水旱輪作是指在同一地塊上有順序地輪換種植水稻和旱地作物（如小麥、油菜、蔬菜等）的種植方式，水旱輪作類型繁多，根據旱地作物的不同，水旱輪作的主要種植方式有小麥一水稻、油菜一水稻、綠肥一水稻、蔬菜一水稻等，其中以小麥一水稻輪作種植的面積zui大，水旱輪作系統的一個顯著特征是該系統的水作和旱作交替進行，這也導致了土壤季節間的干濕交替變化。土壤養分的變化可以使用土壤養分速測儀進行土壤養分的測定分析。
　　水旱輪作系統氮素循環包括氮素輸入、轉化、損失和輸出等過程。輪作系統的氮素主要來自土壤中的各種含氮物質，而施肥和微生物固氮作用是氮素輸入的重要來源。此外，灌溉和降水攜帶的少量氮素也是氮素的輸入之一。氮素轉化主要表現在作物和微生物與土壤之間不斷進行的氮的吸收、固定和分解、釋放等過程，以及土壤氮素的分解和粘土對NH4+吸收固定和釋放等轉化過程。氮素損失過程主要包括通過地表徑流和淋失，土壤侵蝕，土壤中的氨揮發，硝化作用、反硝化作用以及作物生長過程中向大氣釋放的各種含氮氣態化合物。上述各種氮素損失和隨作物收獲時攜帶的氮組成了農田系統氮素的輸出，當系統氮素輸入大于輸出，土壤氮素水平處于贏余狀態，反之則虧損。，土壤養分速測儀的信號以及品牌量多，呢么如何進行儀器的選擇呢？相應的參考《兩個方面指導你選擇*的土壤養分速測儀》
　　磷極易被土壤吸持，幾乎不進入大氣，在質地粘重的土壤中幾乎不發生移動和淋失。因此磷在農業系統中的循環過程較簡單，主要在生物圈與土壤圈內進行。土壤磷素通過植物吸收而將其儲存于體內，又通過食物鏈周轉，zui后以有機肥（人畜糞尿和秸稈等）的形式歸還土壤，完成士壤一作物系統中的磷素循環。農業系統中的磷zui主要的支出是農產品中磷的輸出，水土流失和徑流也能帶走部分磷。在農田生態系統中，磷索投入量要高于輸出量，磷素表現出盈余，導致土壤中的總磷和有效磷不斷升高。
　　土壤是農業生態系統中鉀素的貯存庫和交換庫。鉀雖然是土壤中zui豐富的營養元素之一，但是我國鉀資源貧乏，農作物從土壤中帶走的鉀長期以來主要靠施用有機肥和少量的鉀肥來補償，導致歸還土壤的鉀量大大低于作物帶走量，士壤鉀素一直虧損。據土壤養分表觀平衡法的計算結果表明2005年我國鉀素平均虧缺15.5噸ha-’。在水旱輪作情況下，由于鉀素可隨水遷移以及雜交水稻需鉀量大，稻田士壤鉀素虧缺尤其明顯，土壤有效鉀含量呈明顯下降趨勢。另外，淹水和水旱輪作會增加土壤中鉀的淋洗。在淹水條件下，土壤中的Fe2+、MnZ+等陽離子增加，其能夠代換出土壤膠體吸附的K+，使土壤吸附的K+進入溶液，增加了鉀離子淋洗的可能，