La disponibilidad de agua y nitrógeno son factores clave que limitan el rendimiento de los cultivos, particularmente en suelos marginales. Este estudio evaluó los efectos del estrés hídrico y de nitrógeno en la cebada cultivada en suelos marginales utilizando ensayos de campo y el modelo AgroC. Los experimentos realizados de 2020 a 2022 en Lituania con cebada de primavera cv. KWS Fantex bajo dos tratamientos de fertilización con nitrógeno en suelo arenoso proporcionaron datos para la parametrización del modelo. El modelo AgroC simuló el crecimiento de la cebada para evaluar el potencial de rendimiento y las brechas de rendimiento debido al estrés hídrico y de nitrógeno. Los rendimientos potenciales de grano (suponiendo que no hay estrés hídrico ni de nitrógeno) variaron de 4.8 a 6.02 t DW ha, con pérdidas de rendimiento de hasta el 54.4% suponiendo solo estrés de nitrógeno y del 59.2% suponiendo solo estrés hídrico, incluso con el tratamiento N100 (100 kg N ha año). Un estudio de caso sintético que variaba la fertilización con nitrógeno de 0 a 200 kg N ha año mostró que el aumento de nitrógeno aún mejoraba el rendimiento, pero la tasa óptima de 100-120 kg N ha año dependía de las condiciones climáticas, lo que generaba incertidumbre en las recomendaciones de fertilización. Este estudio subraya la importancia de integrar técnicas de modelado avanzadas con prácticas agrícolas sostenibles para aumentar el potencial de rendimiento y la resiliencia en suelos marginales. Se recomienda incorporar datos de teledetección para capturar la variabilidad del suelo y los cultivos, contribuyendo a estrategias de agricultura sostenible en la región báltico-nórdica.