El índice de área foliar (LAI) y el contenido de agua (WC) en la zona de raíces son dos parámetros hidrometeorológicos principales que ejercen un control dominante sobre los flujos de agua, energía y carbono, y por lo tanto son importantes para cualquier estudio ecohidrológico o climatológico regional. Para investigar el potencial de recuperar estos parámetros a partir de la teledetección hiperespectral, hemos investigado la reflectancia espectral de las plantas (400-2,500 nm, ASD FieldSpec3) para dos cultivos agrícolas principales (remolacha azucarera y cebada de primavera) en las latitudes medias, tratados bajo diferentes condiciones de agua y nitrógeno (N) en un experimento en invernadero durante el período de crecimiento de 2008. Junto con la respuesta espectral, hemos medido el contenido de agua del suelo y el LAI en 15 campañas de medición intensiva distribuidas a lo largo de la temporada de crecimiento y pudimos demostrar una respuesta significativa de las características de reflectancia de las plantas a las variaciones en el contenido de agua y las condiciones de nutrientes. El análisis de dimensionalidad lineal y no lineal sugiere que la información de reflectancia de banda completa está bien representada por el conjunto de 28 índices espectrales de vegetación (SI) y la mayor parte de la varianza es explicada por tres a un máximo de ocho variables. La investigación de dependencias lineales entre el LAI y el WC del suelo y los SI preseleccionados indica que: (1) la regresión lineal utilizando un solo SI no es suficiente para describir las variables de planta/suelo en el rango de condiciones experimentales, sin embargo, se puede observar cierta mejora al conocer de antemano la especie de cultivo; (2) la mejora es superior al aplicar la regresión lineal múltiple utilizando un enfoque de tres SI explicativos. Además de las investigaciones lineales, aplicamos la técnica no lineal CART (Árboles de Clasificación y Regresión), que finalmente no mostró el potencial para ninguna mejora en el proceso de recuperación.