ухудшаются при замене вспашки на щадящие обработки [539]. Сохраняются параметры таких показателей, как плотность и структура почвы. В стационарных опытах, проведенных в НИИСХ ЦРНЗ, поверхностная обработка повышала водопроницаемость. В варианте со вспашкой скорость впитывания воды на 6‑й год ротации составила 0,221 мм/мин, 8‑й год — 0,093, а на фоне длительной поверхностной обработки — соответственно, 0,298 и 0,113 мм/мин. Улучшение фильтрационных показателей связывают с сохранением в не затрагиваемых обработкой слоях почвы ходов червей, а также ходов, остающихся после разложения корней [488]. Повышая скорость просачивания воды, естественные пространства поддерживают и внугрипочвенный воздухообмен. При щадящих обработках почвы на ее поверхности сохраняются растительные остатки. Это защищает верхние слои от перегрева и способствует сохранению влаги. Итак, физико–химические свойства почвы, а другими словами, условия обитания почвенной биоты при поверхностной обработке приближены к естественным. Вспашка, в отличие от безотвальной или поверхностной обработки, изменяет водный, тепловой и газовый режимы почвы, а значит, и условия обитания всех групп и видов живых организмов. Сильнейшим раздражителем почвенной биоты является систематическое переворачивание пласта почвы. Большая часть живых организмов, населяющих нижние слои пахотного горизонта, при выносе на поверхность попадает в крайне неблагоприятные для них условия и вымирает или переходит в неактивное состояние. То же самое происходит с организмами, обитающими у поверхности почвы, когда они попадают в нижние горизонты. Почвенная экосистема, выведенная из устойчивого состояния, сохраняет способность к возвращению на прежний уровень. Однако для этого необходим длительный период, в течение которого, очевидно, происходит замедление скорости почвообразовательных процессов. С этих позиций вспашка, как прием обработки почвы, может быть использована в эколого–биосферном земледелии в весьма ограниченных масштабах.

Результатом длительной поверхностной обработки почвы является выраженная дифференциация ее горизонтов. Постоянное поступление растительных остатков в верхние слои создает условия для накопления там органического вещества и активной микробиологической деятельности. Многие считают, что благодаря этому в почве образуются гумусовые вещества. По данным Н. К. Шикулы, коэффициент гумификации соломы и навоза при их неглубокой заделке в 8—11,3 раза больше, чем при вспашке [586]. В подтверждение своей точки зрения он приводит мнение других исследователей, которые также считают, что активная микробиологическая деятельность в верхних слоях почвы и ее дифференциация на горизонты с разным уровнем плодородия "есть не что иное, как естественный процесс почвообразования, который не следует затормаживать вспашкой, а стимулировать соответствующими системами обработки" [234].

В результате изучения микробиологических аспектов формирования плодородия почв И. С. Востров также пришел к выводу о преимуществе поверхностных обработок по сравнению со вспашкой. В своих опытах он наблюдал значительно большее образование гумусовых веществ при размещении растительных остатков в верхнем слое. Это объясняется тем, что минерализация органического вещества в аэробных условиях происходит без образования летучих соединений. При попадании растительных остатков в анаэробные условия они подвергаются брожению с образованием уксусной, пропионовой и масляной кислот, которые к тому же токсичны для высших растений. Поэтому для повышения гумусированности почв он рекомендует размещать органические удобрения в поверхностных горизонтах, где поддерживаются аэробные условия. В соответствии с результатами его наблюдений неглубокая заделка органического вещества способствует развитию сапрофитов, которые сдерживают размножение микроорганизмов, вызывающих корневые гнили зерновых культур [119].

Однако следует отметить, что дифференциация пахотного слоя приводит к тому, что на глубине более 10—12 см формируются менее плодородные почвенные горизонты. Они характеризуются низкой микробиологической активностью, меньшим содержанием элементов минерального питания. Это является одним из существенных недостатков поверхностной обработки почвы. Для его устранения необходимо увеличить поступление органического вещества в почву за счет физиологических свойств растений, за счет внесения навоза, соломы, сидератов, возделывания многолетних трав, а также усиления процессов биологической фиксации азота. Обогащение почвы органическим веществом позволит улучшить корневое питание растений не только азотом, но и другими элементами. Так, установлено, что образование доступных для биоты фосфатов определяется содержанием в почве растительных остатков [558]. То есть на сегодняшний день имеется достаточное количество приемов, которые можно использовать для активизации почвообразовательного процесса в нижних почвенных горизонтах и которые в обязательном порядке должны применяться при переходе на поверхностные обработки.

В исследованиях, проведенных за рубежом, также было установлено, что при применении поверхностных обработок микробиологическая активность в верхних слоях почвы была значительно выше, чем на участках с плужной обработкой. Кроме того, ими были обнаружены сильные различия между изучаемыми вариантами в заселенности почв дождевыми червями. На делянках, подвергавшихся поверхностной обработке, их было 45, а глубокой — только 5 шт./м2. По мнению исследователей, проводивших этот эксперимент, лучшие биологические свойства почв на участках, обрабатываемых фрезерной сеялкой, явились причиной большей водопрочности почвенных агрегатов [622].

На повышение численности беспозвоночных при безотвальной обработке почвы обращали внимание и российские ученые. Ими также было отмечено, что щадящая обработка благоприятно влияла на численность дождевых червей [603], которые осуществляют биологическое рыхление почвы. Понятно, что эта функция червей и других почвенных животных имеет очень большое значение при использовании поверхностных обработок.

Заметно способ обработки почвы влияет на энтомофауну агрофитоценозов. Чаще всего встречаются сведения о изменении заселенности посевов хищными насекомыми. На посевах озимой пшеницы, посеянной по безотвальной обработке, общая численность жужелиц оказалась на 18—22% выше по сравнению с участками, где применялась отвальная вспашка. Аналогичные данные получены при обследовании посевов ячменя. При посеве этой культуры по зяби за весь вегетационный период было поймано 518 экз. жуков (на 10 земляных ловушек) и почти вдвое больше (968 экз.) при посеве по поверхностной обработке [243]. На посевах гороха при безотвальной обработке количество хищных жужелиц вида Pterostichus cupreus L. было на 32,9% выше, чем по отвальной вспашке [80]. Поверхностная обработка повышала также численность хищных клещей и коллембол [263].

Большой интерес, в плане повышения биогенности почвы, вызывает нулевая обработка. При ней почва в течение всего года остается в ненарушенном состоянии, а посев производится в узкие профрезерованные полоски шириной 3—5 см. Растительные остатки, сохраняющиеся на большей части поверхности почвы, служат постоянным источником питательных веществ, а также средой обитания для разного рода микроорганизмов и почвенных животных. В этих условиях на протяжении всего вегетационного периода хорошо сохраняются все внутрипочвенные связи, а значит, и не затухает почвообразовательный процесс.

Преимущество нулевой обработки почвы заключается и в том, что при сокращении количества проходов агрегатов по полю почва меньше уплотняется и сохраняет свою структуру. Последствия воздействия машинных агрегатов на почву раскрыты в работе В. Н. Слесарева и Н. В. Абрамова [505]. Этот показатель имеет очень большое значение для почвенного населения. Уплотнение почвы затрудняет или даже делает невозможным перемещение животных, изменяет и многие другие необходимые для жизни условия. Так, в результате уплотнения почвы при двух–трехкратном проезде колесного трактора численность беспозвоночных сокращается в 1,7 раза [67].