La labranza reducida del suelo es un medio poderoso para mitigar la degradación del suelo. Sin embargo, en climas áridos, las tecnologías de siembra directa sin labranza a menudo resultan en una disminución del rendimiento debido a la falta de humedad del suelo y nutrición mineral. La producción de trigo de invierno sin riego utilizando siembra directa y fertilización diversificada en el sur de Kazajstán fue estudiada en 2019-2020. Se estudiaron ocho tratamientos a escala de campo utilizando fertilizantes de nitrógeno y fósforo para los parámetros biométricos del trigo de invierno. Se evaluó la rentabilidad económica de las enmiendas utilizadas. El suelo logró acumular humedad productiva para satisfacer las necesidades de las plantas durante la formación de órganos productivos. El uso de fertilizante de fósforo en siembra directa aceleró la maduración del grano, y la combinación de fertilizante de fósforo y nitrógeno alargó la temporada de crecimiento. El costo de producción más alto de 1 tonelada de grano fue en las parcelas que no recibieron enmiendas, y el costo más bajo fue en el tratamiento con el uso de estimulantes del crecimiento de las plantas junto con fertilizante de micronutrientes. Por primera vez, la optimización del régimen nutricional del suelo con consideración de las demandas biológicas y fenológicas permitió el equilibrio de la nutrición de las plantas y la eficiencia de costos de la producción de grano con siembra directa de trigo de invierno en condiciones secas en el sur de Kazajstán.