توفير وتوزيع المياه في التربة:
الماء يتم امتصاصه من خلال جذور النبات من محلول التربة ومن ثم يمرّ للأعلى عبر النبات وينتح أو يتبخر من أوراق النبات، والماء أيضاً يتبخر من أسطح التربة والنبات، وأنه يعتبر من الصعب أن يتم قياس كميات التبخر والنتح بشكل منفصل، ولهذا السبب فإنه في العادة يتم قياسهما أو تقديرهما معاً على صورة بخار النتح، لكن الجزء الأكبر من الاستهلاك المائي بواسطة النباتات هو عبارة عن نتح، وضمن مدى درجات الحرارة المناسبة، فإن نمو وإنتاج المحصول لها تقريباً علاقة طردية مع النتح، بالنسبة للأهداف العملية فإنه غالباً ما يتم افتراض أنه يتعلق طردياً مع استهلاك النبات للماء أو البخار النتح.
تشكيل مياه الري والأمطار للمحصول:
الماء المتوفر من الري أو المطر لا يكون متوفراً للنبات بشكل متناسق، وذلك لأن بعض أجزاء الحقل تحصل على ماء أكثر من الأجزاء الأخرى وضمن نفس الحقل، فإن التربة ربما لا تكون متشابهة وبالتالي فإن قدرات الاحتفاظ بماء التربة ومعدلات الرشح ربما تتباين بشكل كبير.
وتبعاً لذلك عندما يكون الماء كافياً تماماً لجميع أجزاء الحقل فإنه سوف يكون هناك زيادة أو فقدان ضياع كبيرة من بعض أجزاء الحقل وعندما يتم الاقتراب من أقصى نواتج محصولية، فإن الكفاءات تنخفض وتعمل على الحصول على علاقة، تقريباً ما بين النواتج المحصولية والماء المتاح.
بيان نواتج المحصول:
في عام 1975 قام العالم (هارغريفز) بالحصول على بيانات نواتج محصولية من محاصيل متنوعة وكذلك تجارب بحثية ومقارنة النواتج المحصولية بالماء المتاح، ماء التربة الأولي المخزّن في التربة زائد السقوط المطري لموسم النمو زائد مياه الري المضافة، وكان قد تم استخدام النواتج المحصولية النسبية (Y) من أجل أن يتم مقارنة محاصيل مختلفة ووحدات نواتج محصولية وقيمة الوحدة الواحدة (Y) كانت قد استخدمت من أجل أقصى ناتج محصولي لكل محصول و (X) عبارة عن وحدة واحدة للماء المطلوب للحصول على أقصى إنتاج، كان قد تم إيجاد أن معظم بيانات النواتج المحصولية التي تم تقييمها يمكن أن يتم تمثيلها بالمعادلة التالية: (Y = 0.8X + 1.3X2– 1.1X3).
في عام 1979 قام العالم (دوورينبوس) باستعمال طريقة لتقدير استجابة الناتج المحصولي للماء والنقص في الناتج المحصولي تحت أقصى قيمة بالنسبة للظروف السائدة من المفترض أنه يتناسب بشكل طردي مع قيمة البخار النتح الحقيقي والتي هي أقل من أقصى بخار النتح كامن أو محتمل وهي عبارة عن البخار نتح تحت الظروف التي يكون فيها ماء التربة المتاح لا يحدد الناتج المحصولي والعلاقة تعرف بنموذج ستيوارت.
