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，水肥一体化按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道、喷枪或喷头形成喷灌、均匀、定时、定量，喷洒在作物发育生长区域，水肥一体化使主要发育生长区域土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。

水肥一体化是实现农村生态环境改善的要求。一方面由于农村庭院绿化、林带防风固沙、退耕还林还草等改善农村生态环境的诸多措施，因缺水灌溉，举步维艰；另一方面由于地表水短缺，开采地下水补充灌溉可能导致水土资源极不平衡，加之大水漫灌造成土壤次生盐碱化程度加快。水肥一体化设备从这几个方面来讲，水肥一体化设备只有实行节水灌溉，走高效节水之路，才能彻底改变农村生态环境日趋恶化的问题。

在农业灌溉自动化技术中，灌溉系统一般由中央控制计算机、数据采集系统和传感器等部分组成，在操作时需要工作人员制定科学的灌溉数据标准，并以它为标准值，水肥一体化设备利用传感器感知土地中各类实际数值，向中央处理系统传输感知的数据，由中央处理系统比较两组数据，最后确定灌溉与否，如果实际数值比标准数值高就不需灌溉，如果实际数值比标准数值低就需要灌溉。农业自动灌溉系统能更好地在农业灌溉领域应用自动化技术，但为让农作物的生长更好，水肥一体化设备在灌溉时通常会将各种化学农药加入水中，这在一定程度上会腐蚀农业自动灌溉系统，因而要求自动灌溉系统具备良好抗腐蚀性能。在农业灌溉中，自动化系统能依据最佳的比例混合水肥，以便在灌溉环节确保均匀施肥，同时按照植物在不同生长时期的不同水肥需求自动调节水肥比例。将自动化技术应用于农业灌溉还能精确控制灌溉用水，明确灌溉的时间、水量，实行精确灌溉，有效预防因用水不当而浪费水资源。

农田水利是农田专用的小型水利工程，水肥一体化设备通过对农田水分的调节，能够改良生态环境、促进作物生长。农田水利涉及到的领域有水力学、农学、土木工程以及气象、地质等多种领域，主要发挥灌溉和排水两大功能。每年的夏季和秋季容易发生洪水和干旱灾害，由于农田水利措施的不完善，面对灾难的肆虐，广大农民只能等待、祈祷老天爷开恩搭救。农业灌溉技术是用一定的设施给土壤补充水分，水肥一体化改善农作物的生长条件。农民们能够依据降雨量、土壤水分和农作物的需水量进行合理调配水资源。

管道灌溉系统分为喷灌系统、滴灌系统和低压管道输水灌溉系统等，主要由首部取水加压设施、输水管网及灌溉出水装置三部分组成，水肥一体化通常按其可动程度将管道灌溉系统分为固定式、半固定式和移动式三种类型。20世纪50年代，中国在经济作物区和部分大田作物区开始修建喷灌系统，70年代开始修建滴灌系统。低压管道输水灌溉系统于60年代先后出现于上海市和江苏南部的一些提水灌区以及河南省温县的井灌区，以后逐渐得到推广。管道灌溉系统具有节省灌溉水量、减少渠道占地、提高灌溉效率和灌水质量等优点，水肥一体化在提水灌区和井灌区，已成为技术改造的方向。