随着果业种植规模的持续扩大，种植年限的增加以及化肥等的大量投入，渭北地区果园生态系统出现了一些严重问题，如土壤水分调控能力下降，出现了深层干燥化；化肥施用量大，利用率低下，造成了硝态氮深层累积等。为此本研究针对果园水肥利用率问题，在运用地表覆盖技术对果树进行调控的基础上，将起垄和壤中人工防渗层相结合，提出“聚水集肥控根”调控措施，分析了不同试验处理的土壤水分、养分及根系生长状况，旨在为果业的持续发展提供依据。结果表明：（1）起垄（垄台地膜—秸秆双重覆盖，垄沟覆盖秸秆）不同位置的土壤储水量在年周期内呈现双峰曲线变化趋势，分别在9月和2月达到高峰。在同等的位置上，垄沟部分含水量高于对照，垄台部分含水量略低于对照。连续4年0～600cm土壤年平均含水量垄沟（23.3%）>对照（21.9%）>垄台（21.6%）。该技术改变了水分的空间分布，在0～200cm土层范围内，起垄措施含水量高与对照；200～600cm垄台土壤含水量明显降低，略低于对照；垄沟含水量整体较高，能有效缓解深层干燥化趋势，有利于果园生态系统的健康稳定发展。起垄措施可以有效提高枝条和叶片养分含量，增加苹果产量和水分利用效率，对优果率的改善也有一定作用，有助于提升果农经济效益。（2）地膜—秸秆双重覆盖措施（地膜压玉米秆、地膜压短麦秆、长麦秆压地膜和地膜压长麦秆）均能增加苹果叶片和枝条的养分含量，提高产量和水分利用效率，改善品质。其中地膜压短麦秆处理为最佳覆盖模式。（3）不同厚度（3cm和5cm）壤中人工防渗层（红粘土和垆土防渗层）均可有效减少或阻断土壤水分入渗，具有防渗效果，其中红粘土防渗层比垆土防渗层的防渗效果好。5cm厚红粘土防渗层的土壤容重最高，初始入渗速率（0.033mm·min-1）和稳定入渗速率（0.018mm·min-1）均最低，防渗效果最高，可有效提高上层土壤水分含量。（4）壤中人工防渗层处理（处理F）和壤中人工防渗层+地表起坡聚流技术即“聚水集肥控根技术”（处理FL）均能提高0～40cm土壤储水量，连续3年平均储水量FL（88.8mm）﹥F（85.9mm）﹥CK（84.4mm）。（5）将0～300cm土层分为0～40cm，40～60cm，60～80cm，80～140cm和140～300cm共5个土层进行分析：在丰水年，在20～40cm土层含水量最大，其中处理F（26.5%）和处理FL（26.2%）的年平均含水量已达到或超过田间持水量，分别高于对照14.9%和13.5%；在枯水年（2012年和2013年）处理FL土壤最大含水量出现在20～40cm（分别为23.2%，20.2%)，CK的最大值出现在40～60cm（分别为22.4%和19.7%)。（6）壤中人工防渗层措施可以有效地阻断硝态氮的深层累积，处理F和处理FL的硝态氮含量显著低于对照。40～300cm土层硝态氮的平均含量为：FL（62.39mg·kg-1）＜F（95.54mg·kg-1）＜CK（140.74mg·kg-1）。（7）处理FL和处理F均可营造良好根系生长环境，在防渗层上部形成根系密集层。其中处理FL的总根长、根尖数、总表面积及总投影面积均是最高，同比对照分别高出34.6%，22.8%，25.9%和64.3%。在0～80cm土层中，20～40cm根系生长是为旺盛，是根系的集中分布层。（8）处理F和处理FL均能提高苹果的产量和品质，其中处理FL的单株产量、百叶鲜重、单果重和优果率及水分利用效率均为最高；处理F仅次于处理FL。2012年，处理FL的产量最高（23.84t·hm-2），高于对照23.2%；水分利用效率最高（48.89kg·mm-1·hm-2），高于对照22.4%。综上所述，“聚水集肥控根”技术很好地结合了起垄和壤中人工防渗层技术对水分的调控效果，将有限的降雨集中起来，以水调肥，给根系生长创造出一个“高水高肥”的局部微环境，有效地提高了土壤水分利用效率，防止了硝态氮的深层累积，在增产的同时也提高了苹果的品质，是较为成熟的水肥调控技术，有一定的推广价值。