生物刺激素是一类能够促进作物生长、增强抗逆性的活性物质，其中蛋白水解物与氨基酸、几丁质及壳聚糖、壳寡糖是重要代表。
蛋白水解物主要来源于植物源（种子、农作物秸秆）和动物源（胶原、上皮组织）残留物，经酶解法、化学法或热水解法处理，也可由工农业副产品水解获得，产物包括氨基酸、多肽、蛋白混合物以及甜菜碱、多胺、非蛋白氨基酸等含氮化合物。
植物根部可吸收并转运蛋白质水解产生的氨基酸和小肽，进而调节新陈代谢与生理生化反应，促进种子萌发和根系发育，增强营养吸收，提高抗逆性，最终提升作物产量。其作用机制主要有两种：一是根部和叶片直接吸收蛋白质水解物，转运至其他组织，参与蛋白质合成和含氮化合物形成；二是根系利用特殊氨基酸和小肽的螯合、配位功能，结合可利用营养元素，提高肥料利用率。脯氨酸具有抗氧化活性，可清除自由基，保护植物组织免受活性氧暴发胁迫；同时还能螯合重金属，减轻毒害，并促进微量元素转运和吸收。
几丁质是海洋甲壳动物外壳和许多真菌细胞壁的组成成分，由N-乙酰氨基葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接形成线性多聚糖。壳聚糖是几丁质脱乙酰化产物，壳寡糖则是壳聚糖的降解产物。几丁质和高分子量壳聚糖溶解性差，而低分子量壳聚糖和壳寡糖水溶性好，因此在农业中应用广泛。作为生物刺激素，它们可增加植物细胞渗透性，提高营养吸收，促进根系发育，增强光合作用，调节作物生长并诱导抗病性。壳聚糖还能抑制土壤病原菌，改善土壤团粒结构，提高作物产量和品质。几丁质及其衍生物可诱导植物产生广谱抑菌性，通过诱导防卫基因表达，使细胞壁加厚、木质化并形成胼胝质，阻止细菌侵入；还可诱导抗性蛋白和植保素，抑制病原菌生长。几丁质与壳寡糖在提高种子发芽率和机体免疫力方面相似，但在营养物质定向运输调控上不同，几丁质能调节营养向果实、种子运输，改善品质。
壳寡糖由几丁质经生物酶催化和脱乙酰化加工得到，结构为2～10个D-氨基葡萄糖以β-1,4糖苷键连接的低聚糖。与壳聚糖相比，壳寡糖分子量低、水溶性好、生物活性高。它能够诱导植物免疫系统，提高对病菌的抗性和抗逆性，在农药行业具有潜在优势，农业应用发展较快。壳寡糖通过调节植物基因开启和关闭，影响体内相关激素及酶等物质的合成，从而调节植物生理，促进根、茎、叶发育，使根系更发达。小麦叶面喷施壳寡糖后，脯氨酸、还原糖等低温抗性相关次生代谢物出现累积，叶片叶绿素含量增加，抗倒伏、抗旱、抗寒能力和光合作用强度均得到提高。
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