水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，实现水肥同步管理和高效利用。广泛应用于设施栽培、大田生产和粮食、蔬菜、花卉、果树等作物。
我国仅有全球9%的耕地资源和6%的淡水资源，从这个角度讲缺水比缺地更可怕，尤其在北方干旱和半干旱地区形象的比喻为水如油。与传统灌溉技术相比，水肥一体化技术可减少肥料的挥发和流失，肥料的利用率可提高30%～50%，水资源利用率可提高40%～60%。由于应用设备进行肥水一体管理，可以节约大量的劳动力。近年来，通过大面积实践示范表明，粮食作物应用膜下灌溉技术单产可提高20%～50%，最高可以提高1倍。因此，水肥一体化技术是现代农业发展的必然选择。
1.水肥一体化技术实施的模式主要有
1.1.滴灌水肥一体化模式
滴灌水肥一体化技术是指按照需水需肥要求，通过低压管道系统与安装在毛管上的滴头，将溶液以水滴的形式均匀而缓慢地滴入作物根区土壤延长了灌溉时间，可以较好的控制水量。以滴灌技术施肥不会破坏土壤结构，土壤内部水肥气热适宜作物生长的状态渗漏损失小。
滴灌水肥一体化技术应用广泛，不受地形限制，即使在有一定坡度的坡地上使用也不会产生径流影响，不论是密植作物还是宽行作物都可以应用。但滴灌系统对水质要求严格，所以选择好灌溉水源、肥料和过滤设备是保证系统长期运行的关键。常用的过滤器主要有筛网式过滤器和碟片式过滤器，过滤网规格一般为100～150目。在现代农业发达的国家，滴灌技术已经相当成熟了。在美国滴灌技术应应用到马铃薯、玉米、棉花、蔬菜、果树等30多种作物的灌溉中。
图1 滴灌水肥一体化技术系统示意图
1.2.微喷灌水肥一体化模式
喷灌技术是以高压把水喷到空中，然后落到植株和土壤上的植株和土壤上来的进行灌溉，该技术在我国已经比较成熟。但水滴在空中飞行会受到空气阻力和大气蒸发以及飘移等因素引起的水分损失，在光照较强，温度高且湿度小的情况下，喷灌水量蒸发可达42%，而且落到植物冠层的水分也很难吸收。于是微喷灌技术应用而生。
微喷灌技术是低压管道系统，以较小的流量将灌溉液通过微喷头或微喷带，喷洒到植株和土壤表面进行灌溉，是一种局部灌溉技术。它可以在降低水分蒸发的同时减小滴灌系统的堵塞概率。该技术在果园、绿化带工厂化育苗中广泛应用，常见的微喷灌技术可以分为地面和悬空两种。与滴灌技术相比，微喷灌技术对对过滤器的要求比较低，过滤网规格一般在60～100目。值得注意的是，微喷灌系统易受田间杂草和作物秸秆的阻挡，进而影响灌溉效果。应根据地形、作物的条件选择合适的灌溉系统。
图 2 微喷灌工程实例 (一)
图 3 微喷灌工程实例(二)
1.3.膜下滴灌水肥一体化模式
膜下滴灌技术是把滴管技术与覆膜技术相结合，即在滴灌带或滴灌管之上覆一层薄膜。覆膜可以在滴灌节水的基础上减少了蒸发损失，还可以提高地热有利于出苗，黑色薄膜还可以抑制杂草的生长。膜下滴灌最成功的例子是新疆地区的棉花，与沟灌相比可节水53.96%，可增产18%～39%。该技术主要应用于灌溉水源比较少的区域。
图 4 膜下滴灌技术工程实例
2.水肥一体化技术的优点：
2.1.灌溉施肥的肥效快，养分利用率提高，可以避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢，最终肥效发挥慢的问题。尤其避免了铵态和尿素态氮肥施在地表挥发损失的问题，既节约氮肥又有利于环境保护。
2.2.大大降低了设施蔬菜和果园中因过量施肥而造成的水体污染问题。由于水肥一体化技术通过人为定量调控，满足作物在关健生育期“吃饱喝足”的需要，杜绝了任何缺素症状，因而在生产上可达到作物的产量和品质均良好的目标。
2.3.实现了七个转变：渠道输水向管道输水转变;被动灌溉向主动灌溉转变;浇地向浇庄稼转变;土壤施肥向作物施肥转变;水肥分开向水肥一体转变;单一管理向综合管理转变;传统农业向现代农业转变。
3.水肥一体化技术也存在一些缺点，主要体现在以下方面
3.1.初始成本过高。由于水肥一体化需要整体设计和安装，从而使得首次配备水肥一体化技术所需的成本花费高。每亩大田投资600～800元，经济作物投资1000～2000元。
3.2.水质和水溶肥料成为水肥一体化技术推广的限制因子。盐碱水或者过滤不完善的水会导致水肥一体化技术在应用过程造成盐渍化或者阻塞排水孔。如水溶肥料的水不溶物过高，则很容易导致滴灌系统中过滤器堵塞。
3.3.水量控制不准确。对于地下滴灌的灌溉者无法看到所应用的水，这可能导致农民或施加太多的水(效率低)或一定量的水不足。
4.总结
水肥一体化技术的运用必须与“符合作物生长需求规律”相结合，才能做到真正意义上的节水节肥。水肥一体化技术涉及农田水利、灌溉水平、肥料、栽培、土壤等众多学科，由于多学科的交叉限制了整体技术的推进。科研单应注重肥料增效，灌溉设备的自动化、智能化的研究，使水肥一体化技术在现代农业中得到更广的应用。