The proper disposal of sewage sludge (SS) is one of the great challenges for the sustainability of modern society. This material is a rich source of organic matter and nutrients for plants. However, its use in agriculture is associated with high concentrations of heavy metals such as Zn and Ni, at levels that may make its application in the soil unfeasible. In this sense, the use of SS in the synthesis of organomineral fertilizers (SS-OMF) is a promising strategy that allows aligning the proper disposal of SS with improvements in soil fertility and reduction of dependence on mineral fertilizers (MFs), mainly in tropical agriculture. Our objective was to explore the effects of an SS-OMF formulation on soil-plant-microorganisms and to understand possible synergistic and inhibitory effects of the mineral and organic mixture on tropical agroecosystems. A critical literature review based on bibliometric analysis was carried out to understand the state of the art on SS-OMFs between 2012-2023, potentialities, and gaps regarding its synthesis and use as an alternative to the exclusive use of SS in crops. Tropical agriculture has great potential for using this fertilizer, in Brazil, due to the presence of weathered soils, with low levels of organic matter and micronutrients, which demand large amounts of external inputs. Then, we proposed the synthesis and characterization of an SS-OMF 4-8-8 in three physical forms (powder, granule, and pellet) and evaluated its agronomic potential and environmental safety. The final product obtained was free of pathogenic agents, had safe levels of heavy metals, and met the requirements established by legislation for agricultural use. A field study was carried out in which the SS-OMF, in the three physical forms, was applied at two rates (70% and 100% of the P₂O₅ soybean requirement) and compared to an MF in a soybean maize off-season succession system in no-tillage in the Brazilian Cerrado area. Compared to SS, the application rate of SS-OMF is 3.5 times lower, due to the higher concentration of nutrients, which favors transport operations and application in the field. Our main findings indicate that, in the first year of application in soybeans, SS-OMF favors plant nodulation, mainly granules, and pellets, compared to the use of powder and MF. Regardless of the physical form, agronomic responses, heavy metal contents in soil-plant, and effects on soil quality bioindicators were equivalent between SS-OMF and MF, both for soybean and maize. The residual effect on maize off-season was greater with the use of an equivalent rate to MF, with the pellet's physical form being interesting. We believe that this holistic approach encourages sustainable management strategies in tropical agriculture, combining environmental sustainability and productivity gains.

A disposição adequada de lodo de esgoto (LE) é um dos grandes desafios para a sustentabilidade da sociedade moderna. Este material é rica fonte de matéria orgânica e nutrientes para as plantas. Contudo, seu uso na agricultura está associado a elevadas concentrações de metais pesados como Zn e Ni, em níveis que podem inviabilizar sua aplicação no solo. Nesse sentido, o uso de LE na síntese de fertilizantes organominerais (FOM-LE) é uma estratégia promissora que permite alinhar o descarte adequado de LE às melhorias na fertilidade dos solos e redução da dependência por fertilizantes minerais (FMs), principalmente na agricultura tropical. Nosso objetivo foi explorar os efeitos de uma formulação FOM-LE em solo-planta-microrganismos, a fim de compreender possíveis efeitos sinérgicos e inibitórios da mistura mineral e orgânica sobre agroecossistemas tropicais. Uma revisão crítica de literatura baseada em análise bibliométrica foi realizada para compreender o estado da arte sobre FOM-LEs entre 2012-2023, potencialidades e lacunas sobre a sua síntese e utilização como alternativa ao uso exclusivo de LE em cultivos. A agricultura tropical tem grande potencial para utilização deste fertilizante, como o Brasil, devido a presença de solos intemperizados, com baixos teores de matéria orgânica e micronutrientes, os quais demandam grandes quantidades de insumos externos. Em seguida, propusemos a síntese e caracterização de um FOM-LE 4-8-8 em três formas físicas (farelo, grânulo e pellet) e avaliamos o seu potencial agronômico e segurança ambiental. O produto final obtido foi livre de agentes patogênicos, teores seguros de metais pesados, e atendeu aos requisitos estabelecidos pela legislação para uso agrícola. Um estudo de campo foi elaborado no qual o FOM-LE, nas três formas físicas, foi aplicado em duas doses (70% e 100% da necessidade da soja de P₂O₅) e comparado a um FM, em sistema de sucessão soja-milho safrinha em plantio direto em área de Cerrado brasileiro. Comparado ao LE, a dose de aplicação de FOM-LE é 3,5 vezes menor, devido a maior concentração de nutrientes, o que favorece operações de transporte e aplicação no campo. Nossos principais achados indicam que, no primeiro ano de aplicação na soja, o FOM-LE favorece a nodulação das plantas, principalmente grânulo e pellet, comparado ao uso de FM. Independentemente da forma física, respostas agronômicas, teores de metais pesados em solo-planta e efeitos sobre bioindicadores de qualidade do solo, foram equivalentes entre FOM-LE e FM, tanto para soja quanto para o milho safrinha. O efeito residual no milho safrinha foi maior com o uso de dose equivalente ao FM, sendo interessante a forma física peletizada. Nós acreditamos que essa abordagem holística encoraja estratégias sustentáveis de manejo na agricultura tropical, combinando sustentabilidade ambiental e ganhos produtivos.