我國傳統施肥不但造成了肥效的嚴重流失，還對土壤造成了很嚴重的危害。與傳統模式相比，水肥一體化實現了水肥管理的革命性轉變，即渠道輸水向管道輸水轉變、澆地向澆莊稼轉變、土壤施肥向作物施肥轉變、水肥分開向水肥一體轉變，增產增效優勢集中體現。少量多次澆水施肥，實現均勻持續供應。傳統的澆水和施肥方式，作物往往在“饑餓”和“過飽”兩個極端之間反復，不能均勻地“吃喝”。而采用微灌水肥一體化，灌水和施肥次數增加，每次的灌溉和施肥量減少，可以根據作物需水需肥規律隨時供給，保證作物“餓了就吃，渴了就喝”、“吃飽不浪費”，水分養分均勻持續供應。
集中供應作物根區，水肥吸收直接快速。傳統土壤施肥，氮肥常因淋溶、反硝化等而損失，磷肥和中微量元素容易被土壤固定，浪費嚴重的同時，作物養分供應不足。應用水肥一體化技術，可將濕潤深度控制在40厘米，將水分和養分直接供應到作物根系集中分布的區域，根系直接對水分和養分進行吸收，利用率高。
保證中后期水肥供應，利于產量形成。傳統模式注重前期忽視中后期，注重底墑水和基肥，作物中后期的灌溉和施肥由于勞動力成本增加或操作不便等原因難以落實。如小麥適時澆好灌漿水能保根、護葉、延長葉片功能、防止早衰、提高粒重，但傳統灌溉方式往往難以滿足。夏玉米大喇叭口期后，田間封行封壟，常規條件下難以進行施肥、灌水。采用水肥一體化，人員無需進入田間，通過管道就可以方便地進行灌水施肥，能夠保證中后期水分養分供應充足，利于產量形成。
實現水肥耦合，養分吸收全面高效。在水肥一體化模式下，肥料溶解在水中通過管道以微灌的形式直接輸送到作物根部，養分直接以水溶態供應給作物，不僅吸收速度快，而且易于根據作物生長狀況調節施肥比例，補充中微量元素，作物養分供應更加全面高效。
全國農技中心在北京市和河北省組織實施的試驗示范結果表明，與常規相比，冬小麥應用水肥一體化，成穗率提高，每畝有效穗數由40萬增加到50多萬，且穗大穗勻，單穗粒數增加4－5粒，粒重增加3－5克。玉米密度由每畝4000株增加到5000株，棒子大、長且均勻，同時很少出現空稈、凸尖等現象。
