“耦”者，二為耦，二人耕為耦，二伐為耦等等，“合”者,合而為壹。耦合在現代多用物理學上兩個或兩個以上體系或兩種運動形式之間通過各種相互作用而彼此影響以至聯合起來的現象(《現代漢語詞典》1985)。在土壤—植物—大氣系統中水肥耦合效應表現為兩個因素或兩個以上因素對植物生育的相互促進或相互制約作用。?
(壹)水肥協同效應：也稱耦合正效應，即兩個體系或兩個以上體系相互作用，相互影響，互相促進，其多因素的協同效應大於各自效應之和。如在高水肥的陜西關中平原壹些縣(市)或鄉(鎮)實施“噸糧田”或“噸糧萬菜”等工程，土壤氮磷供應水平較高，小麥、玉米兩茬或還要套種蔬菜，土壤氮磷鉀和微量元素消耗大，速效鉀與微量元素遞減。若施多元復合肥或增施氮磷的同時，也補充鉀、微量元素，不僅作物產量增加，而且可以維持地力。果品生產不僅要產量，而且更註重品質，故在氮素、水保證的基礎上，更加註意磷鉀肥和微量元素的施用，否則內在品質低劣沒有銷路。?
(二)拮抗作用：兩個體系或兩個以上體系相互制約，相互抵消或者壹個體系中各因素相互抵消，故各因素的綜合效應小於各個因素效應之和，稱作負效應或拮抗作用。鋅有效性受PH和石灰的影響，在PH為以上的石灰性土壤上,不發生缺鋅病竈。在這種土壤上，不但含鋅的化合物溶性度低，而且石灰質具有強烈的吸附和固定鋅的作用。故在此種土壤大量施用過磷酸鈣等磷肥時，可使土壤中有效鋅的有效性降低。在黃土高原幹旱、半幹旱地區肥料，特別是化學肥料回報率低，主要是土壤水分與肥料之間不協調，限制或制約了肥料效應的發揮，因之在這壹地區水肥耦合效應的具體運作提出了以“以水定肥”的思路。在運作上要與中長期天氣預報或者要有完整的灌溉系統。?
(三)疊加作用：若兩個體系或兩個以上體系的作用等於各自體系效應之合，體系之間無耦合效應，或者稱疊加作用。如作物種類不同，對N、P、K的需要量及其比例也不相同。對禾谷類作物來說對氮的需要量較多，N、P具有明顯協調效應，對於薯類作物需鉀量較多，N、K具有協高效應，但在沒有廄肥施用情況下，氮肥和廄肥之間表現為疊加作用：燕麥對鉬肥有壹定的增產效應，而施氮肥可使產量有所降低等。《詞海》及《現代漢語詞典》述：“協”為和，幫助，協助，協調，和諧；“同”為“壹起，***同”之意；而“協同”則為“同心協力，相互配合”。故古人雲：“不諧耦而無功也”，說明耦合之協同效應的科學性與重要性。?
水肥對植物生長發育所產生的耦合效應不僅是植物營養學的重要範疇，而且又為植物營養學增加了不少的新內容。在土壤—植物—大氣系統中,研究植物生長發育過程中的水肥供給，吸收及礦物元素的分解、轉化、遷移和相互作用等對植物生長發育的影響，高產優質和環境保護為宗旨，建立農田水肥耦合效應的管理模式。在長期的農業生產實踐中，人們進行農業經營管理，其目的是要利用各個因素的耦合與創建植物和諧統壹的關系，達到協同效應，創造高產優質的產品。因之在農田土壤之中，水是溶劑，肥分多為溶質，養分物質多通過土壤礦化分解，轉而發生耦合作用；在植物生化、生理學方面，要研究系統內植物光合作用，呼作用，蒸騰作用和抗性生理，生理過程對水肥耦合的效應；從農學和肥料學方面來說，不同水肥(肥料不同組合與配比)條件對植物生長發育過程產生不同的耦合效應；在農田水利學方面，要研究不同灌溉方式的對植物生長發育的影響;覆蓋技術上，要研究適應植物生長發育過程中的升溫、保溫、穩溫與保水的覆蓋材料或地膜等，為植物創造高產優質與持續發展的生態環境，適應水肥協同效應的技術和管理方法。特別在旱作農業要研究降水與土壤水分時空變化規律，建立區域“量水施肥”的決策模式，為節水灌溉與農業持續發展提供科學根據和管理技術。