Precision Agriculture Techniques for Optimizing Chemical Fertilizer Use and Environmental Sustainability: A Systematic Review

Resumo

As técnicas de agricultura de precisão (AP) são fundamentais para otimizar o uso de fertilizantes químicos na agricultura moderna. No entanto, ainda falta uma síntese abrangente sobre sua eficácia na melhoria do manejo de nutrientes e na redução dos impactos ambientais. Esta revisão sistemática, conduzida conforme as diretrizes PRISMA, analisa evidências globais para avaliar o papel da AP na melhoria das práticas de aplicação de fertilizantes. A análise de 51 estudos revisados por pares revela que a AP melhora significativamente a eficiência no uso de nutrientes e os rendimentos das culturas. Especificamente, 37,25% dos estudos destacam inovações tecnológicas impulsionadas pela AP, enquanto 29,41% documentam melhorias significativas no manejo de nutrientes. Esses achados confirmam que a AP promove o uso sustentável de fertilizantes e reduz a pegada ambiental. Para que seus benefícios sejam plenamente realizados, é necessário que formuladores de políticas enfrentem desafios como barreiras de custo, falta de conhecimento técnico e limitações de infraestrutura.

Abstract

Precision agriculture (PA) techniques are critical for optimizing chemical fertilizer use in modern farming. However, a comprehensive synthesis of their effectiveness in enhancing nutrient management and reducing environmental impacts is lacking. This systematic review, following Preferred Reporting Items for Systematic reviews and Meta-Analyses (PRISMA) guidelines, analyzes global evidence to evaluate PA’s role in improving fertilizer application practices. Our analysis of 51 peer-reviewed studies reveals that PA significantly enhances nutrient use efficiency and crop yields. Specifically, 37.25% of studies highlight PA-driven technological innovations, while 29.41% document major improvements in nutrient management. These findings confirm that PA promotes sustainable fertilizer utilization and reduces environmental footprints. To realize its full benefits, policymakers must address key challenges to widespread adoption, such as cost barriers, lack of technical expertise, and infrastructure limitations.