水肥一體化是以灌溉施肥為主要技術手段，將灌溉與施肥相結合，通過管道向作物根系層輸送水、肥，實現水肥利用率高、節約肥料等目的。作物根系對水肥需求是植物生長發育必須滿足的基本條件之一。因此灌水施肥技術不僅能為作物提供水分供應，而且能有效緩解肥料利用率低、作物不適應、肥料污染等問題。在確保作物產量、品質、抗逆性同時節約了肥料和水資源。

1、控制作物需水量。

水是生命之源，在植物生長發育中起著不可替代的作用。植物從播種到結果，各個時期對水的需求量大小也不一樣，當水分供應不足時，會引起植物生長緩慢或停滯;當水分供應充足時，又會引起植物生長旺盛，從而導致需水量增加或耗水量減少。如小麥和油菜一般一年可灌水3次，第一次灌水在5月中旬前后，第二次在7月中旬前后，第三次在9月中旬前后。對不耐旱的作物如甘蔗和蘋果來說，每次灌溉后土壤中水分的持水量會減少40%-50%。對易干旱的作物如小麥、油菜和棉花等來說，每次灌溉后土壤水分蒸發快，一次灌溉所含的水分幾乎全部蒸發完畢后便不能再補水了，這就造成土壤中水分供應不足對作物生長發育造成不利影響，直接影響到作物產量。

2、提高肥料利用率。

施用尿素時，將尿素溶解在水中，需約30分鐘，經2次沖施，肥效可達80%左右。此外，在滴灌施肥過程中，僅靠灌水施肥設備需要向外輸送的養分就可達到50%左右，而向灌溉設備內輸送的養分則不需要向外輸送。因此應用滴灌施肥設備進行滴灌施肥的作物在施肥前，只需將肥料溶解在水中施入作物根部即可。一般尿素在作物體內有一定的運輸和分解能力，可從作物根系向下輸送到作物下部，減少對根系造成的損失，從而提高肥料利用率(在常規施肥基礎上每公頃可節水20%-30%)。

3、減少土壤污染。

土壤污染是全球面臨的共同問題，我國土壤污染問題更為嚴重，我國農業面源污染較為嚴重。耕地土壤重金屬污染具有一定的危害性。在水肥一體化灌溉模式下，因地表水、地下水直接灌溉或施肥，地表水中重金屬進入土壤，隨著地下水徑流，進入土壤微生物和土壤中的重金屬被生物富集，使土壤重金屬污染加劇，破壞土壤理化性狀，對土壤造成污染。水肥一體化灌溉施肥技術與滴灌施肥技術相比，減少了農藥的施用量，土壤中的農藥減少到了較低水平。根據試驗：一畝作物的農田灌溉用肥指標為：尿素1.5 kg/畝、磷酸二氫鉀1.25 kg/畝。滴灌施肥能使農田農藥使用量減少約80%,而滴灌施肥能使農田農藥利用率提高10%-20%。同時，通過水肥一體化技術，可使水資源有效利用率提高30%-40%,施肥量也可以提高30%-50%。

化肥的過量使用對農田等生態環境也會造成一系列的影響，像常見的板結成一大塊等，而氮肥使用過量造成的問題更嚴重，會造成農作物貪青，也就是成熟晚于同期作物，有數據顯示：化肥利用率不到40%。資源都被浪費掉了!正是由于傳統施肥方式的不足，才出現了水肥一體控制系統，提升農業施肥灌溉的科學化，在滿足農作物生長需求的前提下，盡量節約水肥等資源。

水肥一體控制系統的運行原理也并不復雜，通過土壤PH值、土壤氮磷鉀、土壤電導率等傳感器監測土壤肥力，實時監測并根據具體肥力來調控施肥，若是監測到土壤中鉀肥含量過于設置的參數，則自動打開水肥一體化設備施加鉀肥，以精準數據為支撐科學施肥，提升肥料使用率。