ІНТЕГРОВАНІ СИСТЕМИ ДОБРИВ І БІОДОБРИВ: РИНКОВІ ТРЕНДИ, ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИКЛИКИ ТА МАЙБУТНІ ПЕРСПЕКТИВИ: управління живленням ґрунту; формуляція біодобрив; сталe сільське господарство
The global synthetic fertilizer market, valued at approximately USD 200 billion in 2024, faces declining marginal returns despite increasing application rates. Concurrently, the biofertilizer market is projected to expand from USD 1.4 billion (2024) to USD 2.8 billion by 2030 (CAGR ~13 %). Integrate...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/543 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Agriciltural microbiology |
Institution
Agriciltural microbiology| _version_ | 1859872684459950080 |
|---|---|
| author | Яковенко, Д. О. Болоховська, В. А. Хоменко, Т. О. Болоховський, В. В. Кузьмич, В. І. Янсе, Л. А. Бородай, В. В. |
| author_facet | Яковенко, Д. О. Болоховська, В. А. Хоменко, Т. О. Болоховський, В. В. Кузьмич, В. І. Янсе, Л. А. Бородай, В. В. |
| author_sort | Яковенко, Д. О. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-03-16T05:26:50Z |
| description | The global synthetic fertilizer market, valued at approximately USD 200 billion in 2024, faces declining marginal returns despite increasing application rates. Concurrently, the biofertilizer market is projected to expand from USD 1.4 billion (2024) to USD 2.8 billion by 2030 (CAGR ~13 %). Integrated nutrient management systems combining mineral fertilizers with microbial inoculants represent an emerging technological frontier aimed at improving nutrient use efficiency, environmental sustainability, and soil health restoration. This review critically examines market dynamics, technological innovations, and practical challenges in developing integrated fertilizer-biofertilizer products, with a specific focus on microbial coating technologies for granular and liquid fertilizers. A comprehensive literature review covering 2020–2025, analyzing peer-reviewed publications, market reports, and field trial data from commercial applications was conducted. Search strategies employed multiple databases focusing on phosphate-solubilizing bacteria, nitrogen-fixing microorganisms, coating technologies, and integrated nutrient management systems. Phosphate-solubilizing bacteria (PSB) demonstrate consistent field efficacy, increasing wheat yields by 14–85 % while enhancing soil available phosphorus up to 33 %. Meta-analyses confirm biofertilizer yield increases of approximately 10–40 % across diverse crops and environments. Granular fertilizers coated with microbial inoculants through post-granulation spray coating at 2–5 L·t–1 achieve microbial densities of 106–108 CFU g–1 with reported shelf-life stability exceeding 12 months. However, technological barriers persist: conventional  granulation processes involve temperatures (60–90 °C) that inactivate microorganisms, necessitating post-granulation application strategies. Liquid fertilizers create chemically aggressive environments (pH 7–10, high salinity) that are hostile to long-term microbial survival, though short-term tank-mix compatibility (2–8 hours) enables immediate field application. Recent advances include the use of biopolymer matrices (chitosan, xanthan gum), metal-phenolic networks, and industrial-scale spray-coating systems, which demonstrate commercial viability while maintaining cost-competitiveness. Integrated fertilizer-biofertilizer systems offer substantial potential for sustainable intensification, enabling 20–30 % reductions in synthetic fertilizer application without yield penalty. Commercial viability depends on resolving formulation stability challenges through advanced coating technologies while maintaining cost-competitiveness. The convergence of controlled-release fertilizer technology with microbial inoculant delivery represents a promising pathway for nextgeneration nutrient management systems, with projected market potential within this segment reaching USD 5–6 billion by 2030. |
| first_indexed | 2026-03-17T02:00:06Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.smic.in.ua:article-543 |
| institution | Agriciltural microbiology |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-17T02:00:06Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.smic.in.ua:article-5432026-03-16T05:26:50Z INTEGRATED FERTILIZER-BIOFERTILIZER SYSTEMS: MARKET TRENDS, TECHNOLOGICAL CHALLENGES AND FUTURE PERSPECTIVES ІНТЕГРОВАНІ СИСТЕМИ ДОБРИВ І БІОДОБРИВ: РИНКОВІ ТРЕНДИ, ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИКЛИКИ ТА МАЙБУТНІ ПЕРСПЕКТИВИ: управління живленням ґрунту; формуляція біодобрив; сталe сільське господарство Яковенко, Д. О. Болоховська, В. А. Хоменко, Т. О. Болоховський, В. В. Кузьмич, В. І. Янсе, Л. А. Бородай, В. В. soil nutrient management; biofertilizer formulation; sustainable agriculture управління живленням ґрунту; формуляція біодобрив; сталe сільське господарство The global synthetic fertilizer market, valued at approximately USD 200 billion in 2024, faces declining marginal returns despite increasing application rates. Concurrently, the biofertilizer market is projected to expand from USD 1.4 billion (2024) to USD 2.8 billion by 2030 (CAGR ~13 %). Integrated nutrient management systems combining mineral fertilizers with microbial inoculants represent an emerging technological frontier aimed at improving nutrient use efficiency, environmental sustainability, and soil health restoration. This review critically examines market dynamics, technological innovations, and practical challenges in developing integrated fertilizer-biofertilizer products, with a specific focus on microbial coating technologies for granular and liquid fertilizers. A comprehensive literature review covering 2020–2025, analyzing peer-reviewed publications, market reports, and field trial data from commercial applications was conducted. Search strategies employed multiple databases focusing on phosphate-solubilizing bacteria, nitrogen-fixing microorganisms, coating technologies, and integrated nutrient management systems. Phosphate-solubilizing bacteria (PSB) demonstrate consistent field efficacy, increasing wheat yields by 14–85 % while enhancing soil available phosphorus up to 33 %. Meta-analyses confirm biofertilizer yield increases of approximately 10–40 % across diverse crops and environments. Granular fertilizers coated with microbial inoculants through post-granulation spray coating at 2–5 L·t–1 achieve microbial densities of 106–108 CFU g–1 with reported shelf-life stability exceeding 12 months. However, technological barriers persist: conventional  granulation processes involve temperatures (60–90 °C) that inactivate microorganisms, necessitating post-granulation application strategies. Liquid fertilizers create chemically aggressive environments (pH 7–10, high salinity) that are hostile to long-term microbial survival, though short-term tank-mix compatibility (2–8 hours) enables immediate field application. Recent advances include the use of biopolymer matrices (chitosan, xanthan gum), metal-phenolic networks, and industrial-scale spray-coating systems, which demonstrate commercial viability while maintaining cost-competitiveness. Integrated fertilizer-biofertilizer systems offer substantial potential for sustainable intensification, enabling 20–30 % reductions in synthetic fertilizer application without yield penalty. Commercial viability depends on resolving formulation stability challenges through advanced coating technologies while maintaining cost-competitiveness. The convergence of controlled-release fertilizer technology with microbial inoculant delivery represents a promising pathway for nextgeneration nutrient management systems, with projected market potential within this segment reaching USD 5–6 billion by 2030. Світовий ринок синтетичних добрив, обсяг якого у 2024 році оцінюється приблизно у 200 млрд дол. США, стикається зі зниженням граничної віддачі, незважаючи на зростання норм внесення. Водночас ринок біодобрив, за прогнозами, зросте з 1,4 млрд дол. США у 2024 році до 2,8 млрд дол. США до 2030 року (CAGR ~13 %). Інтегровані системи живлення, що поєднують мінеральні добрива з мікробними інокулянтами, формують новий технологічний напрям, націлений на підвищення ефективності використання елементів живлення, екологічну сталість і відновлення ґрунтового здоров’я. У цьому огляді критично проаналізовано ринкову динаміку, технологічні інновації та практичні виклики, пов’язані з розробкою інтегрованих добрив, з особливим акцентом на технологіях мікробного покриття для гранульованих і рідких формуляцій. Було проведено систематичний огляд літератури за 2020–2025 роки із залученням рецензованих публікацій, ринкових звітів і даних польових випробувань із комерційного застосування. Пошукові стратегії охоплювали кілька баз даних і фокусувалися на фосфатмобілізувальних бактеріях, азотфіксаторах, технологіях покриття й системах інтегрованого живлення. Фосфатмобілізувальні бактерії (ФМБ) демонструють стабільну польову ефективність, забезпечуючи приріст урожайності пшениці на 14–85 % і підвищення доступного фосфору в ґрунті до 33 %. Метадані підтверджують підвищення врожайності на 10–40 % при застосуванні біодобрив на різних культурах і в різних умовах. Гранульовані добрива з мікробним покриттям, нанесеним методом постгрануляційного обприскування у дозі 2–5 л/т, забезпечують мікробне навантаження 106–108 КУО/г з терміном зберігання понад 12 місяців. Водночас зберігаються технологічні бар’єри: традиційні процеси грануляції проходять за температур 60–90 °C, що інактивує мікроорганізми, а це зумовлює необхідність постгрануляційного нанесення. Рідкі добрива створюють хімічно агресивне середовище (pH 7–10, висока осмолярність), несприятливе для довготривалого збереження мікроорганізмів, хоча короткочасна танково-змішувальна сумісність (2–8 годин) дозволяє їх польове застосування. Останні досягнення охоплюють використання біополімерних матриць Інтегровані системи добрив і біодобрив мають значний потенціал для стійкої інтенсифікації, даючи змогу скоротити використання синтетичних добрив на 20–30 % без втрати врожайності. Їхня комерційна життєздатність залежить від подолання викликів щодо стабільності формуляцій за допомогою сучасних технологій покриття при збереженні конкурентної вартості. Конвергенція технологій контрольованого вивільнення з доставкою мікробних інокулянтів є перспективним шляхом розвитку систем живлення нового покоління, ринковий потенціал яких до 2030 року оцінюється в межах 5–6 млрд доларів США. (хітозан, ксантанова камедь), металофенольних мереж і промислових систем обприскування, які довели комерційну життєздатність і зберігають цінову конкурентоспроможність. Institute of Agrocultural Microbiology and Agro-industrial Manufacture of NAAS of Ukraine 2025-09-10 Article Article Рецензована стаття application/pdf https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/543 Agricultural microbiology; Vol. 42 (2026): Agriciltural microbiology; 3-18 Сільськогосподарська мікробіологія; Том 42 (2026): Сільськогосподарська мікробіологія; 3-18 1997-3004 10.35868/1997-3004.42 en https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/543/611 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| spellingShingle | управління живленням ґрунту формуляція біодобрив сталe сільське господарство Яковенко, Д. О. Болоховська, В. А. Хоменко, Т. О. Болоховський, В. В. Кузьмич, В. І. Янсе, Л. А. Бородай, В. В. ІНТЕГРОВАНІ СИСТЕМИ ДОБРИВ І БІОДОБРИВ: РИНКОВІ ТРЕНДИ, ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИКЛИКИ ТА МАЙБУТНІ ПЕРСПЕКТИВИ: управління живленням ґрунту; формуляція біодобрив; сталe сільське господарство |
| title | ІНТЕГРОВАНІ СИСТЕМИ ДОБРИВ І БІОДОБРИВ: РИНКОВІ ТРЕНДИ, ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИКЛИКИ ТА МАЙБУТНІ ПЕРСПЕКТИВИ: управління живленням ґрунту; формуляція біодобрив; сталe сільське господарство |
| title_alt | INTEGRATED FERTILIZER-BIOFERTILIZER SYSTEMS: MARKET TRENDS, TECHNOLOGICAL CHALLENGES AND FUTURE PERSPECTIVES |
| title_full | ІНТЕГРОВАНІ СИСТЕМИ ДОБРИВ І БІОДОБРИВ: РИНКОВІ ТРЕНДИ, ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИКЛИКИ ТА МАЙБУТНІ ПЕРСПЕКТИВИ: управління живленням ґрунту; формуляція біодобрив; сталe сільське господарство |
| title_fullStr | ІНТЕГРОВАНІ СИСТЕМИ ДОБРИВ І БІОДОБРИВ: РИНКОВІ ТРЕНДИ, ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИКЛИКИ ТА МАЙБУТНІ ПЕРСПЕКТИВИ: управління живленням ґрунту; формуляція біодобрив; сталe сільське господарство |
| title_full_unstemmed | ІНТЕГРОВАНІ СИСТЕМИ ДОБРИВ І БІОДОБРИВ: РИНКОВІ ТРЕНДИ, ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИКЛИКИ ТА МАЙБУТНІ ПЕРСПЕКТИВИ: управління живленням ґрунту; формуляція біодобрив; сталe сільське господарство |
| title_short | ІНТЕГРОВАНІ СИСТЕМИ ДОБРИВ І БІОДОБРИВ: РИНКОВІ ТРЕНДИ, ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИКЛИКИ ТА МАЙБУТНІ ПЕРСПЕКТИВИ: управління живленням ґрунту; формуляція біодобрив; сталe сільське господарство |
| title_sort | інтегровані системи добрив і біодобрив: ринкові тренди, технологічні виклики та майбутні перспективи: управління живленням ґрунту; формуляція біодобрив; сталe сільське господарство |
| topic | управління живленням ґрунту формуляція біодобрив сталe сільське господарство |
| topic_facet | soil nutrient management biofertilizer formulation sustainable agriculture управління живленням ґрунту формуляція біодобрив сталe сільське господарство |
| url | https://smic.in.ua/index.php/journal/article/view/543 |
| work_keys_str_mv | AT âkovenkodo integratedfertilizerbiofertilizersystemsmarkettrendstechnologicalchallengesandfutureperspectives AT bolohovsʹkava integratedfertilizerbiofertilizersystemsmarkettrendstechnologicalchallengesandfutureperspectives AT homenkoto integratedfertilizerbiofertilizersystemsmarkettrendstechnologicalchallengesandfutureperspectives AT bolohovsʹkijvv integratedfertilizerbiofertilizersystemsmarkettrendstechnologicalchallengesandfutureperspectives AT kuzʹmičví integratedfertilizerbiofertilizersystemsmarkettrendstechnologicalchallengesandfutureperspectives AT ânsela integratedfertilizerbiofertilizersystemsmarkettrendstechnologicalchallengesandfutureperspectives AT borodajvv integratedfertilizerbiofertilizersystemsmarkettrendstechnologicalchallengesandfutureperspectives AT âkovenkodo íntegrovanísistemidobrivíbíodobrivrinkovítrenditehnologíčníviklikitamajbutníperspektiviupravlínnâživlennâmgruntuformulâcíâbíodobrivstalesílʹsʹkegospodarstvo AT bolohovsʹkava íntegrovanísistemidobrivíbíodobrivrinkovítrenditehnologíčníviklikitamajbutníperspektiviupravlínnâživlennâmgruntuformulâcíâbíodobrivstalesílʹsʹkegospodarstvo AT homenkoto íntegrovanísistemidobrivíbíodobrivrinkovítrenditehnologíčníviklikitamajbutníperspektiviupravlínnâživlennâmgruntuformulâcíâbíodobrivstalesílʹsʹkegospodarstvo AT bolohovsʹkijvv íntegrovanísistemidobrivíbíodobrivrinkovítrenditehnologíčníviklikitamajbutníperspektiviupravlínnâživlennâmgruntuformulâcíâbíodobrivstalesílʹsʹkegospodarstvo AT kuzʹmičví íntegrovanísistemidobrivíbíodobrivrinkovítrenditehnologíčníviklikitamajbutníperspektiviupravlínnâživlennâmgruntuformulâcíâbíodobrivstalesílʹsʹkegospodarstvo AT ânsela íntegrovanísistemidobrivíbíodobrivrinkovítrenditehnologíčníviklikitamajbutníperspektiviupravlínnâživlennâmgruntuformulâcíâbíodobrivstalesílʹsʹkegospodarstvo AT borodajvv íntegrovanísistemidobrivíbíodobrivrinkovítrenditehnologíčníviklikitamajbutníperspektiviupravlínnâživlennâmgruntuformulâcíâbíodobrivstalesílʹsʹkegospodarstvo |