El nitrógeno (N) y el fósforo (P) son ambos nutrientes esenciales para las plantas. Sin embargo, su respuesta conjunta al crecimiento de las plantas rara vez es descrita por los modelos. Este estudio proporciona un enfoque para modelar el impacto conjunto de la fertilización con N y P inorgánicos en la producción de cultivos, considerando el P suministrado por el suelo, que fue aproximado utilizando el P de prueba del suelo (STP). Desarrollamos modelos de respuesta de rendimiento para los cultivos de cebada de primavera finlandesa ( L.) para suelos arcillosos y de textura gruesa utilizando conjuntos de datos experimentales extensos existentes y técnicas de estimación no lineales. La selección del modelo se basó en la eliminación iterativa de una amplia diversidad de formulaciones de modelos plausibles. La especificación del modelo tipo Cobb-Douglas, que consiste en elementos multiplicativos, funcionó bien contra datos de validación independientes, sugiriendo que las relaciones clave que determinan las respuestas de los cultivos son capturadas por los modelos. Los modelos estimados se extendieron a la optimización económica dinámica de los insumos de fertilización. Según los resultados, se debe mantener un nivel adecuado de STP tanto en suelos de textura gruesa (9,9 mg L a) como en suelos arcillosos (3,9 mg L a). Para suelos gruesos, se requiere una tasa de fertilización de P en estado estacionario más alta (21,7 kg ha a) en comparación con suelos arcillosos (6,75 kg ha a). La tasa de fertilización de N en estado estacionario fue ligeramente mayor para suelos arcillosos (102,4 kg ha a) que para suelos gruesos (95,8 kg ha a). Este estudio muestra que la eliminación iterativa de formas funcionales plausibles es un método adecuado para reducir los efectos de la incertidumbre estructural en la salida del modelo y en las decisiones óptimas de fertilización.