实行轮作换茬制度，意味着要增加作物种类，改变作物的结构，这样做既有利于发挥轮作增产的作用，促进多种经营，更重要的是有利于改善农田的生物多样性，提高农田生态系统的稳定性，促进对农业资源合理利用。
我们知道：各种作物的秸秆、残茬、根系、落叶等是补充土壤有机质和养分的重要来源。但不同的作物补充的数量不同，质量也有区别。如禾本科作物有机物生产量大，而豆科作物、油菜等落叶量大，豆科作物因有根瘤菌可以固定空气中的氮素，故能给土壤补充氮素。在轮作中通过种植豆科作物，可以改善土壤中的氮素状况。
通过作物轮作，对调节土壤有机质状况有一定意义。土壤有机质对土壤肥力状况有重要作用。作物的残茬、落叶和根系是补充耕地土壤有机质的一个来源，对于土壤腐殖质含量有一定的影响，并且这些残留有机物中含有的养分数量也影响茬地土壤的养分状况。
作物残留的有机物中，根系占很大的比重，由于土壤条件和栽培措施不同，作物的根量可以有很大的变化，据观测，禾本科作物残留有机物质数量中根系占50%以上，大豆、油菜、甘薯等作物的落叶量比根量多或者相近，而芝麻的落叶量则比根量大得多。
有机物在分解过程中释放出所含的养分对茬地的养分状况将会产生效应。作物残留有机物分解的难易，即养分释放的快慢，主要与这些有机物中氮素含量呈正相关，氮素含量高的分解较快。
豆科绿肥可以给土壤补充较多的易分解的有机物，并能丰富土壤氮素含量。我国北方地区种一季绿肥，如每公顷生产15000kg的新鲜绿色体，含氮量约为75kg。
实行水旱轮作，可改变土壤生态环境，有利于土壤通气和有机质的分解，有利于土壤结构的改善，从而提高土壤肥力状况，提高氧化还原电位，减少土壤中有害的还原物质含量。合理安排不同特性的作物进行轮作，并能正确安排好作物的轮换顺序，便有利于保持土壤中的养分协调与平衡，提高土壤有机质含量，促进有益微生物的繁殖。
