Role of Biostimulants in Sustainable Soybean (Glycine max L.) Production: A Systematic Review

Resumo

Esta revisão sistemática avalia e sintetiza criticamente as evidências atuais sobre a eficácia de bioestimulantes no aumento da produtividade e qualidade das sementes de soja. Uma busca abrangente na literatura foi conduzida seguindo a abordagem PRISMA usando a base de dados Web of Science (WoS), focando em estudos revisados por pares de 2014 a 2025 que relatassem os efeitos de bioestimulantes aplicados isoladamente ou em combinação com outros insumos agrícolas no desempenho da soja. Mais de 500 publicações foram recuperadas da base de dados, das quais 72 foram incluídas nesta revisão. Os dados extraídos foram usados para calcular mudanças na produtividade (kg ha⁻¹), aumento percentual de produtividade (%), teor de óleo (%) e concentração de proteína (%). Nossa síntese demonstrou que a aplicação isolada de bioestimulantes, incluindo extratos de algas, ácidos húmicos, aminoácidos e microrganismos benéficos (Bradyrhizobium, RPCP, FMA), aumentou consistentemente a produtividade da soja em 4% a 65%, enquanto sua interação com outros insumos agrícolas mostrou-se capaz de aumentar a produtividade em mais de 150% sob condições de estresse abiótico, indicando fortes efeitos sinérgicos. Essas melhorias são mediadas por vários mecanismos fisiológicos, como maior absorção de nutrientes, melhor crescimento radicular, aumento da eficiência fotossintética e maior tolerância ao estresse. Além disso, a aplicação de bioestimulantes afeta positivamente a qualidade das sementes, aumentando o teor de óleo e proteína em 0,4–5,5% e 0,5–7,3%, respectivamente, otimizando as relações fonte-dreno e as vias metabólicas. No geral, os maiores benefícios são frequentemente observados por meio de combinações sinérgicas de bioestimulantes entre si ou com doses reduzidas de fertilizantes minerais, destacando um caminho promissor para a intensificação sustentável das culturas em sistemas de soja.

Abstract

This systematic review critically evaluates and synthesizes current evidence on the efficacy of biostimulants in enhancing soybean seed yield and quality. A comprehensive literature search was conducted following the PRISMA approach using the Web of Science (WoS) database, focusing on peer-reviewed studies from 2014 to 2025 reporting on the effects of biostimulants applied alone or in combination with other agro-inputs on soybean performance. Over 500 publications were retrieved from the database, of which 72 were included in this review. Extracted data were used to calculate changes in yield (kg ha−1), percentage yield increase (%), oil content (%), and protein concentration (%). Our synthesis demonstrated that the sole application of biostimulants, including seaweed extracts, humic acids, amino acids, and beneficial microbes (Bradyrhizobium, PGPR, AMF), consistently enhanced soybean yield by 4% to 65%, while their interaction with other agro-inputs was shown to be capable of increasing yield by more than 150% under abiotic stress conditions, indicating strong synergistic effects. These improvements are mediated through various physiological mechanisms such as enhanced nutrient uptake, improved root growth, increased photosynthetic efficiency, and elevated stress tolerance. Furthermore, biostimulant application positively affects seed quality, increasing oil and protein content by 0.4–5.5% and 0.5–7.3%, respectively, by optimizing source–sink relationships and metabolic pathways. Overall, the greatest benefits are frequently observed through synergistic combinations of biostimulants with one another or with reduced rates of mineral fertilizers, highlighting a promising pathway toward sustainable crop intensification in soybean systems.