Revolutionizing Indian agriculture: the imperative of advanced biofertilizer technologies for sustainability

Resumo

O crescimento contínuo da população mundial e a crescente demanda por alimentos levantam sérias preocupações sobre o futuro da agricultura. De acordo com estimativas da FAO, a demanda por produtos agrícolas deve aumentar 60% até 2030. No entanto, o uso crescente de fertilizantes químicos tem mostrado efeitos adversos sobre o meio ambiente e os organismos vivos. Nesse contexto, os biofertilizantes oferecem uma alternativa promissora aos produtos químicos perigosos, apoiando a sustentabilidade agrícola. Os biofertilizantes são conhecidos por sua natureza ecológica, não tóxica e econômica, contribuindo para a saúde do solo, sua estrutura e a preservação da biodiversidade. No entanto, eles enfrentam desafios, incluindo baixa vida útil, estabilidade no campo, sensibilidade a condições ambientais flutuantes (como temperatura, radiação e pH), limitações no uso a longo prazo, escassez de cepas bacterianas benéficas, suscetibilidade à dessecação e altas doses necessárias para grandes áreas de cobertura. Os biofertilizantes à base de micróbios disponíveis comercialmente nem sempre atenderam às expectativas em condições de campo devido a várias razões. Embora tenha havido avanços nos biofertilizantes para melhorar a eficiência e a popularidade entre os agricultores, a necessidade de explorar biofertilizantes de última geração continua sendo essencial. Esta revisão se concentra principalmente em biofertilizantes avançados e de última geração, como BPCP (bactérias promotoras do crescimento em plantas), biofertilizantes fúngicos, nanobiofertilizantes e biofertilizantes de biofilme, com o objetivo de enfrentar esses desafios e impulsionar a agricultura sustentável.

Abstract

The continuous growth of the world’s population and the escalating demand for food raise serious concerns about the future of agriculture. According to FAO’s estimates, agricultural product demand is expected to rise by 60% by 2030. However, the increasing use of chemical fertilizers has shown adverse effects on the environment and living organisms. In this context, biofertilizers offer a promising alternative to hazardous chemicals, supporting agricultural sustainability. Biofertilizers are known for their eco-friendly, non-toxic, and cost-effective nature, contributing to soil health, structure, and biodiversity preservation. Nevertheless, they face challenges, including poor shelf-life, on-field stability, sensitivity to fluctuating environmental conditions (such as temperature, radiation, and pH), limitations in long-term use, scarcity of beneficial bacterial strains, susceptibility to desiccation, and high required doses for large coverage areas. Commercially available microbe-based biofertilizers have not always met expectations in field conditions due to various reasons. While there have been advancements in biofertilizers to improve efficiency and popularity among farmers, the need to explore next-generation biofertilizers remains essential. This review primarily focuses on advanced and next-generation biofertilizers, such as PGPB (Plant Growth-Promoting Bacteria), fungal biofertilizers, nanobiofertilizers, and biofilm biofertilizers, aiming to address these challenges and propel sustainable agriculture forward.