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水肥一體化的理論基礎(chǔ)簡單地歸結(jié)為一句話：作物生長離不開水肥，水肥對于作物生長同等重要，根系是吸收水肥的主要器官，肥料必須溶于水才能被根系吸收，施肥也能提高水分利用率，水或肥虧缺均對作物生長不利；將灌溉與施肥兩個對立的過程同時進行，并融合為一體，實現(xiàn)了水肥同步、水肥高效。

俗話說“有收無收在于水，收多收少在于肥”。水分和養(yǎng)分是作物生長發(fā)育過程中的兩個重要因子，也是當(dāng)前可供調(diào)控的兩大技術(shù)因子。根系是作物吸收養(yǎng)分和水分的主要器官，也是養(yǎng)分和水分在植物體內(nèi)運輸?shù)闹匾课唬蛔魑锔祵λ趾宛B(yǎng)分的吸收雖然是兩個相對獨立的過程，但水分和養(yǎng)分對于作物生長的作用卻是相互制約的，無論是水分虧缺還是養(yǎng)分虧缺，對作物生長都有不利影響。這種水分和養(yǎng)分對作物生長相互制約和耦合的現(xiàn)象，特別是在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，水分和肥料兩個體系融為一體，或水分與肥料中的氮、磷、鉀等因子之間相互作用而對作物的生長發(fā)育產(chǎn)生的現(xiàn)象或結(jié)果（包括協(xié)同效應(yīng)、疊加效應(yīng)和拮抗效應(yīng)），被稱為水肥耦合效應(yīng)。