Comparative impact of organomineral and organic fertilizers as partial substitutes for synthetic fertilizers in enhancing soil fertility, health, and maize growth

Resumo

Fertilizantes orgânicos e organominerais despontam como alternativas sustentáveis à adubação mineral tradicional. Este trabalho avaliou, em casa de vegetação, como essas duas categorias afetam indicadores de qualidade do solo e o desempenho do milho. Seis regimes de adubação foram comparados: (T1) mineral (uréia, superfosfato simples e KCl); (T2) organomineral equilibrado em N e K (dose fixada pelo teor de P); (T3) organomineral balanceado em K (dose definida pelo teor de K, gerando excesso de N e P); (T4) orgânico equilibrado em P e K (dose ajustada pelo teor de N); (T5) orgânico à base de P (dose definida pelo teor de P, com excedentes de N e K); e (T6) adubação mista (organomineral + orgânica). Os insumos derivaram de resíduos de produção animal: o fertilizante orgânico foi um digestato obtido pela codigestão anaeróbia da fração líquida de água residuária da suinocultura e cama de poedeiras, enquanto os organominerais foram produzidos a partir da fração sólida desses mesmos resíduos, enriquecida com pó de rocha e calcário. Analisaram-se fertilidade do solo, absorção e redistribuição de nutrientes, respiração microbiana, atividades enzimáticas e biomassa microbiana. Todos os tratamentos sustentaram crescimento adequado das plantas. O maior rendimento ocorreu no T5, possivelmente pela rápida liberação de nutrientes semelhante à adubação mineral; o menor, no T6. Esses dois tratamentos diferiram estatisticamente, enquanto os demais apresentaram produtividades intermediárias. Por outro lado, as maiores atividades enzimáticas foram registradas nos tratamentos T3 e T6, ambos com organomineral, sinalizando maior estímulo aos microrganismos e à ciclagem de nutrientes. Assim, embora o digestato orgânico baseado em P (T5) maximize a produtividade de curto prazo, os organominerais demonstram vantagens para a biologia do solo, apontando benefícios em longo prazo. Os resultados reforçam que fertilizantes orgânicos e organominerais podem reduzir a dependência de insumos sintéticos, conciliando ganhos imediatos de produção com um manejo mais sustentável do solo.

Abstract

Organic and organomineral fertilizers represent sustainable alternatives to conventional mineral fertilization. This study aimed to compare their effects on soil quality indicators and maize performance under greenhouse conditions. Six treatments were evaluated: T1 – mineral fertilization (urea, superphosphate, and potassium chloride); T2 – N & K-supplied organomineral fertilization (dose based on P content); T3 – K-supplied organomineral fertilization (dose based on K content, resulting in excess N and P); T4 – P & K-supplied organic fertilization (dose based on N content); T5 – P-supplied organic fertilization (dose based on P content, resulting in excess N and K); and T6 – mixed fertilization (organomineral + organic). Fertilizers were formulated using residues from swine wastewater and layer manure. The organic fertilizer consisted of a digestate obtained through anaerobic codigestion of the liquid fraction from a mixture of swine wastewater and layer hen manure. The organomineral fertilizer was produced from the solid fraction of these residues, enriched with rock dust and limestone. The study assessed soil fertility, nutrient uptake and translocation, soil respiration, enzyme activity, and microbial biomass. All treatments supported satisfactory plant growth. The highest yield was observed with T5 (P-supplied organic fertilizer), while the lowest was recorded for T6 (mixed fertilization); these two treatments differed significantly from each other, whereas all other treatments showed intermediate values without statistical difference. Enzymatic activities were highest in T3 and T6, both using organomineral fertilizer, indicating greater stimulation of microbial processes and nutrient cycling compared to the other treatments. While the highest yield was obtained with the use of the digestate P-based organic fertilizer (T5), likely due to its similarity to mineral fertilization, organomineral treatments promoted improved soil biological activity, suggesting long-term benefits to soil health. These findings reinforce the potential of organic and organomineral fertilizers to reduce reliance on synthetic inputs while balancing immediate productivity with sustainable soil management.