O uso extensivo de fertilizantes nitrogenados sintéticos tem sustentado a produção global de alimentos por mais de um século, mas a altos custos ambientais e energéticos. Melhorar a eficiência de uso de nitrogênio (UEN) tornou-se, portanto, um objetivo fundamental para manter a produtividade e, ao mesmo tempo, reduzir a pegada ecológica da agricultura. Esta revisão sintetiza o conhecimento atual sobre os fundamentos biológicos do aumento da UEN, com foco no papel de biofertilizantes microbianos e bioestimulantes. Os principais mecanismos pelos quais microrganismos associados a plantas contribuem para a aquisição e assimilação de nitrogênio são analisados. Paralelamente, avanços em genômica, biotecnologia e ciência de formulação são destacados como grandes impulsionadores para o desenvolvimento de consórcios microbianos de próxima geração e produtos de base biológica. Atenção particular é dada ao panorama atual de biofertilizantes e bioestimulantes comerciais, resumindo os principais produtos fixadores de nitrogênio e promotores de crescimento de plantas disponíveis no mercado e seu desempenho agronômico. Além disso, os principais desafios de implementação são discutidos, incluindo estabilidade de formulação e variabilidade nos resultados de campo. No geral, esta revisão fornece uma perspectiva integrada sobre como inovações biológicas, evolução do mercado e otimização agronômica podem contribuir conjuntamente para um gerenciamento mais sustentável do nitrogênio e reduzir a dependência de fertilizantes sintéticos na agricultura moderna.
The extensive use of synthetic nitrogen fertilizers has sustained global food production for more than a century but at high environmental and energetic costs. Improving nitrogen use efficiency (NUE) has therefore become a key objective to maintain productivity while reducing the ecological footprint of agriculture. This review synthesizes current knowledge on the biological foundations of NUE enhancement, focusing on the role of microbial biofertilizers and biostimulants. The main mechanisms through which plant-associated microorganisms contribute to nitrogen acquisition and assimilation are analyzed. In parallel, advances in genomics, biotechnology, and formulation science are highlighted as major drivers for the development of next-generation microbial consortia and bio-based products. Particular attention is given to the current landscape of commercial biofertilizers and biostimulants, summarizing the principal nitrogen-fixing and plant growth-promoting products available on the market and their agronomic performance. Moreover, major implementation challenges are discussed, including formulation stability and variability in field results. Overall, this review provides an integrated perspective on how biological innovations, market evolution, and agronomic optimization can jointly contribute to more sustainable nitrogen management and reduce dependence on synthetic fertilizers in modern agriculture.