Situating the discourse of recycled nutrient fertilizers in circular economy principles for sustainable agriculture

Resumo

Esta mini-revisão explora a integração de fertilizantes de nutrientes reciclados (FNRs) em práticas para a agricultura sustentável dentro da estrutura da economia circular. Os desequilíbrios regionais de nutrientes desafiam a eficiência da implementação da reciclagem de nutrientes e as preocupações sobre contaminantes, como elementos potencialmente tóxicos, microplásticos e genes de resistência a antibióticos, dificultam a adoção de FNRs. Esta revisão examina as dimensões tecnológicas, ambientais, econômicas e políticas da reciclagem de nutrientes, destacando como essas práticas se alinham com os princípios da economia circular para promover a eficiência de recursos, a redução de resíduos e a redução do impacto ambiental. A revisão ressalta a importância da viabilidade econômica, políticas de apoio e percepção pública para facilitar a adoção de FNRs. Inovações tecnológicas como precipitação de estruvita e produção de biochar mostram promessa, mas enfrentam desafios como altos custos e riscos de contaminação. Estruturas de políticas eficazes e engajamento das partes interessadas são cruciais para uma aceitação mais ampla. Esta revisão interdisciplinar extrai insights da ciência ambiental, economia e engenharia agrícola, contribuindo para uma compreensão abrangente de como os FNRs podem melhorar as práticas agrícolas sustentáveis. Os achados sugerem que a inovação tecnológica contínua, o gerenciamento eficaz da contaminação, políticas de apoio e incentivos de mercado, combinados com a educação das partes interessadas sobre os benefícios e a segurança dos FNRs, podem melhorar significativamente a percepção e a adoção pública. Juntos, esses fatores podem contribuir substancialmente para a construção de um sistema agrícola mais sustentável e resiliente.

Abstract

This mini review explores the integration of recycled nutrient fertilizers (RNFs) into practices for sustainable agriculture within the circular economy framework. Regional nutrient imbalances challenge the efficiency of implementing nutrient recycling and concerns about contaminants such as potentially toxic elements, microplastics, and antibiotic resistance genes hinder the adoption of RNFs. This review examines the technological, environmental, economic, and policy dimensions of nutrient recycling, highlighting how these practices align with circular economy principles to promote resource efficiency, waste reduction and reduced environmental impact. The review underscores the importance of economic feasibility, supportive policies, and public perception in facilitating RNF adoption. Technological innovations like struvite precipitation and biochar production show promise but face challenges such as high costs and contamination risks. Effective policy frameworks and stakeholder engagement are crucial for broader acceptance. This interdisciplinary review draws insights from environmental science, economics, and agricultural engineering, contributing to a comprehensive understanding of how RNFs can enhance sustainable agricultural practices. The findings suggest that continued technological innovation, effective contamination management, supportive policies, and market incentives, combined with stakeholder education on the benefits and safety of RNFs, can significantly improve public perception and adoption. Together, these factors can contribute substantially to building a more sustainable and resilient agricultural system.