Fertilizantes de matriz orgânica e seus impactos na saúde do solo, na segurança alimentar e nas mudanças climáticas

Introdução

O crescimento populacional global, que atingiu 8,2 bilhões de pessoas em 2024, com projeções de alcançar cerca de 10,3 bilhões até 2080, impõe desafios crescentes à garantia da segurança alimentar e à sustentabilidade dos agroecossistemas (Sharma et al., 2017; ONU, 2024). Esse cenário demanda práticas agrícolas mais eficientes, capazes de ampliar a produção de alimentos em um contexto de restrições ambientais e adversidades climáticas (Gumber, 2023). No Brasil, a insegurança alimentar e nutricional grave afetou aproximadamente 6,5 milhões de pessoas em 2024, evidenciando a complexidade do desafio (IBGE, 2025), agravado pela instabilidade no fornecimento de fertilizantes minerais e pelos impactos das mudanças climáticas na agricultura (Kubo et al., 2019; CONAB, 2025).

Apesar dessas limitações, o Brasil ocupa posição estratégica no agronegócio global, com elevada capacidade produtiva e potencial de expansão, respaldado por tecnologias sustentáveis e políticas públicas eficazes (Brasil, 2020). A produção brasileira de grãos está estimada em cerca de 354 milhões de toneladas na safra 2025/26, representando crescimento expressivo em relação à safra anterior (CONAB, 2025). Entretanto, eventos climáticos têm provocado perdas na produção agrícola, enquanto a elevada dependência de fertilizantes minerais importados demonstra a fragilidade estrutural do setor (Marengo et al., 2022; IPEA, 2023).

Os solos tropicais brasileiros, altamente intemperizados, ácidos e de baixa fertilidade natural, exigem manejo adequado da fertilidade para proporcionar elevados patamares produtivos (Santos et al., 2025). Nesse contexto, os fertilizantes minerais são cruciais para o aumento da produção agrícola, posicionando o Brasil como o quarto maior consumidor mundial desses insumos (ANDA, 2020; FAOSTAT, 2022). Em 2024, as entregas ao mercado nacional alcançaram aproximadamente 46 milhões de toneladas, com crescimento contínuo das importações, ampliando a vulnerabilidade do país às oscilações do mercado internacional de fertilizantes (ANDA, 2025).

A recente crise global dos fertilizantes tem intensificado a busca por fontes alternativas de nutrientes, como bioinsumos, remineralizadores e fertilizantes orgânicos, visando maior autonomia regional e sustentabilidade dos sistemas de produção agrícola (Straliotto et al., 2022). Logo, o Plano Nacional de Fertilizantes propõe reduzir a dependência externa, com metas de atendimento entre 45 e 50% da demanda interna até 2050, priorizando a economia circular, com o reaproveitamento de resíduos e novos insumos regionais (PNF, 2021).

Os fertilizantes orgânicos oriundos de resíduos vegetais, animais, agroindustriais e urbanos têm sido amplamente estudados no Brasil (Carpanez et al., 2022). Esses produtos apresentam alto potencial para melhorar a fertilidade do solo, a nutrição de plantas e a produtividade, além de promover a disposição sustentável desses resíduos (Nogueira et al., 2023). Entre os resíduos urbanos, destaca-se o lodo de esgoto (LE), gerado em larga escala nas estações de tratamento, rico em matéria orgânica (MO) e nutrientes, cuja destinação correta representa um desafio ambiental relevante (Regitano et al., 2021).

Após a compostagem termofílica, o LE é convertido em composto de lodo de esgoto (CLE), passível de uso agrícola como fertilizante orgânico Classe B, conforme a legislação brasileira vigente (Brasil, 2020). Estudos indicam que esse composto contribui para a reciclagem de nutrientes, a melhoria das propriedades químicas e físicas do solo e pode aumentar a eficiência ou substituir parcialmente os fertilizantes minerais (Curci et al., 2020). Sua aplicação na agricultura tropical favorece o aumento do pH, da soma de bases (SB), da capacidade de troca catiônica (CTC) e dos teores de macro e micronutrientes (Prates et al., 2022; Silva et al., 2024).

O uso do CLE também promove benefícios associados à saúde do solo, que corresponde à integração de propriedades físicas, químicas e biológicas que sustentam sua funcionalidade e resiliência (Cherubin et al., 2024). O incremento dos estoques de carbono (C), o estímulo à atividade microbiana e a melhoria da estabilidade estrutural do solo são determinantes para a conservação dos sistemas produtivos a longo prazo (Nogueira et al., 2023). No contexto brasileiro, marcado pela importação de cerca de 86% dos fertilizantes minerais entregues ao mercado em 2024 (ANDA, 2025), a integração de fertilizantes orgânicos a práticas conservacionistas, como o sistema plantio direto (SPD), trata-se de uma estratégia promissora para aumentar a eficiência de uso de nutrientes, além de reduzir custos e mitigar impactos ambientais e climáticos.

Dessa forma, o uso racional de fertilizantes orgânicos é uma estratégia-chave para fortalecer a sustentabilidade da agricultura em regiões tropicais, contribuindo para o aumento da produtividade, a conservação do solo e o aumento dos estoques de C, ao mesmo tempo em que reduz a vulnerabilidade do sistema agrícola frente aos desafios econômicos e ambientais.

Fertilizantes orgânicos e seus impactos na saúde do solo

Os solos fornecem serviços ecossistêmicos vitais, como a produção de biomassa, o sequestro de carbono e a regulação hídrica (Zhang et al., 2025). Pela sua importância, a Qualidade do Solo (QS) tornou-se o conceito central para avaliar a funcionalidade desse recurso no setor agrícola e ambiental. Diversos conceitos foram estabelecidos para QS, sempre buscando representar as funções desse recurso natural.

Com o avanço dos estudos sobre QS e serviços ecossistêmicos, o conceito de Saúde do Solo (SS) expandiu-se ao integrar dimensões ambientais e humanas (Bhattacharya et al., 2024). Atualmente, entende-se por SS a capacidade resiliente de um ecossistema vivo em prover serviços essenciais, desde a produção de recursos bióticos até a regulação de fluxos biogeoquímicos e a preservação de valores culturais (Cherubin et al., 2024). Essa visão sistêmica estabelece objetivos de sustentabilidade mais robustos, indispensáveis para enfrentar desafios globais como a insegurança alimentar e as mudanças climáticas.

Devido a inexistência de um protocolo universal para SS, a avaliação baseia-se em indicadores sensíveis ao manejo e correlacionados a serviços ecossistêmicos, priorizando a acurácia e a viabilidade técnica e econômica (Chaudhry et al., 2024). Essas avaliações permitem compreender os limites de cada solo, elucidando quais medidas são necessárias para sua manutenção ou recuperação. Indicadores de SS devem refletir tanto a sustentabilidade agronômica quanto a ambiental, respondendo com precisão às alterações impostas pelo manejo. Embora a ciência da SS no Brasil tenha evoluído, a calibração de protocolos robustos ainda carece de validação sob gradientes edafoclimáticos e manejos distintos (Chaudhry et al., 2024). Esse embasamento é fundamental para subsidiar diagnósticos precisos e estratégias de manejo que garantam a resiliência do ecossistema e a manutenção das funções edáficas essenciais em diferentes cenários produtivos.

Uma análise abrangente das funções do solo viabilizaria uma compreensão mais profunda das alterações pedológicas associadas ao manejo. No entanto, a pesquisa nacional ainda carece de dados consolidados sobre as respostas da SS à aplicação de fertilizantes orgânicos, evidenciando a necessidade de estudos sobre essa dinâmica (Silva et al., 2022). Em uma revisão publicada por Cherubin et al. (2023), os autores destacaram que entre as 23.439 publicações encontradas na base de dados Scopus com os termos “Saúde do solo” ou “Qualidade do solo”, 49 % foram publicadas nos últimos cinco anos (2018–2022) e apenas 7 % das publicações eram de artigos produzidos por cientistas brasileiros.

Até o ano de 2026, consultas indicam que a interseção entre SS, fertilização orgânica e ambientes tropicais ainda é pouco explorada academicamente. A modesta produção científica ressalta a urgência por estudos que superem observações pontuais, priorizando experimentações continuadas para elucidar os efeitos cumulativos dessas práticas na estabilidade funcional do solo e na rentabilidade produtiva.

Embora ainda tenhamos poucos estudos relacionados aos impactos do uso de fertilizantes orgânicos na SS, é possível observar efeitos positivos desses insumos nos indicadores de qualidade química, física e biológica do solo (Tabela 1).

Tabela 1. Impacto dos fertilizantes orgânicos na ‘Qualidade’ e ‘Saúde’ do solo.

Conforme mencionado, o lodo de esgoto (LE) sanitário in natura ou compostado também são excelentes fontes de nutrientes, podendo ser reciclados na agricultura. Todavia, poucos avanços ainda foram observados na literatura sobre a avaliação da SS após a aplicação de LE ou CLE. Embora o LE in natura ou compostado (CLE) sejam fontes valiosas de nutrientes para a agricultura, a literatura ainda carece de estudos sobre seus impactos na SS. Portanto, são necessárias novas pesquisas e metodologias para compreender esses efeitos. Os dados disponíveis podem fundamentar o ajuste de doses e frequências na adubação orgânica, visando otimizar a produtividade e a SS, além de promover o sequestro de carbono e a mitigação climática.

Matéria orgânica do solo: papel dos fertilizantes orgânicos na estabilidade do C

A matriz orgânica de fertilizantes orgânicos é formada por uma mistura de C lábil (fácil e rápido de decompor) e C recalcitrante (difícil, de decomposição lenta). Esses dois compartimentos de matéria orgânica (MO) explicam por que o fertilizante orgânico consegue liberar nutrientes rapidamente e contribui para os estoques de C mais estáveis no solo (Silva, 2026). A fração lábil responde rapidamente ao manejo, sendo um indicador sensível, como é o caso das frações DOC
(C orgânico dissolvido), POC (C orgânico particulado leve), biomassa microbiana (MBC) e
C facilmente oxidável (Hu et al., 2023).

Em fertilizantes orgânicos mais estabilizados (e.g., composto bem curtido, lodo estabilizado, frações húmicas de organominerais) predominam C aromático e alquílico de cadeia longa, C associado a argilas e óxidos (frações pesadas, MAOM, NOxF, humina), esse C apresenta alto tempo de residência e é o principal responsável pelo sequestro de C e melhoria duradoura da estrutura do solo (Liu et al., 2018).

Fertilizantes orgânicos (i.e., compostos, estercos, lodos, organominerais) funcionam como uma bomba de energia e nutrientes para os microrganismos do solo, aumentando biomassa, diversidade e atividade enzimática. Grande parte do C estável no solo não é resíduo de planta intacto, mas necromassa microbiana (restos de células, paredes, proteínas) estabilizada em agregados e em superfícies minerais (Cui et al., 2023). A fertilização orgânica pode expressar todo o seu potencial de sequestro de C e melhoria da qualidade da MO quando inserido em agricultura conservacionista: plantio direto, rotação/consórcio e, em especial, uso de braquiárias (Urochloa) como plantas de cobertura (Silva, 2026).

Nesse contexto, os benefícios da fertilização orgânica em sistemas conservacionistas não se restringem ao acúmulo de C no solo, mas se estendem à melhoria dos atributos químicos e à eficiência do uso de nutrientes, criando a base funcional para ganhos agronômicos consistentes. Aumentar MO via adubação orgânica e manejo conservacionista conecta química do solo diretamente com produtividade, estabilidade de safra e qualidade do alimento no prato (Figura1). A MO atua como “esponja química” melhorando a CTC, reduzindo a lixiviação e sustentando a liberação gradual de N, P, K, o que se traduz em maior crescimento e rendimento de culturas (Salo et al., 2025; Xing et al., 2025).

Figura 1. Dinâmica do estoque de C no solo e sua relação com práticas de manejo sustentável e mitigação de gases do efeito estufa.

Embora uma prática sustentável, a substituição completa de fertilizantes minerais por fontes orgânicas apresenta incertezas quanto ao balanço líquido de gases do efeito estufa (GEE), reflexo do equilíbrio delicado entre o acúmulo de C no solo e as emissões resultantes (Liu et al., 2025). O benefício do uso dos fertilizantes orgânicos reside no balanço global do sistema, impulsionado pelo sequestro de C no solo e redução da dependência de fertilizantes nitrogenados minerais, reduzindo ainda mais as emissões de GEE provenientes da produção desses fertilizantes (Smith et al., 2020 ).

A substituição parcial de fertilizantes nitrogenados sintéticos por fertilizantes orgânicos pode ser uma estratégia para diminuir a emissão de N₂O (um dos GEE) no campo e, aumentar o C orgânico do solo e a produtividade no sistema de cultivo (Fan et al., 2023). Em milho, a substituição parcial com fontes orgânicas elevou o sequestro de C no solo e reduziu o balanço de GEE em até 24% em relação a adubação convencional, transformando o sistema em um sumidouro líquido de C quando considerado por área e por produto (Liu et al., 2025).

Dinâmica biogeoquímica do C, ciclagem de nutrientes e desafios para a sustentabilidade dos fertilizantes de matriz orgânica

A aplicação de fertilizantes de matriz orgânica influencia de forma significativa a dinâmica biogeoquímica do solo, especialmente no que se refere à ciclagem de nutrientes e à atividade microbiana (Kuzyakov e Blagodatskaya, 2015). A adição de MO pode estimular a microbiota do solo, promovendo o chamado efeito priming positivo, no qual a decomposição de frações mais lábeis de C acelera a mineralização de nutrientes previamente estabilizados na MO nativa do solo (Kuzyakov, 2010). Esse processo aumenta a disponibilidade de nutrientes às plantas, contribuindo para incrementos de produtividade e para a segurança alimentar, particularmente em sistemas agrícolas tropicais de baixa fertilidade natural (Nogueira et al., 2023).

Apesar dos avanços no entendimento dos efeitos dos fertilizantes orgânicos sobre os estoques de C no solo, a maioria dos estudos ainda se concentra nas camadas superficiais, geralmente limitadas aos primeiros 20 ou 30 cm de profundidade (Poeplau e Don, 2015). Espécies utilizadas como plantas de cobertura, quando adequadamente nutridas, podem explorar camadas subsuperficiais, promovendo a incorporação de C em profundidades superiores a um metro, onde o C tende a apresentar maior estabilidade temporal (Poeplau e Don, 2015).

Considerações finais

Os fertilizantes de base orgânica configuram-se como insumos estratégicos para a construção de sistemas produtivos mais resilientes, eficientes e ambientalmente sustentáveis,
especialmente em solos de regiões tropicais, caracterizados por sua baixa fertilidade natural.
Evidências científicas demonstram que a utilização de fontes orgânicas promove melhorias consistentes na saúde do solo, refletidas em avanços significativos nos atributos físicos, químicos e biológicos, com destaque para a estabilização e o aumento dos estoques de carbono.

Esse conjunto de benefícios resulta em maior eficiência no uso de nutrientes, fortalecendo a sustentabilidade dos sistemas agrícolas e contribuindo diretamente para o aumento da segurança alimentar. Ademais, sistemas produtivos mais eficientes e equilibrados tendem a reduzir as
emissões de gases de efeito estufa, posicionando a agricultura tropical como um importante vetor na mitigação das mudanças climáticas.

O uso de fertilizantes orgânicos emerge não apenas como uma alternativa viável, mas como uma estratégia fundamental para o futuro dos agroecossistemas tropicais. Contudo, torna-se
imprescindível o avanço contínuo das pesquisas científicas, sobretudo aquelas voltadas à avaliação dos efeitos de longo prazo e à interação desses insumos com diferentes sistemas de manejo e
produção, visando consolidar práticas agrícolas verdadeiramente sustentáveis.