Use of Microalgae for the Development of Biofertilizers and Biostimulants

Resumo

O uso de fertilizantes químicos na agricultura traz problemas para a saúde do solo e do meio ambiente. Biofertilizantes e bioestimulantes de microalgas surgem como uma alternativa para reduzir esses danos. Este estudo teve como objetivo entender como as microalgas são inseridas no processo de desenvolvimento de biofertilizantes/bioestimulantes. Foi realizada uma pesquisa de artigos científicos nas bases de dados Scopus e Web of Science, que resultou em 87 estudos relevantes. Ao analisar esses artigos, foi possível estruturar esta revisão para compreender como os biofertilizantes e bioestimulantes de microalgas atuam nas plantas. O objetivo do biofertilizante de microalgas é adicionar nutrientes ao solo. O uso de águas residuais para o crescimento de microalgas torna o processo menos oneroso e é uma alternativa de tratamento. Meios de cultura com níveis mais elevados de nitrogênio e microalgas que removem níveis mais elevados de nitrato resultam em biomassa com níveis mais elevados de proteína. Os bioestimulantes de microalgas estão associados a compostos que podem estimular o crescimento das plantas. Esses compostos podem promover a atividade enzimática e antifúngica, agir de forma semelhante aos fitohormônios e participar da síntese de proteínas e aminoácidos nas plantas. Os biofertilizantes/bioestimulantes de microalgas podem fazer parte de conceitos integrados de biorrefinaria. A integração da produção desses produtos com o desenvolvimento de biocombustíveis aumenta a viabilidade econômica desses bioprodutos. Embora se fale muito sobre o uso de biorrefinarias, há poucos estudos sobre a aplicação eficaz desse conceito com o uso de biomassa de microalgas. Uma análise aprofundada do mecanismo de ação das microalgas no desenvolvimento de bioprodutos para a agricultura pode tornar o processo mais vantajoso economicamente e sustentável.

Abstract

The use of chemical fertilizers in agriculture poses problems for the health of the soil and the environment. Biofertilizers and microalgal biostimulants emerge as an alternative to reduce these damages. This study aimed to understand how microalgae are inserted in the process of developing biofertilizers/biostimulants. A search for research articles was carried out in the Scopus and Web of Science databases and resulted in 87 relevant studies. By analyzing these articles, it was possible to structure this review to understand how microalgal biofertilizers and biostimulants act on plants. The purpose of microalgal biofertilizer is to add nutrients to the soil. The use of wastewater for microalgal growth makes the process less costly and is a treatment alternative. Culture media with higher levels of nitrogen, and microalgae that remove higher levels of nitrate result in biomass with higher levels of protein. Microalgal biostimulants are associated with compounds that can encourage plant growth. These compounds can promote enzymatic and antifungal activity, act similarly to phytohormones, and participate in the synthesis of proteins and amino acids in plants. Microalgal biofertilizers/biostimulants can be part of integrated biorefinery concepts. The integration of the production of these products with the development of biofuels increases the economic viability of these bioproducts. Even though there is a lot of talk about the use of biorefineries, there are few studies on the effective application of this concept with the use of microalgal biomass. An in-depth analysis of the mechanism of action of microalgae in the development of bioproducts for agriculture can make the process more economically advantageous and sustainable.