Причины химического порядка. Возделываемые сельскохозяйственные культуры используют неодинаковое количество элементов питания из почвы. Например, сахарная свекла, капуста берут из почвы значительно больше азота, чем зерновые культуры. Развитие бобовых в меньшей степени зависит от внесения азота, так как они сами синтезируют при помощи клубеньковых бактерий азот воздуха и накапливают его в почве.
Азот из почвы будет более рационально использован, если после бобовых культур в севообороте разместить культуры, требовательные к азоту (картофель, лен-долгунец, зерновые и др.).
Неодинакова потребность растений также и в фосфоре. Сравнительно много поглощают его из почвы картофель и бобовые, из зерновых в большей степени реагируют на внесение фосфорных удобрений озимые — пшеница и рожь.
Большое количество калия из почвы берут картофель, кормовые корнеплоды и овощи. Много усваивают кальция и серы бобовые и пропащные культуры.
Чередование культур необходимо также и потому, что некоторые культуры, такие, как люпин, гречиха и некоторые другие, способны использовать фосфор из труднорастворимых форм и после отмирания оставляют для последующих культур более растворимые его формы.
Важная причина чередования культур — неодинаковое проникновение корней в глубину почвы и разное использование питательных веществ и влаги из почвенных в подпочвенных слоев. Глубина проникновения в почву корней бобовых трав до 3—5 м (люпин, клевер, люцерна) и меньше у льна, проса, гречихи и др. Таким образом, чередование культур дает возможность более эффективно использовать питательные вещества как в пахотном слое, так и в подпахотных горизонтах по сравнению с бессменными культурами.