Effect of integrated plant nutrient management on indicators related to yield and productivity of spring barley (Hordéum vulgáre) under drought conditions in the growing season

Efecto del manejo integrado de nutrientes de las plantas en los indicadores relacionados con el rendimiento y la productividad de la cebada de primavera (Hordéum vulgáre) en condiciones de sequía en etapa de crecimiento

The agricultural production of the world is becoming increasingly vulnerable to extreme weather conditions, but adaptation to such conditions still suffers from a lack of integrated solutions and approaches that should cover relevant plant nutrition management issues, as well as technological mechanisms and tools. This study aimed to investigate the impact of fertilizer systems on yield indicators and the productivity of spring barley under arid growing conditions and determine the correlation between yield indicators and barley productivity to form a fertilization strategy for this crop under drought conditions. Two separate field experiments were conducted in 2018 in a small plot in six replications based on a long-term research field experiment on chernozem-type soil (black soil). As components of an integrated plant nutrient management system, the combined application of mineral fertilizers and stress protectors was used (for seed inoculation and foliar treatment), as well as the local application of mineral fertilizers at different depths (10-12 cm, 20-22 cm and at two depths simultaneously). The application of components of an integrated plant nutrient management system increased the chlorophyll content, leaf water content, and grain yield. These benefits of integrated fertilizer management led to significant improvement in grain yield. The maximum values of this indicator were noted for foliar treatment of plants by a stress protector at a rate of 1.0 L ha^-1 (once per growing season) or 0.5 L ha^-1 (twice per growing season) and for deep localization of mineral fertilizers (to a depth of 20-22 cm). The content of chlorophyll and bound water in the tissues of barley plants can be used as an indicator to determine the resistance of plants to arid growing conditions since these physiological characteristics are closely correlated with the yield of barley.

La producción agrícola del mundo se está volviendo cada vez más vulnerable a las condiciones climáticas extremas, pero la adaptación a tales condiciones todavía adolece de una falta de soluciones y enfoques integrados que deberían cubrir los problemas relevantes de gestión de la nutrición vegetal, así como los mecanismos y herramientas tecnológicos. El objetivo de este estudio fue investigar el impacto de los sistemas de fertilizantes en los indicadores de rendimiento y la productividad de la cebada de primavera en condiciones de crecimiento áridas y determinar la correlación entre los indicadores de rendimiento y la productividad de la cebada para formar una estrategia de fertilización de este cultivo en condiciones de sequía. En 2018 se llevaron a cabo dos experimentos de campo separados en parcelas pequeñas con seis repeticiones basadas en un experimento de campo de investigación a largo plazo en un suelo tipo chernozem (suelo negro). Como componentes del sistema de manejo integral de la nutrición vegetal, se utilizó la aplicación combinada de fertilizantes minerales y protectores de estrés (para inoculación de semillas y tratamiento foliar), así como la aplicación local de fertilizantes minerales a diferentes profundidades (10-12 cm, 20-22 cm y a dos profundidades simultáneamente). La aplicación de componentes del sistema integrado de gestión de la nutrición vegetal aumentó el contenido de clorofila, el contenido de agua de las hojas, producción de grano. Estos beneficios del manejo integrado de fertilizantes condujeron a una mejora considerable en el rendimiento de grano. Los valores máximos de este indicador se observaron para el tratamiento foliar de las plantas con un protector de estrés a unatasa de 1.0 L ha^-1 (una vez por temporada de crecimiento) o 0.5 L ha^-1 (dos veces por temporada de crecimiento) y para la localización profunda de fertilizantes minerales (hasta una profundidad de 20 22 cm). También se determinó que el contenido de clorofila y agua unida en los tejidos de las plantas de cebada se puede utilizar como indicadores para determinar la resistencia de las plantas en condiciones de crecimiento árido, dado que estas características fisiológicas están estrechamente relacionadas con el rendimiento de la cebada.