农田中人工栽种的农作物与农业环境通过能量流动和物质循环所构成的生态系统。农田生态系统是农业生态系统中最基本的亚系统（从空间上划分），农作物的生产量构成了农业生态系统中初级生产的基本数量，从而决定着其他亚系统的特征与发展前景。农田生态系统以农田气候、土壤环境为基础，以栽培作物为主体，在人工辅助能量和科学技术的作用下，进行着能量和物质的转化、固定、分配和贮藏，同时消除对农作物生长发育的不利因素，提高农作物种群的生产能力，以满足人类的需要。

农田生态系统是在人工干预下，由自然生态系统演变而来的。人类开垦林地、草地、湿地等条件较优的场所种植农作物，使自然生态系统逐渐演变为人工驯化的农田生态系统。农田是人类开发土地、栽种作物、进行有意识劳动的产物。农田生态系统形成后，其发展和演替续续进行，但与自然生态系统不同。由于不同地区自然环境，社会经济条件和科学技术水平的差异，农田生态系统有着不同的演替特征。从人类农业历史来看，农田生态系统曾经历过生荒耕作制、熟荒耕作制、休闲耕作制、轮作制和多熟种植等不同发展阶段。其生产力水平也因人工投入辅助能量增多而不断提高。

①农田生物群落是由生活在农田上的作物、杂草、动物、微生物等不同生物种群所组成。但其主体是符合人类需要、适应于农田土壤气候条件的农作物。农作物是农田中的优势生物种群，影响着农田其他生物种群的存在和发展。这种影响在很大程度上反映了人对农田生态系统的决定作用。农田的土壤特性影响着农作物种群的生长，农作物种群的生长、发育及其栽培过程中产生的各种效应，改变着土壤有机物质的积累与分解关系，加速了养分循环，并引起农田环境的一系列变化。农田环境与农田生物种群的相互影响、相互制约关系构成了各种农田生态系统的不同特征。②由于一般农作物的生活周期短，以及耕作技术的进步，农田生物群落的更迭十分迅速而彻底，原有群落往往在短时期内完全消失，随即建立起全新的替换群落。因此，在初级生产总量中，用于维持的自养和异养呼吸消耗较少，形成的净生产量较高。在先进管理水平下的农田生态系统，其净初级生产量可达74150千克干物质/公顷·年（夏威夷，甘蔗）。③由于农田生态系统种植单一，结构简单，自控机能及稳定性较差，对自然灾害或技术差错所造成的不利影响抵御能力较弱。农田生态系统的生产力是依靠大量投入人工辅助能，并以人工调控代替自然调控来维持的。在有些情况下，人工辅助能投入水平可能超过经济产品所含有的可利用的能量。这就使农田生态系统具有一定的生态脆弱性。一旦措施失控，易导致系统结构与功能衰退，生产力急剧下降，乃至整个系统崩溃毁灭。④农田生态系统把大量有机物质以农产品形式输出系统，又把大量有机肥、化肥和其他化学物品作为生产要素投入系统。因此，它是一种开放性较强的系统。只有把植物、土壤、畜牧三个亚系统组成一个完整的循环体系，并使系统的输入与输出达到平衡，才能提高生产力，并保持系统的稳定（见图）。

农田生态系统养分循环模式图

对农田生态系统的调控途径有：①合理组建农田生物群落。采用复合群体结构或复种轮作方式，以充分利用热量资源、土壤营养和农田空间，使作物群落截获更多的日光能，并充分发挥生物间互补互利作用，减少病虫杂草为害，增强群落对环境的适应性和对不利因素的耐性，提高系统的生产力及其稳定性。②选用具有高光效和具有不同适应性的作物品种，提高农田生物群落的光合效率。并运用生物激素技术调节同化物的分配、转移、贮藏以获得较高的经济产量。③采用合理的农田土壤管理技术。根据种植制度、土壤特性和当地自然条件，制定合理的农田耕作、施肥、排灌、除草等土壤管理技术，为作物创造稳定和适宜的环境。④处理好农田生态系统与其他生态系统之间的关系。按照农业生态学原理，协调种植业、养殖业、林业、沼气、食用菌、农产品加工等各业之间的关系，以提高农业生态系统的总体功能，从而促进农田生态系统自身的发展。