品的田间试验和效果评价,相关结果可为产品使用提供参考[90]。在监管方面,德国按照欧盟肥料产品法规及欧洲合格认证/符合性CE标志1要求对相关产品进行管理,市场准入和产品合规要求相对严格。

3.3 市场竞争动态

近10年来,欧洲生物刺激素产业并购活动呈阶段性演进,从区域性资源整合升级为全球化技术平台构建,反映出产业成熟度提升与战略重心转移。由表6可知,2017年前后,行业整合主要表现为国内或区域内企业之间横向整合,如意大利Biolchim-CIFO Group收购ILSA部分股权,通过整合研发、生产和市场资源以扩大产品组合并提升协同效应,竞争重点是产能与市场集中度。2020年前后,生物刺激素逐渐进入跨国农业企业的业务布局,并购活动随之增多。以先正达收购Valagro为例,大型农业企业近年来开始将生物刺激素业务纳入原有产品体系。通过收购,企业可以直接获得相关技术、产品和市场渠道,缩短进入这一市场所需的时间。2023年前后,海藻提取物等细分领域成为新的并购对象,跨地区收购也比以往更为常见。部分企业还将原料供应、生产和销售渠道一并纳入整合范围。2026年的部分交易进一步涉及微生物、生物制剂和信号化合物等技术,说明企业关注点已不再局限于单一产品,而是逐步延伸至研发平台、应用服务和综合解决方案。整体而言,近年来的并购与整合活动表明,欧洲生物刺激素行业正在经历新一轮资源重组,企业业务也由单一产品供应向多类产品组合和配套技术服务拓展。

4 欧洲生物刺激素领域的政策演进历程

在《欧盟肥料产品法规》未出台前,由于缺乏统一的科学界定与监管框架,早期的生物刺激素主要以海藻提取物、腐殖酸、氨基酸及蛋白水解物等形式存在,各成员国根据自身国内肥料或植物保护法规对植物生物刺激素进行管理,从而政策呈现出较为分散的特点。

自20世纪末以来,欧洲生物刺激素相关制度体系总体呈现出由分散监管向统一规范逐步演进的特征。20世纪90年代至21世纪初期,由于欧盟层面尚未对生物刺激素形成明确的法律界定,各成员国主要依据肥料法或植物保护产品法对其进行分类管理,监管框架呈现出一定的碎片化特征。由图6可知,2011年,欧洲生物刺激素工业委员会(EBIC)成立,标志着行业开始以组织化形式参与政策对话与标准制定,其成员数量也由最初的10家逐步扩展至60余家[91]。此后,2012年在法国斯特拉斯堡召开的首届全球性生物刺激素大会,进一步推动该议题进入国际学术与产业层面的公共讨论空间。

随着相关研究证据逐步积累以及市场规模不断扩大,欧盟于2019年通过《欧盟肥料产品法规》,并于2022年7月正式实施[1]。该法规在欧盟统一法律框架下将植物生物刺激素列为独立的产品功能类别(PFC 6),对生物刺激素的功能、材料组成、标签要求和合格评定程序作出了规定,为相关产品进入欧盟市场提供了统一的法规依据。

在安全监管方面,《欧盟肥料产品法规》对微生物生物刺激素设置了相应的卫生指标,对大肠杆菌、沙门氏菌等微生物规定了限量要求。法规实施初期,可用于欧盟肥料产品的微生物范围主要包括根瘤菌、菌根真菌及部分固氮微生物。由此,符合植物生物刺激素功能定义的产品被纳入肥料产品法规体系管理;若产品宣称具有防治病虫害等植物保护功能,则仍需适用植物保护产品的相关监管要求。

《欧盟肥料产品法规》虽然统一了欧盟层面的基本要求,但各成员国在落实进度和监管方式上仍不完全一致。对于部分新型原料,现有的分类标准和技术依据也尚未完全覆盖。为解决法规实施中出现的问题,欧盟随后陆续调整相关配套规定,如推动数字标签的使用、更新组件材料类别清单,并进一步明确欧盟统一市场规则与成员国监管职责之间的衔接。这些调整有助于减少各国在执行中的差异,也使现有法规能够更好地适应新材料和新产品的管理需求。

5 结论与启示

5.1 结论

本研究采用文献计量法和网络调研法,从科研、产业和政策3个方面对欧洲生物刺激素领域的发展状况进行了分析,主要结论如下:

1)欧洲生物刺激素领域的研究总体经历了由萌芽探索、稳步积累到快速扩张的阶段性演进,其知识生产轨迹呈现出明显的结构升级特征。西班牙、意大利和德国在发文量、高被引论文数量及核心作者分布等方面表现较为突出,是欧洲生物刺激素研究较为活跃的国家,并形成了具有一定影响力的研究团队和合作网络。从研究内容看,该领域的关注重点不断变化,早期研究主要涉及植物抗性诱导、激素调控和信号传导等基础生理过程;此后逐渐深入菌根共生、活性氧和水杨酸信号等微观机制,并进一步拓展至养分管理、非生物胁迫应对和作物品质改善等应用方向,基础研究与生产应用之间的联系日益加强。

2)欧洲生物刺激素市场规模持续扩大,并展现出较高的中长期增长潜力。受农业生产条件、资源禀赋和政策环境等因素影响,欧洲各国生物刺激素产业形成了不同的发展路径,市场应用也呈现出一定的地域差异。近年来,随着企业并购和跨区域合作增多,行业竞争逐渐由单一产品开发转向技术整合、产品组合和综合服务能力的提升。

3)欧洲生物刺激素监管体系经历了由分散管理向统一规范的制度转型。《欧盟肥料产品法规》在欧盟统一法律框架下明确了植物生物刺激素的功能定位,并将其纳入肥料产品管理体系,为相关产品的市场准入、标签管理和合格评定提供了统一依据。该法规为欧洲生物刺激素市场的规范发展奠定了制度基础,也可为其他国家建立和完善相关监管制度提供参考。

5.2 启示

欧洲的经验说明,生物刺激素能否得到稳定应用,离不开持续的试验验证和较为扎实的基础研究。我国相关产品开发较快,市场应用也在扩大,但现有研究对其活性成分、作用过程和实际使用效果的解释还不够充分。尤其是在不同作物、土壤和气候条件下,产品效果是否稳定,仍缺少长期、连续的试验数据。今后的研究可更多结合田间生产实际,关注产品成分、施用时期、使用剂量及环境效应,并加强不同地区、不同作物之间的比较验证。与此同时,国内科研机构还可通过参与国际合作,及时了解该领域的研究进展和技术变化。

从产业发展看,欧洲企业正在由单一产品供应逐步转向针对作物和生产场景提供综合解决方案,对产品功能、质量控制和施用技术提出了更明确的要求。我国可在现有基础上进一步统一产品分类和质量标准,完善检测方法、效果评价和技术规范,减少不同产品之间质量和功效差异较大的问题。企业也应在产品销售之外,加强与肥料、农药、数字农业及农艺服务的结合,根据不同作物和种植条件形成配套施用方案。通过提供农艺指导、决策支持和后续技术服务,可增强产品应用的可操作性,提高农户对相关技术的接受程度。

在政策和制度方面,我国2025年发布的《生物刺激剂 术语与分类》[93],为国内相关产品的分类和标识提供了参考,行业标准也在陆续制定。但目前一些产品究竟按照肥料还是其他农业投入品进行管理,仍存在认识不一的情况,产品功效和安全性的评价方法也有待统一。后续管理中,可根据产品功能和使用方式进一步划分监管范围,逐步明确登记、标签和效果验证要求。对于涉及微生物、天然提取物等原料的产品,还需同时考虑生物资源利用、知识产权和生态安全问题,避免产业扩张快于标准和监管建设。

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