陕西省渭北旱塬是中国苹果优生区,苹果产业成为促进该区经济增收基础产业,白水县是渭北旱塬有机苹果的生产的主要区域,但该区农业基础薄弱及投入不足,降雨量少且时空分布不均匀等自然条件的限制,再加上由于水土资源利用比例失调、施肥方式不合理、产投不平衡等诸多因素影响,致使这一地区耕地养分失调、有机质含量低、土地退化问题日益严重,严重影响了苹果产量和品质的进一步提升。因此,采取增加有机肥投入、养分均衡供应、覆盖保墒、节水灌溉及水肥一体化等多项技术措施的综合应用,来提高该地区果园水分和养分利用效率,已成为当地苹果生产中亟待研究和解决的热点问题。本研究以红富士苹果园为研究对象,通过研究陕西渭北旱塬农户传统模式、现有水肥高效技术模式和优化水肥高效技术模式对苹果水分利用效率、叶片生长、产量和品质、土壤养分等的影响,旨在为实现该区苹果高产、水肥高效及农业可持续发展提供理论依据。得到以下主要结论:（1）优化模式与现有模式、农户模式相比能增加叶片百叶厚、比叶重、叶面积、叶绿素、水分含量及新稍生长量、果实商品率及果实单株产量。优化模式与现有模式较农户模式平均增收10.65万元/ha、5.6万元/ha。（2）与现有模式相比,优化模式能提高果树幼果期、膨果期及成熟期叶片N、P、K含量。优化模式管理下果实N、P、K养分吸收量较现有模式平均分别增加了30.1%、31.8%和26.5%。优化模式能显著提高果实硬度、VC、可溶性固形物含量、可溶性糖含量及单果重,降低果实酸含量,增加果实商品率和糖酸比。（3）优化模式能显著提高0-200 cm土层土壤贮水量,较农户模式、现有模式平均增加14.6%、6.1%;优化模式的三年平均产量较现有模式、农户模式分别增产20.1%、33.6%,水分利用率较农户模式、现有模式分别提高42.6%、28.9%;优化模式较现有模式能显著降低极端高。优化模式能增加成熟期0-120 cm土层硝态氮累积量,降低120-300cm土层硝态氮累积量。（4）优化模式能显著提高0-20 cm土层及20-40 cm土层土壤速效养分含量及微量元素含量。土壤蔗糖酶酶含量优化模式与现有模式显著高于农户模式,而碱性磷酸酶及尿酶含量优化模式与农户模式显著高于现有模式。（5）在现有推广模式的基础上,有机肥施用量增加到45 t·hm^-2,基肥和追肥N:P₂O₅:K₂O用量调整为150:90:135 kg·hm^-2,并将追肥时期提前到7月10日幼果膨大初期,配合树盘覆盖薄膜、行间种植小油菜二元覆盖,可以更有效地提高渭北旱地果园苹果的产量和品质。