土壤、作物和大气中连续变化和运动着的水流系统，把这一系统看成是有内在联系的统一体，这一概念是澳大利亚学者菲利普（J.R.Philip）于1966年首先提出的。它是当代用物理学的能量观点研究田间水分循环所依据的基本假定。

在这个系统中，土壤中的水分被根表皮吸入，通过根及茎的木质部输送到叶片，水分在叶片内汽化为水汽后，扩散到大气中。水分流动的基本规律是沿着势能梯度的方向，由水势高的地方流向水势低的地方。在整个系统中，连续的水流运动是从一个受周期补给，有一定容量，但水势可变的水源（土壤），流向一个实际上容量无限、水势可变的大气中。

作物水与环境因素的关系主要是建立在水量与能量平衡基础上的。即在不同水势的驱动下，水克服各种阻力而运移。这一基本概念可以简化地表示为：

土壤—作物—大气连续体

式中q为水流通量；ψ_s为土壤水势；ψ_R为根系与土壤界面上的水势；ψ_L为作物叶水势；R_ρ为作物阻力；R_s为土壤阻力。这种概念与表征电流流动的概念很相似，可用通过串联电阻的电流来模拟土壤—作物—大气连续体中的水流（如图示）。土壤对水通量的阻力，可定义为水的流程长度对水力传导度之比。因土壤的水力传导度随土壤的含水率而变动，叶部和大气阻力可依气象条件而变动。故分别用可变电阻r_si、r_s、r_bi和r_e表示，而根皮层、木质部则分别以不变电阻r_c、r_x表示。图中ψ₀为土壤中的液相水势，ψ_a为大气水势。

代表土壤—作物—大气连续系统中水流的电模拟图

为了定量研究土壤—作物—大气连续体，建立了多种模型来表达这个过程。其中最简单的一种，是使作物对水的响应（例如产量）与某一种因素（例如降雨量）相关。这种模型由于忽略了大量的其他因素，精确度差，另一种是统计模型，目的是找出一些独立变量之间的数量关系。这种方法用来评价一个大范围的生产能力比较适宜。更为复杂一些的是确定性模型，这种方法能把土壤、作物和大气各个部分的水流确定地表达出来，给出一定的外部条件，就可以预测出所需的值。但它需要测取大量参数，计算复杂，确定各部分间的衔接和相互影响也较复杂。此外，可以利用灌溉试验实测各种数值，但这种方法较少考虑机理。