Soil microbial inoculants for sustainable agriculture: Limitations and opportunities

  • M. O'Callaghan
  • R. A. Ballard
  • D. Wright
2022 - Soil Use and Management
Palavras-chave: Biopesticida, biofertilizante, microrganismos promotores do crescimento vegetal, fixação de nitrogênio, fosfato, solubilização, microbioma do solo, consórcios microbianos
Termos de indexação: Formulação de produtos, mercado, rizóbios, microbiologia, nutrição, biocontrole
 

Resumo

O crescente mercado global de inoculantes microbianos do solo para uso na agricultura está sendo impulsionado pela pressão para aumentar a produção agrícola sustentável, manejando pragas e doenças sem impactos ambientais. Os inoculantes microbianos, baseados predominantemente em bactérias e fungos, são aplicados ao solo como alternativas aos fertilizantes inorgânicos convencionais (biofertilizantes) ou para realizar funções específicas, incluindo o biocontrole de pragas e doenças (biopesticidas), ou para biorremediação e melhoria das características do solo. Embora alguns inoculantes do solo, como os rizóbios, tenham um longo e bem-sucedido histórico de uso, outros apresentaram desempenho inconsistente em campo e não corresponderam à sua promessa sugerida por testes de laboratório. Uma compreensão mais precisa da ecologia e dos modos de ação das cepas de inoculantes é fundamental para otimizar sua eficácia e orientar seu uso direcionado a situações em que eles abordam as principais limitações à produção agrícola. Isso exigirá maior colaboração entre as disciplinas científicas, incluindo microbiologia, ciência vegetal e do solo, biologia molecular e agronomia. Os inoculantes devem ser produzidos e formulados para garantir seu estabelecimento eficaz no solo e a praticidade de implementação juntamente com as práticas agrícolas existentes. Novas abordagens para a seleção de cepas e construção de consórcios microbianos benéficos devem levar a produtos inoculantes mais eficazes. A avaliação de campo extensiva e rigorosa de inoculantes sob uma variedade de condições de solo e ambientais raramente foi realizada e é urgentemente necessária para validar os produtos inoculantes emergentes e apoiar a implementação bem-sucedida pelos agricultores, especialmente em um mercado que é atualmente pouco regulamentado.

 

Abstract

The burgeoning global market for soil microbial inoculants for use in agriculture is being driven by pressure to increase sustainable crop production by managing pests and diseases without environmental impacts. Microbial inoculants, based predominantly on bacteria and fungi, are applied to soil as alternatives to conventional inorganic fertilizers (biofertilizers) or to carry out specific functions including biocontrol of pests and diseases (biopesticides), or for bioremediation and enhancement of soil characteristics. While some soil inoculants such as rhizobia have a long and successful history of use, others have performed inconsistently in the field and failed to live up to their promise suggested by laboratory testing. A more precise understanding of the ecology and modes of action of inoculant strains is key to optimizing their efficacy and guiding their targeted use to situations where they address key limitations to crop production. This will require greater collaboration between science disciplines, including microbiology, plant and soil science, molecular biology and agronomy. Inoculants must be produced and formulated to ensure their effective establishment in the soil and practicality of implementation alongside existing cropping practices. New approaches to strain selection and construction of beneficial microbial consortia should lead to more efficacious inoculant products. Extensive and rigorous field evaluation of inoculants under a range of soil and environmental conditions has rarely been undertaken and is urgently needed to validate emerging inoculant products and underpin successful implementation by growers, especially in a market that is largely unregulated at present.

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