CHẤT KÍCH THÍCH SINH HỌC CÂY TRỒNG – PLANT BIOSTIMULANT
GS.TS. Phạm Văn Toản, Nguyễn Văn Sơn, Hội Doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh thuốc BVTV Việt Nam
1. CHẤT KÍCH THÍCH SINH HỌC
1.1. Chất kích thích sinh học cây trồng là gì?
Chất kích thích sinh học cây trồng là giải pháp quan trọng, góp phần tối ưu hóa sinh trưởng cây trồng, nâng cao hiệu quả sử dụng dinh dưỡng và tăng khả năng chống chịu stress phi sinh học mà không làm gia tăng áp lực môi trường. Chất kích thích sinh học cây trồng tác động gián tiếp thông qua việc điều chỉnh các quá trình sinh lý – sinh hóa của cây trồng và hệ sinh thái đất trồng trọt, qua đó khai thác tốt hơn tiềm năng nội sinh của hệ canh tác.
Quy định số 2019/1009 của cộng đồng châu Âu (EU) định nghĩa chất kích thích sinh học cây trồng là sản phẩm phân bón có chức năng kích thích các quá trình dinh dưỡng của cây trồng, không phụ thuộc vào hàm lượng chất dinh dưỡng của sản phẩm, nhằm mục đích:
(a) Cải thiện hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng hoặc
(b) Tăng cường khả năng chống chịu các stress phi sinh học hoặc
(c) Nâng cao chất lượng cây trồng, hoặc
(d) Tăng khả năng cung cấp chất dinh dưỡng trong đất hoặc vùng rễ cây trồng.
1.2. Phân loại chất kích thích sinh học cây trồng
Theo EU chất kích thích sinh học cây trồng gồm 2 nhóm: a) chất kích thích sinh học là vi sinh vật và b) chất kích thích sinh học không phải là vi sinh vật.
1.2.1. Chất kích thích sinh học là vi sinh vật (chất kích thích sinh học vi sinh vật)
Vi sinh vật có lợi là một trong những nhóm chất kích thích sinh học quan trọng nhất trong nông nghiệp bền vững, tác động trực tiếp lên sinh trưởng cây trồng và là nền tảng đối với chất lượng và chức năng của đất trồng trọt. Vi sinh vật có lợi có thể gồm vi khuẩn cố định đạm (Azotobacter, Azospirillum), vi khuẩn hòa tan lân (Bacillus, Pseudomonas), vi khuẩn kích thích sinh trưởng vùng rễ (plant growth-promoting rhizobacteria – PGPR) và nấm rễ cộng sinh (arbuscular mycorrhizal fungi – AMF) (du Jardin, 2015).
1.2.2. Chất kích thích sinh học không phải là vi sinh vật (chất kích thích sinh học phi vi sinh vật)
Nhóm chất kích thích sinh học thực vật phi vi sinh vật bao gồm các hợp chất hữu cơ và vô cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc bán tổng hợp, gồm: chất điều hòa sinh trưởng thực vật, axit humic – fulvic, axit amin và peptide, chiết xuất rong biển, chitosan và một số hợp chất sinh học khác (du Jardin, 2015; Calvo and Kloepper, 2014).
2. CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA CHẤT KÍCH THÍCH SINH HỌC
Chất kích thích sinh học tác động đến cây trồng thông qua việc điều chỉnh đồng thời nhiều chỉ tiêu sinh lý quan trọng, thay vì tác động đơn lẻ như các chất điều hòa sinh trưởng cổ điển. Cơ chế tác động của chất kích thích sinh học mang tính hệ thống và phụ thuộc vào sự tương tác giữa cây – đất trồng trọt và vi sinh vật. Chất kích thích sinh học tác động ở cấp độ phân tử và tế bào, kích hoạt các con đường trao đổi chất, gồm: Điều hòa hormone thông qua việc điều chỉnh quá trình tổng hợp các hormone thực vật nội sinh như auxin, cytokinin và gibberellin; Kích thích hoạt động của các enzym chính trong quá trình trao đổi chất và Ảnh hưởng đến sự biểu hiện của các gen liên quan đến tăng trưởng và khả năng kháng bệnh của cây trồng. Cơ chế tác động của 2 nhóm chất kích thích sinh học cụ thể như sau
2.1. Chất kích thích sinh học không phải là vi sinh vật
– Tăng cường khả năng quang hợp: Chiết xuất rong biển và axit humic có thể làm tăng hàm lượng diệp lục từ 10–30% và tăng tốc độ quang hợp thuần từ 8–25% so với đối chứng. Cơ chế chính liên quan đến việc cải thiện khả năng hấp thu Mg, Fe và N – các nguyên tố thiết yếu cho cấu trúc diệp lục – đồng thời kích hoạt biểu hiện các enzyme tham gia chu trình Calvin (Calvo Kloepper, 2014).
– Phát triển hệ rễ và khả năng hấp thu dinh dưỡng: Amino acid, axit humic – fulvic và vi sinh vật có lợi được ghi nhận làm tăng chiều dài và mật độ rễ từ 15–40%, đồng thời tăng diện tích bề mặt rễ hiệu quả. Nhờ đó, hiệu suất sử dụng đạm, lân và kali có thể tăng từ 10–30% tùy loại cây trồng và điều kiện canh tác (Taiz et al., 2015).
– Tăng cường hệ thống miễn dịch và khả năng chống chịu stress: Chất kích thích sinh học có khả năng kích hoạt hệ thống phòng vệ nội sinh của cây thông qua tổng hợp các enzyme chống oxy hóa như superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) và peroxidase (POD), với mức tăng hoạt tính từ 20–50%, qua đó giảm stress oxy hóa và tỷ lệ nhiễm bệnh từ 10–25% (Calvo Kloepper, 2014).
– Cải thiện cân bằng sinh lý và phục hồi sau stress: Thông qua việc điều hòa cân bằng nước, áp suất thẩm thấu và chuyển hóa năng lượng, chất kích thích sinh học giúp cây trồng rút ngắn thời gian phục hồi sinh trưởng từ 15–30% sau các giai đoạn stress.
2.2. Chất kích thích sinh học vi sinh vật
Cơ chế tác động của chất kích thích sinh học vi sinh vật, gồm:
– Cải thiện độ phì sinh học và cấu trúc đất: Vi sinh vật đất tham gia trực tiếp vào quá trình phân giải chất hữu cơ, khoáng hóa dinh dưỡng và hình thành mùn, qua đó cải thiện độ phì sinh học của đất. Hoạt động của vi khuẩn và nấm có lợi thúc đẩy sự kết dính các hạt đất thông qua polysaccharide ngoại bào và mạng lưới sợi nấm, giúp tăng độ bền cấu trúc đất, giảm xói mòn và cải thiện khả năng giữ nước. Sự hiện diện của AMF có thể làm tăng độ ổn định kết cấu đất 20–40% so với đất không có cộng sinh nấm (Smith & Read, 2008).
– Huy động và chu chuyển dinh dưỡng trong đất: Vi sinh vật cố định đạm chuyển hóa N₂ khí quyển thành dạng đạm dễ tiêu cho cây trồng, vi khuẩn hòa tan lân và kali tổng hợp enzyme và acid hữu cơ giúp giải phóng các dạng dinh dưỡng bị cố định trong đất. Nhờ đó, hiệu suất sử dụng phân bón có thể tăng từ 10–30%, đồng thời giảm thất thoát dinh dưỡng ra môi trường (Bhattacharyya & Jha, 2012; Lugtenberg & Kamilova, 2009).
– Điều hòa hệ vi sinh vật đất và sức khỏe đất: Vi sinh vật kích thích sinh trưởng vùng rễ (PGPR) góp phần định hình cấu trúc quần xã vi sinh vật đất theo hướng có lợi thông qua cạnh tranh sinh học, tổng hợp chất kháng sinh tự nhiên và ức chế mầm bệnh trong đất, qua đó giúp duy trì cân bằng sinh học trong đất, giảm áp lực sâu bệnh và hạn chế sự suy thoái đất trong các hệ thống canh tác thâm canh (Pieterse et al., 2014; Trivedi et al., 2020).
– Tăng cường khả- năng chống chịu stress môi trường của hệ sinh thái đất – cây trồng: Thông qua cải thiện cấu trúc đất, khả năng giữ nước và kích hoạt cơ chế kháng cảm ứng toàn thân (ISR) của cây, vi sinh vật có lợi góp phần nâng cao khả năng chống chịu của hệ sinh thái đất – cây trồng trước các stress như hạn hán, mặn và nhiệt độ cao. Theo Backer et al., (2018) hệ thống canh tác có bổ sung vi sinh vật kích thích sinh trưởng có thể duy trì năng suất ổn định hơn 10–20% trong điều kiện stress so với hệ thống canh tác thông thường.
Vi sinh vật không chỉ đóng vai trò là chất kích thích sinh học tác động trực tiếp lên cây trồng mà còn là nhân tố cốt lõi quyết định sức khỏe đất, tính bền vững của hệ canh tác và hiệu quả sử dụng đầu vào nông nghiệp trong dài hạn, góp phần giảm phụ thuộc vào phân bón và thuốc bảo vệ thực vật hóa học.
KHÁC BIỆT CỦA CHẤT KÍCH THÍCH SINH HỌC, PHÂN BÓN VÀ THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT
Trong thực tiễn sản xuất, chất kích thích sinh học thường bị nhầm lẫn với phân bón hoặc thuốc bảo vệ thực vật do cùng được sử dụng nhằm nâng cao năng suất cây trồng. Tuy nhiên, ba nhóm sản phẩm này khác biệt rõ rệt về bản chất, cơ chế tác động và vai trò trong hệ thống canh tác (Calvo Kloepper, 2014; du Jardin, 2015).
3.1. Khác biệt về bản chất và chức năng
Phân bón là nguồn cung cấp trực tiếp các nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu (đa lượng, trung lượng và vi lượng) cho cây trồng, với mục tiêu chính là đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng để hình thành sinh khối và năng suất. Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) là các hợp chất hóa học hoặc sinh học được sử dụng nhằm phòng trừ sinh vật gây hại, có cơ chế tác động mang tính đối kháng trực tiếp lên sinh vật mục tiêu. Trong khi đó, chất kích thích sinh học không cung cấp dinh dưỡng trực tiếp và cũng không có chức năng phòng trừ sinh vật gây hại, mà tác động thông qua việc điều hòa các quá trình sinh lý – sinh hóa của cây trồng và hệ sinh thái đất, giúp cây sử dụng dinh dưỡng hiệu quả hơn và tăng khả năng chống chịu stress.
3.2. Khác biệt về cơ chế tác động
Phân bón tác động theo cơ chế “đầu vào – đầu ra”, trong đó năng suất tăng chủ yếu phụ thuộc vào lượng và dạng dinh dưỡng được cung cấp. Thuốc BVTV tác động bằng cách ức chế, tiêu diệt hoặc làm gián đoạn vòng đời của sinh vật gây hại, đôi khi kèm theo rủi ro tồn dư và tác động phụ lên hệ sinh thái đất. Ngược lại, chất kích thích sinh học tác động gián tiếp và mang tính hệ thống, thông qua kích hoạt enzyme, điều hòa biểu hiện gen liên quan đến quang hợp, phát triển rễ và hệ thống phòng vệ nội sinh, đồng thời cải thiện hoạt động của vi sinh vật đất (Rouphael & Colla, 2020).
3.3. Khác biệt về liều lượng và tính bền vững
Phân bón và thuốc BVTV thường được sử dụng với liều lượng tương đối lớn và lặp lại nhiều lần trong vụ sản xuất. Chất kích thích sinh học được sử dụng với liều lượng rất thấp nhưng vẫn mang lại hiệu quả sinh lý rõ rệt. Việc sử dụng biostimulants không nhằm thay thế hoàn toàn phân bón hay thuốc BVTV, mà giúp tối ưu hóa hiệu quả của các đầu vào này, qua đó giảm lượng phân bón và thuốc hóa học cần thiết, góp phần giảm áp lực môi trường và nâng cao tính bền vững của hệ thống canh tác.
Phân bón trả lời câu hỏi “cây cần gì để sinh trưởng”, thuốc BVTV giải quyết vấn đề “bảo vệ cây khỏi tác nhân gây hại” và chất kích thích sinh học đóng vai trò “kích hoạt tiềm năng sinh lý sẵn có của cây và đất trồng trọt”. Sự kết hợp hợp lý phân bón, thuốc BVTV với chất kích thích sinh học được xem là hướng tiếp cận hiệu quả trong nông nghiệp hiện đại và nông nghiệp bền vững.
4. VAI TRÒ CỦA CHẤT KÍCH THÍCH SINH HỌC
Chất kích thích sinh học được nhìn nhận như một công cụ then chốt trong quá trình chuyển đổi từ mô hình nông nghiệp thâm canh phụ thuộc đầu vào hóa học sang nông nghiệp bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu và bảo đảm an ninh lương thực. Vai trò của nhóm sản phẩm này thể hiện rõ trên ba trụ cột của phát triển bền vững: hiệu quả kinh tế, bảo vệ môi trường và ổn định xã hội (du Jardin, 2015; Rouphael & Colla, 2020).
4.1. Nâng cao hiệu quả sử dụng đầu vào và năng suất bền vững
Chất kích thích sinh học giúp nâng cao hiệu suất sử dụng dinh dưỡng thông qua việc cải thiện phát triển bộ rễ, tăng cường hoạt động enzyme và thúc đẩy tương tác cây trồng – vi sinh vật đất (Calvo Kloepper, 2014; Rouphael & Colla, 2020). Các nghiên cứu tại khu vực Châu Á–Thái Bình Dương cho thấy việc bổ sung chế phẩm vi sinh vật hoặc chiết xuất rong biển trong canh tác lúa có thể giúp giảm 15–30% lượng phân đạm khoáng mà vẫn duy trì hoặc tăng năng suất từ 5–15%, đặc biệt trong điều kiện đất canh tác thâm canh tại Trung Quốc, Ấn Độ và Việt Nam (Backer et al., 2018; Bhattacharyya & Jha, 2012).
Đối với rau màu, các thí nghiệm tại Đông Á và Đông Nam Á ghi nhận năng suất rau ăn lá tăng 10–25% khi sử dụng amino acid hoặc axit humic kết hợp với phân bón khoáng, đồng thời cải thiện chất lượng và thời gian bảo quản sau thu hoạch (Rouphael et al., 2018). Ở cây ăn trái, các chế phẩm sinh học dựa trên vi sinh vật và chiết xuất sinh học giúp tăng tỷ lệ đậu quả và năng suất ổn định hơn 10–20% trong các hệ thống canh tác nhiệt đới và cận nhiệt đới (Davies, 2010).
4.2. Tăng cường khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu
Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất và cường độ của các stress phi sinh học như hạn hán, mặn và nhiệt độ cao. Chất kích thích sinh học góp phần nâng cao khả năng chống chịu của cây trồng thông qua kích hoạt hệ thống chống oxy hóa, điều hòa cân bằng nước và cải thiện trạng thái sinh lý tổng thể (Calvo Kloepper, 2014; Pieterse et al., 2014).
Tại khu vực Châu Á–Thái Bình Dương, các nghiên cứu trên lúa và rau cho thấy cây trồng được xử lý PGPR hoặc nấm cộng sinh rễ (AMF) có thể duy trì năng suất cao hơn 10–20% trong điều kiện hạn hoặc mặn so với đối chứng. Ở cây ăn trái nhiệt đới, việc sử dụng vi sinh vật có lợi giúp giảm đáng kể hiện tượng stress sinh lý và rụng trái non trong các giai đoạn thời tiết bất lợi (Smith & Read, 2008; Backer et al., 2018).
4.3. Cải thiện sức khỏe đất và giảm tác động môi trường
Sức khỏe đất là nền tảng của nông nghiệp bền vững, song đang bị đe dọa bởi xói mòn, suy giảm hữu cơ và mất cân bằng sinh học. Các chất kích thích sinh học, đặc biệt là vi sinh vật, góp phần phục hồi cấu trúc đất, tăng hàm lượng chất hữu cơ và duy trì cân bằng vi sinh vật đất (Lugtenberg & Kamilova, 2009; Trivedi et al., 2020).
Các nghiên cứu tại Trung Quốc và Đông Nam Á cho thấy việc ứng dụng biostimulants vi sinh có thể cải thiện độ ổn định kết cấu đất từ 20–40% và giảm thất thoát dinh dưỡng, đồng thời góp phần giảm phát thải khí nhà kính từ đất nông nghiệp, đặc biệt là N₂O liên quan đến bón đạm khoáng (Bhattacharyya & Jha, 2012; Trivedi et al., 2020).
4.4. Hỗ trợ chuyển đổi sang nông nghiệp xanh, tuần hoàn và carbon thấp
Chất kích thích sinh học phù hợp với các mô hình nông nghiệp hữu cơ, nông nghiệp sinh thái và kinh tế tuần hoàn, do nhiều sản phẩm được sản xuất từ sinh khối tự nhiên, phụ phẩm nông nghiệp hoặc vi sinh vật bản địa (du Jardin, 2015; Rouphael & Colla, 2020). Việc tích hợp biostimulants trong các hệ thống canh tác thông minh thích ứng với khí hậu (climate-smart agriculture) giúp giảm phụ thuộc vào tài nguyên không tái tạo và hỗ trợ mục tiêu trung hòa carbon trong nông nghiệp.
Tại các quốc gia châu Á – Thái Bình Dương, nơi phần lớn nông hộ quy mô nhỏ chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu, các giải pháp sinh học chi phí thấp nhưng hiệu quả cao như biostimulants có tiềm năng đóng góp quan trọng cho quá trình chuyển đổi xanh của ngành nông nghiệp.
Từ góc độ an ninh lương thực, chất kích thích sinh học góp phần ổn định sản xuất nông nghiệp trong điều kiện biến động khí hậu và thị trường đầu vào, qua đó giảm tính dễ tổn thương của hệ thống lương thực (FAO, 2022). Tuy nhiên, để phát huy đầy đủ tiềm năng này, cần có khung chính sách và quản lý phù hợp.
5. THỊ TRƯỜNG CHẤT KÍCH THÍCH SINH HỌC TRÊN THẾ GIỚI, CHÂU Á VÀ VIỆT NAM
5.1. Thị trường toàn cầu
Thị trường chất kích thích sinh học được xem là một trong những phân khúc phát triển nhanh nhất của ngành vật tư nông nghiệp toàn cầu. Theo các báo cáo nghiên cứu thị trường gần đây, quy mô thị trường biostimulants toàn cầu đạt khoảng 4,0–4,5 tỷ USD vào giai đoạn 2023–2024 và được dự báo sẽ đạt trên 7–9 tỷ USD vào năm 2030–2032, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) dao động 10–12% (Mordor Intelligence, 2024; Global Industry Analysts, 2024; Fortune Business Insights, 2023). Động lực chính thúc đẩy sự tăng trưởng này bao gồm áp lực giảm sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật hóa học, sự mở rộng của nông nghiệp hữu cơ và nông nghiệp bền vững, cũng như các chính sách môi trường ngày càng nghiêm ngặt tại nhiều quốc gia phát triển.
Xét theo khu vực, châu Âu hiện là thị trường dẫn đầu về tiêu thụ và đổi mới sản phẩm chất kích thích sinh học nhờ khung pháp lý rõ ràng và mức độ chấp nhận cao của nông dân, trong khi Bắc Mỹ là thị trường tương đối trưởng thành, tập trung vào các sản phẩm có hàm lượng công nghệ cao và ứng dụng trong nông nghiệp chính xác. Trong khi đó, khu vực châu Á – Thái Bình Dương được đánh giá là động lực tăng trưởng quan trọng nhất của thị trường toàn cầu trong thập niên tới (Mordor Intelligence, 2024).
5.2. Thị trường châu Á – Thái Bình Dương
Khu vực châu Á – Thái Bình Dương được dự báo có tốc độ tăng trưởng cao nhất của thị trường chất kích thích sinh học toàn cầu, với CAGR ước tính 8–15% trong giai đoạn 2025–2035. Quy mô thị trường khu vực này hiện đạt khoảng 1,0–1,3 tỷ USD và có xu hướng tăng nhanh cùng với sự mở rộng của sản xuất nông nghiệp thâm canh và nông nghiệp công nghệ cao (Mordor Intelligence, 2024). Trung Quốc và Ấn Độ là hai thị trường trọng điểm, nhờ quy mô sản xuất lớn, áp lực đảm bảo an ninh lương thực và các chương trình khuyến khích sử dụng đầu vào sinh học nhằm giảm ô nhiễm môi trường.
Ngoài ra, Nhật Bản, Hàn Quốc và các quốc gia Đông Nam Á đang gia tăng đầu tư vào các chế phẩm sinh học dựa trên vi sinh vật và chiết xuất tự nhiên, phù hợp với xu hướng nông nghiệp ít phát thải và thích ứng với biến đổi khí hậu (Fortune Business Insights, 2023; Global Industry Analysts, 2024).
5.3. Thị trường và tiềm năng phát triển chất kích thích sinh học tại Việt Nam
Tại Việt Nam, thị trường chất kích thích sinh học hiện chưa được thống kê như một phân khúc độc lập mà thường được xếp chung trong nhóm phân bón hữu cơ và chế phẩm sinh học. Tuy nhiên, các báo cáo khu vực châu Á – Thái Bình Dương cho thấy Việt Nam nằm trong nhóm quốc gia có mức tăng trưởng nhu cầu cao đối với các chế phẩm sinh học nông nghiệp, bao gồm chất kích thích sinh học, nhờ quá trình chuyển đổi sang nông nghiệp xanh và bền vững (Mordor Intelligence, 2024).
Nhiều sản phẩm đang lưu hành trên thị trường Việt Nam dựa trên chiết xuất rong biển, axit humic – fulvic và vi sinh vật có lợi, phản ánh xu hướng phát triển tương đồng với thị trường quốc tế. Sự phát triển của thị trường trong nước được thúc đẩy bởi các chương trình tái cơ cấu ngành nông nghiệp, yêu cầu ngày càng khắt khe của các thị trường xuất khẩu và nhu cầu nâng cao giá trị gia tăng cho nông sản. Tuy nhiên, việc thiếu một khung pháp lý riêng cho chất kích thích sinh học vẫn là rào cản đối với tiêu chuẩn hóa sản phẩm, đánh giá hiệu quả và phát triển thị trường bền vững (Fortune Business Insights, 2023; Global Industry Analysts, 2024).
6. QUẢN LÝ CHẤT KÍCH THÍCH THỰC VẬT Ở MỘT SỐ QUỐC GIA TRÊN THẾ GIỚI
Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của các sản phẩm chất kích thích thực vật, đặc biệt là chất kích thích sinh học (plant biostimulants), đã đặt ra yêu cầu cấp thiết về xây dựng khung pháp lý quản lý phù hợp nhằm đảm bảo an toàn cho cây trồng, con người và môi trường. Liên minh Châu Âu và Hoa Kỳ là hai khu vực có cách tiếp cận quản lý khác nhau, phản ánh sự khác biệt trong triết lý quản lý nông nghiệp và chính sách pháp luật.
6.1. Liên minh Châu Âu
Tại Liên minh Châu Âu, việc quản lý chất kích thích sinh học đã được thể chế hóa thông qua Quy định EU 2019/1009 về sản phẩm phân bón (European Parliament and Council, 2019), theo đó chất kích thích sinh học gồm chất kích thích sinh học vi sinh vật và chất kích thích sinh học không phải là vi sinh vật, được xếp vào nhóm chức năng PFC 6, với yêu cầu nghiêm ngặt về thành phần, mức độ an toàn sinh học, tác động môi trường và ghi nhãn. Cách tiếp cận này thể hiện định hướng quản lý dựa trên phòng ngừa rủi ro, đồng thời tạo điều kiện cho lưu thông tự do sản phẩm trong toàn khối EU.
Chất kích thích sinh học vi sinh vật bao gồm một loài vi sinh vật hoặc quần thể vi sinh vật, có thể chứa vi sinh vật sống hoặc chết và thành phần môi trường nuôi cấy vi sinh vật. Giới hạn vi sinh vật gây bệnh cho người, động vật và kim loại nặng trong sản phẩm cụ thể như sau:
Vi sinh vật hoặc độc tố, hợp chất thứ cấp và kim loại nặng Số lượng mẫu dương tính/tổng số mẫu kiểm tra Giới hạn
Salmonella spp. 0/5 0 trong 25 g hoặc 25 ml mẫu thử
Escherichia coli 0/5 0 trong 1 g hoặc 1 ml mẫu thử
Listeria monocytogenes 0/5 0 trong 25 g hoặc 25 ml mẫu thử
Vibrio spp. 0/5 0 trong 25 g hoặc 25 ml mẫu thử
Shigella spp. 0/5 0 trong 25 g hoặc 25 ml mẫu thử
Staphylococcus aureus 0/5 0 trong 25 g hoặc 25 ml mẫu thử
Enterococcaceae 2/5 10 CFU/g mẫu thử
Số lượng vi khuẩn hiếu khí khi kiểm tra bằng kỹ thuật đếm kỵ khí 2/5 105 CFU/g hoặc ml mẫu thử
Số lượng nấm khi kiểm tra bằng kỹ thuật đếm nấm 2/5 1 000 CFU/g hoặc ml mẫu thử
Cadmium (Cd) < 1,5 mg/kg,
Hexavalent chromium (Cr VI) < 2 mg/kg,
Chì (Pb) < 120 mg/kg,
Thủy ngân (Hg) < 1 mg/kg,
Nickel (Ni) < 50 mg/kg
Asen (As) < 40 mg/kg
Đồng (Cu) < 600 mg/kg
Kẽm (Zn) < 1500 mg/kg
Chất kích thích sinh học vi sinh vật dạng lỏng phải có pH tối ưu cho bảo quản vi sinh vật và phù hợp đối với cây trồng.
Chất kích thích sinh học không phải vi sinh vật không được chứa Salmonella spp. trong 25 g hoặc 25 ml mẫu thử và số lượng Escherichia coli hoặc Enterococcaceae không vượt quá 1 000 trong 1 g hoặc 1 ml mẫu thử.
Nhãn chất kích thích sinh học cần phải cung cấp các thông tin, gồm: (a) hình thức vật lý; (b) ngày sản xuất và ngày hết hạn; (c) phương pháp sử dụng; (d) hiệu quả mong đợi đối với từng loại cây trồng mục tiêu; và (e) bất kỳ hướng dẫn liên quan nào đến hiệu quả của sản phẩm, bao gồm các biện pháp quản lý đất, bón phân hóa học, tương kỵ với thuốc bảo vệ thực vật, kích thước vòi phun được khuyến nghị, áp suất phun và các biện pháp chống trôi dạt khác. Nhãn chất kích thích sinh học vi sinh vật phải ghi rõ tên loài vi sinh vật và đơn vị tính số lượng/mật độ từng loài vi sinh vật. Số lượng/mật độ từng loài vi sinh vật không được chênh lệch quá 15% so với công bố.
6.2. Khu vực châu Á – Thái bình dương
Trong khu vực Châu Á–Thái Bình Dương, mặc dù chưa có một khung pháp lý thống nhất và độc lập dành riêng cho chất kích thích sinh học tương đương với Quy định (EU) 2019/1009 của Liên minh châu Âu, nhiều quốc gia đã từng bước ban hành hoặc điều chỉnh các văn bản pháp luật hiện hành nhằm quản lý các sản phẩm này thông qua các luật về phân bón, sản phẩm sinh học nông nghiệp hoặc vật liệu cải tạo đất. Các quy định này phản ánh xu hướng gia tăng nhận thức về vai trò của chất kích thích sinh học trong nông nghiệp bền vững, đồng thời nhấn mạnh yêu cầu đảm bảo an toàn, hiệu quả và minh bạch trong lưu hành sản phẩm.
6.2.1. Hoa Kỳ
Tại Hoa Kỳ hiện chưa tồn tại một khung pháp lý liên bang riêng cho chất kích thích sinh học thực vật (EPA, 2023). Việc quản lý chủ yếu dựa trên chức năng và tuyên bố sử dụng của sản phẩm. Trong trường hợp sản phẩm có tác dụng điều hòa sinh trưởng, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) có thể phân loại chúng là plant regulators và quản lý theo Đạo luật FIFRA, tương tự thuốc bảo vệ thực vật. Ngược lại, các sản phẩm được coi là phụ gia phân bón hoặc chất cải tạo đất có thể chỉ chịu sự quản lý ở mức phân bón, thường do các bang quản lý. Sự khác biệt này phản ánh cách tiếp cận linh hoạt nhưng thiếu tính thống nhất trong hệ thống quản lý của Hoa Kỳ.
6.2.2. Úc
Tại Úc, các chất kích thích sinh học, đặc biệt là các chế phẩm vi sinh vật, được quản lý trong nhóm “biological agricultural products” và phải được đăng ký với Australian Pesticides and Veterinary Medicines Authority (APVMA) trước khi đưa ra thị trường. Hướng dẫn của APVMA yêu cầu hồ sơ kỹ thuật bao gồm dữ liệu về thành phần, an toàn sinh học, tác động môi trường và bằng chứng hiệu quả, với cách tiếp cận đánh giá linh hoạt theo từng trường hợp cụ thể.
6.2.3. Ấn Độ
Ấn Độ là quốc gia đi đầu trong khu vực khi chính thức công nhận chất kích thích sinh học như một nhóm sản phẩm riêng biệt trong khuôn khổ Fertiliser (Inorganic, Organic or Mixed) (Control) Order, 1985, được sửa đổi vào năm 2021 và cập nhật trong giai đoạn 2024–2025. Theo đó, chất kích thích sinh học thực vật được định nghĩa là “một chất hoặc vi sinh vật hoặc sự kết hợp của cả hai, có chức năng chính khi được áp dụng cho cây trồng, hạt giống hoặc vùng rễ là để kích thích các quá trình sinh lý ở cây trồng và tăng cường khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng, tăng trưởng, năng suất, hiệu quả dinh dưỡng, chất lượng cây trồng và khả năng chịu stress, không phụ thuộc vào hàm lượng dinh dưỡng của sản phẩm, nhưng không bao gồm thuốc trừ sâu hoặc chất điều hòa sinh trưởng thực vật được quy định theo Đạo luật Thuốc trừ sâu năm 1968”. Chất kích thích sinh học thực vật tại Ấn Độ gồm: a) Chiết xuất thực vật, bao gồm chiết xuất rong biển; b) Hóa chất sinh học; c) Chất thủy phân protein và axit amin; d) Vitamin; e) Sản phẩm vi sinh không chứa tế bào; f) Chất chống oxy hóa; g) Chất khử mùi; h) Axit humic và fulvic và các dẫn xuất; i) Vi sinh vật sống, không bao gồm phân bón sinh học và thuốc trừ sâu sinh học. Chất kích thích sinh học phải được đăng ký, thử nghiệm độc tính và đánh giá hiệu quả sinh học trên nhiều vùng sinh thái trước khi được phép lưu hành (Ministry of Agriculture and Farmers Welfare, 2021, 2025).
6.2.4. Nhật Bản
Tại Nhật Bản, các sản phẩm có đặc tính biostimulant thường được quản lý theo Fertiliser Control Law hoặc các quy định liên quan đến cải thiện độ phì đất. Song song đó, các sáng kiến trong khuôn khổ chiến lược Green Food System đang thúc đẩy việc xây dựng các tiêu chuẩn rõ ràng hơn cho sản phẩm sinh học nông nghiệp (AgroPages, 2021).
6..2.5. Hà Quốc
Tại Hàn Quốc, các sản phẩm biostimulant thường được phân loại trong nhóm phân bón hữu cơ hoặc vi sinh, chịu sự quản lý của luật phân bón hiện hành, với trọng tâm là tiêu chuẩn thành phần, an toàn và ghi nhãn (AgroPages, 2021).
6.2.6. Các nước ASEAN
Ở nhiều quốc gia Đông Nam Á như Thái Lan, Malaysia và Indonesia, chất kích thích sinh học chưa được định nghĩa pháp lý độc lập mà thường được quản lý theo luật phân bón hoặc vật liệu cải tạo đất, tùy thuộc vào thành phần và tuyên bố công dụng. Bảng 1 tổng hợp khung pháp lý về quản lý chất kích thích sinh học tại một số quốc gia ở khu vực châu Á – Thái Bình dương
Bảng 1. So sánh khung pháp lý quản lý chất kích thích sinh học tại một số quốc gia Châu Á–Thái Bình Dương
Quốc gia Văn bản/quy định chính Phân loại Yêu cầu quản lý
Australia APVMA guidelines Sản phẩm sinh học nông nghiệp Đăng ký; dữ liệu an toàn, môi trường
India Fertiliser Control Order (2021, 2025) Nhóm riêng biệt Đăng ký; thử nghiệm; đánh giá hiệu quả
Japan Fertiliser Control Law Phân bón/cải tạo đất Giới hạn thành phần; ghi nhãn
Korea Luật phân bón Phân bón hữu cơ/vi sinh Tiêu chuẩn kỹ thuật; an toàn
ASEAN Luật phân bón quốc gia Phân bón/vật liệu đất Đăng ký theo luật hiện hành
Đối với Việt Nam và các quốc gia ASEAN, kinh nghiệm từ EU và đặc biệt là Ấn Độ cho thấy việc xây dựng định nghĩa pháp lý rõ ràng cho chất kích thích sinh học, cùng với hệ thống đăng ký dựa trên bằng chứng khoa học, là bước đi quan trọng nhằm chuẩn hóa sản phẩm và bảo vệ người sử dụng. Bên cạnh đó, việc lồng ghép biostimulants vào các chương trình nông nghiệp thông minh với khí hậu, tái cơ cấu ngành nông nghiệp và phát triển nông nghiệp xanh sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên đất, nước và phân bón. Ở cấp độ thực tiễn, chính sách hỗ trợ nghiên cứu – thử nghiệm tại địa phương, đào tạo khuyến nông và thúc đẩy hợp tác công – tư có thể giúp đẩy nhanh quá trình ứng dụng chất kích thích sinh học trong sản xuất lúa gạo, rau màu và cây ăn trái – các ngành hàng chiến lược của Việt Nam và ASEAN. Những định hướng này không chỉ góp phần bảo đảm an ninh lương thực mà còn nâng cao giá trị gia tăng và khả năng cạnh tranh của nông sản khu vực trong dài hạn.
7. KẾT LUẬN
Chất kích thích sinh học đang ngày càng khẳng định vai trò như một cấu phần quan trọng trong hệ thống đầu vào nông nghiệp hiện đại, đặc biệt trong bối cảnh yêu cầu phát triển nông nghiệp bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu và bảo đảm an ninh lương thực toàn cầu. Các bằng chứng khoa học đã công bố cho thấy chất kích thích sinh học, bao gồm các hợp chất sinh học và vi sinh vật có lợi, tác động đa chiều lên sinh lý cây trồng và hệ sinh thái đất, góp phần tăng hiệu suất quang hợp, cải thiện phát triển bộ rễ, nâng cao khả năng chống chịu stress và duy trì sức khỏe đất trong dài hạn.
Phân tích so sánh các khung quản lý pháp lý cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa Liên minh châu Âu, Hoa Kỳ và khu vực Châu Á–Thái Bình Dương. Trong khi EU đã xây dựng được khung pháp lý riêng biệt và tương đối hoàn chỉnh cho chất kích thích sinh học, nhiều quốc gia khu vực Châu Á–Thái Bình Dương đang trong giai đoạn chuyển tiếp, quản lý các sản phẩm này thông qua các luật phân bón hoặc sản phẩm sinh học hiện hành. Sự thiếu đồng bộ này đặt ra thách thức trong tiêu chuẩn hóa và thương mại hóa, nhưng mở ra cơ hội hài hòa hóa chính sách dựa trên các mô hình tiên tiến.
Từ góc độ chính sách và thực tiễn sản xuất, việc gắn kết chặt chẽ giữa cơ sở khoa học, đổi mới công nghệ và khung quản lý pháp lý là yếu tố then chốt để phát huy đầy đủ tiềm năng của chất kích thích sinh học. Đối với Việt Nam và các quốc gia ASEAN, việc xây dựng định nghĩa pháp lý rõ ràng, hệ thống đăng ký dựa trên bằng chứng khoa học, cùng với các chương trình hỗ trợ nghiên cứu, thử nghiệm và khuyến nông, sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy ứng dụng rộng rãi các giải pháp sinh học.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
AgroPages. (2021). Regulatory overview of biostimulants in Asia-Pacific. https://www.agropages.com
Australian Pesticides and Veterinary Medicines Authority. Guidelines for registration of agricultural biological products. Australian Pesticides and Veterinary Medicines Authority. https://www.apvma.gov.au
Backer, R., Rokem, J. S., Ilangumaran, G., Lamont, J., Praslickova, D., Ricci, E., Subramanian, S., & Smith, D. L. (2018). Plant growth-promoting rhizobacteria: Context, mechanisms of action, and roadmap to commercialization. Frontiers in Plant Science, 9, 1473. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01473
Bhattacharyya, P. N., & Jha, D. K. (2012). Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR): Emergence in agriculture. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 28(4), 1327–1350. https://doi.org/10.1007/s11274-011-0979-9
Calvo, P., Nelson, L., & Kloepper, J. W. (2014). Agricultural uses of plant biostimulants. Plant and Soil, 383(1–2), 3–41. https://doi.org/10.1007/s11104-014-2131-8
Davies, P. J. (2010). Plant hormones: Biosynthesis, signal transduction, action! (3rd ed.). Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-2686-7
Du Jardin, P. (2015). Plant biostimulants: Definition, concept, main categories and regulation. Scientia Horticulturae, 196, 3–14. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.09.021
European parliament and the council of the european union (2019). Rules on the making available on the market of EU fertilising products and amending Regulations (EC) No 1069/2009 and (EC) No 1107/2009 and repealing Regulation (EC) No 2003/2003
FAO. (2022). The future of food and agriculture – Drivers and triggers for transformation. Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://www.fao.org/documents/card/en/c/cc0959en
Fortune Business Insights. (2023). Plant biostimulants market size, share & industry analysis. https://www.fortunebusinessinsights.com
Global Industry Analysts. (2024). Plant biostimulants – Global strategic business report. https://www.strategicbusinessinsights.com
Lugtenberg, B., & Kamilova, F. (2009). Plant-growth-promoting rhizobacteria. Annual Review of Microbiology, 63, 541–556. https://doi.org/10.1146/annurev.micro.62.081307.162918
Mordor Intelligence. (2024). Plant biostimulants market – Growth, trends, and forecasts. https://www.mordorintelligence.com
Ministry of Agriculture and Farmers Welfare. (2021). Gazette notification on inclusion of biostimulants under Fertiliser Control Order (FCO). Government of India.
Ministry of Agriculture and Farmers Welfare. (2025). Revised guidelines for regulation of biostimulants under FCO. Government of India.
Pieterse, C. M. J., Zamioudis, C., Berendsen, R. L., Weller, D. M., Van Wees, S. C. M., & Bakker, P. A. H. M. (2014). Induced systemic resistance by beneficial microbes. Annual Review of Phytopathology, 52, 347–375. https://doi.org/10.1146/annurev-phyto-082712-102340
Rouphael, Y., & Colla, G. (2020). Biostimulants in agriculture. Frontiers in Plant Science, 11, 40. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00040
Rouphael, Y., Colla, G., Giordano, M., El-Nakhel, C., Kyriacou, M. C., & De Pascale, S. (2018). Foliar applications of plant biostimulants promote growth and yield of greenhouse vegetables. Scientia Horticulturae, 235, 193–200. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2018.02.020
Smith, S. E., & Read, D. J. (2008). Mycorrhizal symbiosis (3rd ed.). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-370526-6.X0001-6
Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I. M., & Murphy, A. (2015). Plant physiology and development (6th ed.). Sinauer Associates.
Trivedi, P., Leach, J. E., Tringe, S. G., Sa, T., & Singh, B. K. (2020). Plant–microbiome interactions: From community assembly to plant health. Nature Reviews Microbiology, 18(11), 607–621. https://doi.org/10.1038/s41579-020-0412-1
US Environmental Protection Agency, 2019. Draft Guidance for Plant Regulator Products and Claims, Including Plant Biostimulants
