La falta de hierro como elemento traza se ha convertido en un factor clave que restringe el rendimiento de los vegetales y la mejora de la calidad. Para abordar la baja eficiencia de producción de agua-fertilizante en la producción agrícola, utilizamos una combinación de investigación experimental, análisis teórico y modelado matemático para determinar sistemáticamente los efectos de la irrigación de agua magnetoeléctrica con aplicación de hierro en el crecimiento y fisiología de la espinaca, su rendimiento y calidad, y las características de transporte de agua en el suelo. Comparado con la irrigación de agua convencional, bajo la irrigación de agua magnetoeléctrica, el volumen de agua y la concentración de hierro aplicado aumentaron en promedio el total de acumulación de nitrógeno, carbono y hierro en la parte aérea de la espinaca en un 3,71%, 10,16% y 14,14%, respectivamente, y la parte aérea de la espinaca tuvo la mayor acumulación total de nitrógeno y carbono cuando el agua de riego era de 3300 m ha y la aplicación de fertilizante de hierro era del 0,15%. Además, la irrigación de agua magnetoeléctrica aumentó el peso fresco de la parte aérea de la espinaca y el contenido de azúcar soluble y proteínas en un promedio de 13,34%, 18,26% y 11,61%, respectivamente. Basándonos en una evaluación cuantitativa y análisis exhaustivo de la acumulación de nutrientes en la parte aérea de la espinaca, el peso fresco de la parte aérea, la eficiencia en el uso del agua, y el contenido de azúcar soluble y proteínas, determinamos la aplicación óptima de agua de riego y fertilizante de hierro para el crecimiento de la espinaca.