农田生态系统包括三种主要养分库，即植物库、家畜库和土壤有效养分库和31条养分流动途径。植物库包括所有农作物（粮食作物、经济作物、饲料植物）的地上和地下部分所含养分。家畜库包括所有直接或间接消费植物产品的农业动物所含养分的总和。在土壤库中，由于在养分矿质化并转变成可供给状态以前，养分以有机残余物形式停留的时间较长，其循环利用率很低。

（1）农田生态系统养分循环过程：

养分在几个库之间沿着一定路径进行转移。通常情况下，养分是经由土壤库—植物库—牲畜库—土壤库这样的循环途径。实际上许多循环是多环的，某一组分中的元素在循环中可通过不同途径进入另一组分。除了库与库之间的养分转移外，还有养分对系统外的有意识和无意识的输出，以及系统外向系统内的输入等。理论上讲，沿31条线路的养分传输都是存在的，但实际上有些只能测得净结果。

（2）保持农业生态系统养分平衡的途径

①安排种植归还率较高的作物

各种作物的自然归还率不同。除自然归还部分外，还有可归还但并不一定归还的部分，称为理论归还，如茎秆、谷壳等二者合计，油菜归还率约为50％；大豆、麦类和水稻为40％～50％。不同作物的氮、磷、钾养分的理论归还率也不同。

②建立合理的轮作制度

加速养分循环在轮作制度中，加入豆科植物或归还率高的植物，有利于养分循环平衡。轮作不仅能使土壤理化性质得到改善，同时由于农田生态条件的改变，病虫杂草危害减轻。

③农、林、牧结合

发展沼气沼气生产既可解决农村能源问题，又可提供燃料，促使桔秆还田，还可使废弃物中的养分变为速效养分，作为优质肥料施用。

④农产品科学加工完善

农产品和废料的处理技术和加工方法不同，进一步提高物质归还率。例如棉花从土壤中吸收的大量营养元素保存在茎、叶、铃壳和棉籽中，将棉籽榨油，棉籽皮养菇，棉籽饼作饲料或肥料，茎枝叶粉碎后作饲料，变为粪肥后又可还田。

⑤合理施肥

合理施肥是调节养分输入量的重要环节。可根据土壤中养分含量及该系统种植作物的类型，对主要养分进行合理搭配、适量输入，以促进养分循环的平衡。

⑥充分利用非耕地富集养分

如利用非耕地上的各种饲用植物、草类或木本植物的叶子，收集作为肥料；或放牧利用后以畜粪转移入农田；利用池塘、沟渠种植水生肥源植物，富集水中养分，作为牲畜饲料；城肥下乡，河泥上田等，均是区域性养分富集的方法。