Current challenges on the widespread adoption of new bio-based fertilizers: insights to move forward toward more circular food systems

  • M. Álvarez Salas
  • P. Sica
  • M. Rydgård
  • T. J. Sitzmann
  • J. O. Nyang’au
  • J. El Mahdi
  • E. Moshkin
  • H. L. de Castro e Silva
  • S. Chrysanthopoulos
  • C. Kopp
  • K. Wali
  • Y. Zireeni
  • A. Ural-Janssen
  • S. E. H. Hassan
  • L. F. Kebalo
  • D. Chadwick
  • L. S. Jensen
2024 - Frontiers in Sustainable Food Systems
Palavras-chave: Lodo de esgoto, fertilizante de base biológica, composto, economia circular, fertilizante
Termos de indexação: Digestato, chorume, reciclagem de nutrientes, biossubstratos, impactos ambientais
 

Resumo

Para atender à demanda global por alimentos de forma sustentável, é necessário salvaguardar os recursos naturais finitos e reduzir as emissões prejudiciais ao meio ambiente. Os nutrientes nos biossubstratos frequentemente não são gerenciados adequadamente. Em vez disso, eles podem ser recuperados, reciclados em fertilizantes de base biológica (FBBs) e reincorporados aos sistemas de produção de alimentos. Esta revisão aborda três questões críticas para o desenvolvimento e adoção de novos FBBs, com foco no contexto europeu: (1) Os FBBs devem igualar a eficiência agronômica dos fertilizantes minerais. Propomos que a eficiência agronômica dos FBBs pode ser aumentada por meio do pré-tratamento dos insumos em processos de transformação de biossubstratos (ex.: digestão anaeróbia), tratamentos químicos de FBBs existentes, combinações organominerais e estratégias de aplicação no solo. (2) A produção e o uso de novos FBBs não são isentos de impactos ambientais, e estes são influenciados por condições regionais. (3) A percepção pública e as preferências dos usuários finais desempenham um papel significativo na adoção de FBBs. Portanto, é vital atender aos requisitos dos usuários finais de FBBs. Nossos achados indicam que, para uma adoção generalizada, os FBBs precisam de quantidades de nutrientes suficientes e confiáveis e relações adequadas às culturas, bem como preços competitivos. Uma vantagem fundamental dos FBBs sobre os fertilizantes minerais é sua capacidade de melhorar a fertilidade do solo. No entanto, os agricultores também exigem fertilizantes que possam ser manuseados e aplicados com máquinas existentes e que ofereçam a praticidade dos produtos comerciais. Outro aspecto importante é a disposição dos consumidores em comprar produtos fertilizados com FBBs. Projetar e promover FBBs requer uma avaliação cuidadosa dos impactos ambientais e das condições regionais, pois a sustentabilidade dos FBBs depende de fatores como fontes de energia e distâncias de transporte dos biossubstratos. Em última análise, o objetivo é promover uma economia circular e não apenas substituir fertilizantes minerais por novos produtos. Esta revisão visa orientar pesquisadores, formuladores de políticas e partes interessadas, destacando inovações-chave e abordando barreiras críticas.

 

Abstract

To meet global food demands sustainably, it is necessary to safeguard finite natural resources and reduce harmful emissions to the environment. Nutrients in biowastes are often not managed appropriately. Instead, they can be recovered, recycled into bio-based fertilizers (BBFs) and reincorporated into food production systems. This review addresses three critical issues for developing and adopting new BBFs, focusing on the European context: (1) BBFs should match the agronomic efficiency of mineral fertilizers. We propose that the agronomic efficiency of BBFs can be increased through pre-treating the inputs in biowaste transformation processes (e.g., anaerobic digestion), chemical treatments of existing BBFs, organo-mineral combinations, and soil placement strategies. (2) Production and use of new BBFs is not free of environmental impacts, and these are influenced by regional conditions. (3) Public perception and end-user preferences play a significant role in the adoption of BBFs. Therefore, it is vital to address the requirements of end-users of BBFs. Our findings indicate that for widespread adoption, BBFs need sufficient and reliable nutrient amounts and crop-adequate ratios, as well as competitive pricing. A key advantage of BBFs over mineral fertilizers is their ability to improve soil fertility. However, farmers also require fertilizers that can be handled and applied with existing machinery and offer the practicality of commercial products. Another important aspect is the willingness of consumers to buy products fertilized with BBFs. Designing and promoting BBFs requires a careful assessment of environmental impacts and regional conditions, as the sustainability of BBFs depends on factors like energy sources and biowaste transport distances. Ultimately, the goal is to promote a circular economy and not just to substitute mineral fertilizers with new products. This review aims to guide researchers, policymakers, and stakeholders by highlighting key innovations and addressing critical barriers.

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