Organic fertilizers synthesized from domestic food waste: A green sustainable approach – A review

Resumo

A crescente necessidade de soluções sustentáveis para a gestão de resíduos alimentares domésticos tem levado a um interesse crescente em sua conversão em fertilizantes orgânicos—uma estratégia ambientalmente amigável que melhora a fertilidade do solo, a produtividade das culturas e a eficiência no uso de recursos—. Esta revisão apresenta avanços recentes na síntese, otimização e aplicação de fertilizantes orgânicos derivados de resíduos alimentares domésticos, enfatizando a engenharia microbiana, as tecnologias de produção e a integração com os princípios da economia circular. Grupos microbianos chave, incluindo organismos fixadores de nitrogênio, solubilizadores de fosfato e mobilizadores de potássio, foram modificados pela engenharia para melhorar a disponibilidade de nutrientes e a resiliência das culturas sob condições ambientais variáveis. Adicionalmente, a incorporação de automação, inteligência artificial e sistemas de monitoramento baseados em IoT melhorou significativamente a eficiência e escalabilidade da produção. A revisão também destaca o papel crítico dos quadros políticos na promoção da adoção, incluindo padrões regulatórios, leis de desvio de aterros e incentivos financeiros. Baseando-se em uma ampla gama de literatura científica, relatórios técnicos e análises de políticas, o artigo apresenta uma visão holística da cadeia de valor dos fertilizantes orgânicos, incluindo garantia de qualidade, segurança e envolvimento das partes interessadas. Embora os fertilizantes orgânicos derivados de resíduos alimentares domésticos demonstrem potencial considerável para avançar a agricultura sustentável, sua adoção generalizada exigirá investimento contínuo em pesquisa, governança de apoio, capacitação e educação pública para enfrentar desafios técnicos, regulatórios e sociais.

Abstract

The increasing need for sustainable solutions to domestic food waste management has led to growing interest in its conversion into organic fertilizers—an environmentally friendly strategy that enhances soil fertility, crop productivity, and resource efficiency. This review presents recent advancements in the synthesis, optimization, and application of organic fertilizers derived from domestic food waste, emphasizing microbial engineering, production technologies, and integration with circular economy principles. Key microbial groups, including nitrogen-fixing, phosphate-solubilizing, and potassium-mobilizing organisms, have been engineered to improve nutrient availability and crop resilience under variable environmental conditions. Additionally, the incorporation of automation, artificial intelligence, and IoT-based monitoring systems has significantly improved production efficiency and scalability. The review also highlights the critical role of policy frameworks in promoting adoption, including regulatory standards, landfill diversion laws, and financial incentives. Drawing from a wide range of scientific literature, technical reports, and policy analyses, the paper presents a holistic view of the organic fertilizer value chain, including quality assurance, safety, and stakeholder engagement. While domestic food waste-derived organic fertilizers demonstrate considerable potential for advancing sustainable agriculture, their widespread adoption will require continued investment in research, supportive governance, capacity building, and public education to address technical, regulatory, and social challenges.