作物根系对水分和养分的吸收虽然是两个相对独立的过程，但水分和养分对于作物生长的作用却是相互制约的，无论是水分亏缺还是养分亏缺，对作物生长都有不利影响。这种水分和养分对作物生长作用相互制约和偶合的现象，称为水肥偶合效应。不同水分胁迫条件下，水肥对作物的生长发育和生理特性有着不同的作用机理和效果。首先，在水分胁迫较轻时，养分能显著促进作物的根系和冠层生长发育，不仅增强了根系对水分和养分的吸收能力，而且提高叶片的净光合速率，降低气孔导度，维持较高的渗透调节功能，改善植株的水分状况，从而促进光合产物的形成，最终表现为产量和水分利用效率（water use efficiency; WUE）的提高。然而，随着水分胁迫的加剧，养分的作用机理和效果发生了不同的变化。氮素的促进作用随水分胁迫的加剧慢慢减弱，在土壤严重缺水时甚至表现为负作用。说明氮肥并不能完全补偿干旱带来的损失。因此，随干旱胁迫的加重应适当减少氮肥的用量。与氮肥相反，在严重水分亏缺条件下，磷肥能促进作物的生长与抵御干旱胁迫的伤害。氮、磷有很强的时效互补性和功能互补性，合理搭配能显著增产，达到高产、稳产和提高水分利用效率的目的。

通过对一定区域水肥产量效应的研究，同时预测底墒、降水量，就可以根据模型确定目标产量，拟定合理的施肥量，为“以水定产”和“以水定肥”提供依据，就可以在区域内“以肥调水”“以水促肥”“肥水协调”，提高水分和肥料的利用效率，对大面积农业增产具有实际指导意义。

平衡施肥是指作物必需的各种营养元素之间的均衡供应和调节，以满足作物生长发育的需要，从而充分发挥作物生产潜力及肥料的利用效率，避免使用某一元素过量所造成的毒害或污染。平衡施肥的技术要领有：采集土样分析、确定土壤肥力基础产量、确定最佳元素配比与最佳肥料施用量、合理施用。

有机肥与无机肥配合施用，能提高土壤调水能力，而且增产效果较好。但施用时应根据有机肥料和无机肥料种类的特点，适时、适量运用。使用中应考虑以下几点：①有机肥料含有改良土壤的重要物质，其形成腐殖质后，具有改善土壤水稳结构和增进土壤保水、保肥能力的作用，能提高作物对土壤水的利用率；化学肥料只能提供作物矿质养分，无改土作用，对中下等肥力土壤应尽量多使用有机肥料，并根据土壤矿质养分状况配合施用一定量化肥。②有机肥料在分解过程中会产生各种有机酸和碳酸，可促进土壤中一些难溶性磷养分转化成有效性养分，在一定程度上提高了土壤磷养分总量。因此，可以适当降低使用化肥磷量的标准。③有机肥料供肥时间长，肥效缓慢，化肥肥效快，两者具有互补性。因此，有机肥应适当早施，化肥则可根据作物需肥情况按需施肥。④在施用碳氮比比较高的有机肥（如秸秆还田）时，要适量增施氮肥，防止作物脱氮早衰，避免产量下降。⑤由于种植作物种类及轮作方式不同，作物所需有机肥与化肥比例会有较大差异。如豆科作物（Leguminosae  sp.）可能需要有机肥、磷肥量多一些，氮肥需要量就很少；对于玉米（Zea mays），有机肥、化肥均应多施一些。所以，有机肥、化肥施用中应根据土壤养分状况、作物需肥和种植方式情况不同而不同。

对密植作物宜用耧播沟施，对宽行稀植作物以穴施为好，施肥后随即浇水；落花生（Arachis hypogaea）、棉花（Anemone vitifolia）、油菜（Brassica campestris）等作物根据生长需要还可结合运用根外追肥。

研究表明，灌水定额超过1050米³/公顷便容易造成肥料淋失，在畦灌条件下灌水定额宜控制在825米³/公顷以内。

水肥偶合效应与土壤状况、饲草种植方式等密切相关，不同饲草在不同的土壤条件下，水肥偶合关系也会不同。因此，使用水肥偶合技术时应根据当地具体情况，将灌水与施肥技术有机地结合起来，调控水分和养分的时空分布，从而达到以水促肥，以肥调水，进而使作物产量最高，经济效益最好。

以紫云英（Astragalus sinicus）为例进行说明。不同的水肥条件影响紫云英苗期，湿润条件下紫云英的生长受到胁迫，但促进干物质的积累。高肥条件下紫云英在越冬期出现肥害现象，而常规水肥条件下，紫云英生长正常。干旱条件下，紫云英生长受到胁迫，但是未出现死苗现象。水分亏缺和肥料亏缺促进根的生长，但肥料亏缺条件下抑制根干重的积累。轻度降低土壤水分，紫云英根系可以通过提高活跃吸收表面积来适应胁迫环境，但土壤水分过低，活跃吸收表面积会降低。水分过多时紫云英根系活力成先上升后下降的趋势；在土壤水分过低和低肥条件下紫云英的根系活力受到抑制。不同水肥偶合条件下，土壤速效氮、磷、钾含量均有所积累，其中土壤速效磷含量增加幅度最大，其增幅为121.39%，土壤速效氮增加幅度最小，其增幅为7.22%，说明种植紫云英能有效改善土壤肥力，但水分过多抑制土壤速效氮、磷、钾含量增加。

中国从“八五”开始，在水肥交互作用及偶合模式研究方面开展了大量工作，取得了很大的进展，水肥偶合技术已在中国南北各地都有一定的应用，但推广面积不大。一是因为缺乏成熟的技术模式。由于各地区气候、土壤条件不同，在某一地区取得的成果，在另一地区应用的效果不理想或不适用。二是因为基层农技服务部门的示范、宣传工作不到位，农民对水肥偶合技术提高产量、节本增效的认识不够。故在推广时，应采取以下措施：①领导重视，健全组织。②广泛建立示范区，选择有条件的乡、镇建立示范区，化验土样，免费为农民提供技术服务。③加强技术培训，充分利用举办培训班、专家下乡讲课等形式，加强测土配方施肥技术的宣传、培训力度。技术依托各农业高等院校、科研单位、各地农技推广部门、各地土肥所（站）。