A aplicação de inoculantes microbianos (biofertilizantes) é uma tecnologia promissora para futuros sistemas agrícolas sustentáveis, tendo em vista a rápida diminuição das reservas de fósforo e a necessidade de usar mais eficientemente o nitrogênio (N) disponível. Vários táxons microbianos são atualmente utilizados como biofertilizantes, com base em sua capacidade de acessar nutrientes de fertilizantes e estoques do solo, fixar nitrogênio atmosférico, melhorar a absorção de água ou atuar como agentes de biocontrole. Apesar da existência de um conhecimento considerável sobre os efeitos de táxons específicos de biofertilizantes, ainda não existia uma avaliação quantitativa abrangente do desempenho de biofertilizantes com diferentes características, como solubilização de fósforo e fixação de N, aplicados a várias culturas em escala global. Conduzimos uma meta-análise para quantificar os benefícios dos biofertilizantes em termos de aumento de produtividade, eficiência de uso de nitrogênio e fósforo, com base em 171 publicações revisadas por pares que atenderam aos critérios de elegibilidade. As principais descobertas são: (i) a superioridade do desempenho dos biofertilizantes em climas secos em relação a outras regiões climáticas (resposta de produtividade: clima seco +20,0 ± 1,7%, clima tropical +14,9 ± 1,2%, clima oceânico +10,0 ± 3,7%, clima continental +8,5 ± 2,4%); (ii) análises de metarregressão revelaram que a resposta de produtividade devido à aplicação de biofertilizante foi geralmente pequena em níveis baixos de P no solo; a eficácia aumentou em níveis mais altos de P no solo na ordem: fungos micorrízicos arbusculares (FMA), solubilizadores de P e fixadores de N; (iii) as metarregressões mostraram que o sucesso da inoculação com FMA foi maior em baixo teor de matéria orgânica e em pH neutro. Nossa análise abrangente fornece uma base e orientação para a escolha e aplicação adequadas de biofertilizantes.
The application of microbial inoculants (biofertilizers) is a promising technology for future sustainable farming systems in view of rapidly decreasing phosphorus stocks and the need to more efficiently use available nitrogen (N). Various microbial taxa are currently used as biofertilizers, based on their capacity to access nutrients from fertilizers and soil stocks, to fix atmospheric nitrogen, to improve water uptake or to act as biocontrol agents. Despite the existence of a considerable knowledge on effects of specific taxa of biofertilizers, a comprehensive quantitative assessment of the performance of biofertilizers with different traits such as phosphorus solubilization and N fixation applied to various crops at a global scale is missing. We conducted a meta-analysis to quantify benefits of biofertilizers in terms of yield increase, nitrogen and phosphorus use efficiency, based on 171 peer reviewed publications that met eligibility criteria. Major findings are: (i) the superiority of biofertilizer performance in dry climates over other climatic regions (yield response: dry climate +20.0 ± 1.7%, tropical climate +14.9 ± 1.2%, oceanic climate +10.0 ± 3.7%, continental climate +8.5 ± 2.4%); (ii) meta-regression analyses revealed that yield response due to biofertilizer application was generally small at low soil P levels; efficacy increased along higher soil P levels in the order arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), P solubilizers, and N fixers; (iii) meta-regressions showed that the success of inoculation with AMF was greater at low organic matter content and at neutral pH. Our comprehensive analysis provides a basis and guidance for proper choice and application of biofertilizers.