Exploring Fertilizer-Microbiome Interactions Through Next-Generation Sequencing (NGS): Insights for Sustainable Agriculture

Resumo

Com o aumento da demanda global por produção de alimentos, as preocupações sobre a sustentabilidade de longo prazo e o impacto ambiental das práticas agrícolas tradicionais, particularmente a aplicação de fertilizantes químicos, ganharam destaque. Reconhecendo a importância de abordar estas questões, esta revisão explora a dinâmica evolutiva entre fertilizantes e comunidades microbianas, enfatizando a necessidade de uma compreensão mais profunda dessas interações. O impacto transformador das tecnologias de sequenciamento de nova geração (NGS) em desvendar as complexidades microbianas dentro dos ecossistemas agrícolas é destacado como uma ferramenta crucial para avançar essa compreensão. A investigação estende-se a discernir os efeitos nuances de fertilizantes químicos e não químicos nos microbiomas do solo, considerando variações no tipo de solo e especificidade da cultura. Ligando estas descobertas aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), a revisão destaca a conexão crítica entre o uso de fertilizantes, a diversidade microbiana e a realização de objetivos de sustentabilidade. Apesar do potencial do NGS, a revisão reconhece limitações atuais, gerando discussões sobre potenciais avanços tecnológicos e melhorias metodológicas. Enfatizando a necessidade de colaboração interdisciplinar, defende insights abrangentes que preencham lacunas entre microbiologia, agricultura e sustentabilidade. Em conclusão, o artigo sintetiza perspectivas históricas, tecnologias de ponta e objetivos de desenvolvimento sustentável para fornecer uma compreensão holística da intrincada interação entre fertilizantes, diversidade microbiana e o caminho imperativo em direção a um futuro agrícola mais sustentável.

Abstract

With the global demand for food production escalating, concerns about the long-term sustainability and environmental impact of traditional farming practices, particularly the application of chemical fertilizers, have gained prominence. Recognizing the importance of addressing these issues, this review explores the evolving dynamic between fertilizers and microbial communities, emphasizing the need for a more profound understanding of these interactions. The transformative impact of next-generation sequencing (NGS) technologies in unraveling microbial intricacies within agricultural ecosystems is highlighted as a crucial tool for advancing this understanding. Investigation extends to discerning the nuanced effects of both chemical and non-chemical fertilizers on soil microbiomes, considering variations in soil type and crop specificity. Linking these findings to the Sustainable Development Goals (SDGs), the review highlights the critical connection between fertilizer use, microbial diversity, and the achievement of sustainability objectives. Despite the potential of NGS, the review acknowledges current limitations, sparking discussions on potential technological advancements and methodological improvements. Emphasizing the necessity for interdisciplinary collaboration, it advocates for comprehensive insights that bridge gaps between microbiology, agriculture, and sustainability. In conclusion, the article synthesizes historical perspectives, cutting-edge technologies, and sustainable development objectives to provide a holistic understanding of the intricate interplay between fertilizers, microbial diversity, and the imperative path toward a more sustainable agricultural future.