以粮、蔬菜、杂豆和薯类为供试材料,于2011～2013年进行不同轮作模式试验,重点研究不同轮作方式下,不同作物的产出与水分消耗的关系,同时探究不同轮作组合的经济效益差异,以期选出既能保证较高的产出和经济效益又能较高效利用水资源的高效轮作组合,从而达到通过改善耕作制度、优化作物布局来提高区域作物水分利用效率的目的,试验结果表明：1、随着作物生长发育的横向发展,土壤水分变化规律均遵循耗水速率先增大,此后在一定时期土壤各层形成一个水分供需平衡,之后耗水速率逐渐降低的过程；而随着土层的纵向趋势来看,土壤水分的变化规律受作物和轮作方式的不同表现有所差异,其变化速率也因作物不同而表现明显差异。2、作物阶段性耗水的变化规律与降水的变化规律一致性较高时,作物在生长发育过程中受水分的限制就会降低,从而有益于其产量的形成,反之则会限制作物的生长发育,导致减产。本试验中,玉米、大豆和马铃薯这三种作物耗水与自然降水规律吻合度较高。3、不同轮作模式之间,总耗水量的多少受轮作作物的影响较大,作物生育期长或自身耗水量大都会导致该轮作模式总耗水量的增加。不同轮作模式下系统水分利用效率同样受轮作作物影响很大,本试验中,作物水分利用效率由高到低排序依次为：甘蓝、马铃薯、菜豆、玉米、大豆。4、综合考虑水分利用效率和经济效益,本试验研究结果表明,谷子—马铃薯—甘蓝和玉米—马铃薯—甘蓝的轮作模式经济效益最高,系统水分利用率也较高；玉米—甘蓝—马铃薯和玉米—菜豆—马铃薯的轮作模式经济效益次之,但是水分利用率更高。