不同作物的生物學特性不同，從土壤中吸收養(yǎng)分的種類、數(shù)量和方式不同，利用效率也不相同，因此將營養(yǎng)生態(tài)位不同而又具互補作用的作物進行合理輪作，可以協(xié)調前茬與后茬的養(yǎng)分供應，均衡地利用土壤中的各種養(yǎng)分。
一般來說，水稻、玉米、小麥等禾谷類作物對氮、磷和硅的吸收量較多，而對鈣的吸收量較少。豆類作物對氮和鈣的吸收量較多，對硅的吸收量很少；而豆類作物吸收的氮素中40%～60%是來自空氣中的氮素，對土壤中氮的實際消耗量不大，對磷的消耗量卻較大。塊根塊莖類作物是吸收鉀最多的作物。如果連續(xù)栽培對土壤養(yǎng)分要求趨勢相同的作物，就會導致土壤中特定的養(yǎng)分被片面消耗。
不同作物對土壤中難溶性磷的利用能力也有很大差異，小麥、玉米、棉花、亞麻等作物吸收利用土壤中難溶性磷的能力弱，而油菜、蕎麥、燕麥、馬鈴薯，莜麥以及豆科、十字花科作物的吸收能力較強。后一類作物留下的殘茬和根系中所含有的磷化合物，可以補充土壤中磷素的供應，并可供下茬作物利用。
不同作物需要水分的數(shù)量、時期和能力也不相同。水稻、玉米、棉花等作物需水多，谷子、甘薯等耐旱能力較強。將對水分適應性不同的作物進行輪作換茬能充分而合理地利用全年自然降水和土壤中儲積的水分，在我國旱作雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)實施輪作，對于調節(jié)利用土壤水分、提高產量更具有重要意義。如在西北旱農區(qū)，豌豆收獲后土壤內儲存的水分較多，對小麥等作物的生長極為有利，因此豌豆成為多種作物的良好前作。
另外，不同作物根系伸展的深度和發(fā)育程度存在較大差異，某些作物是淺根性的，根系主要分布在土壤表層，而另一些作物屬深根性，并且具有較強大的根群。深根性作物可以從深層土壤中吸收養(yǎng)分和水分，而淺根性作物只能利用淺層土中的營養(yǎng)物質。
根據(jù)作物根系伸長程度不同的特性，在栽培了淺根性作物之后，如果換種深根性作物，可以利用由于淋溶而向下層移動的養(yǎng)分，并且在于旱地區(qū)還可以利用下層殘余的水分。同時，深根性作物可以把深層土壤的養(yǎng)分轉移上來，并將其中的一部分殘留在根系密集的耕作層。
根據(jù)作物對于養(yǎng)分吸收和利用的不同特點進行輪作，均衡地利用土壤養(yǎng)分，不僅在施肥少的栽培條件下有意義，即使是在多肥的情況下，通過作物輪換利用殘余的肥效，仍不失為一種經濟而有效的措施。
