Снижение микробиологической активности по глубине хорошо характеризуется таким показателем, как «дыхание» почвы, то есть выделение углекислого газа — продукта жизнедеятельности микроорганизмов. Энергичнее остальных «дышат» верхние слои почвы. Как же следует понимать неблагоприятное влияние глубины на свойства растений и микроорганизмов? Видимо, в глубоких слоях почвы содержатся какие-то токсические соединения. Возможно, в их роли выступают продукты неполного распада растительных остатков, особенно ароматического ряда, а также органические летучие кислоты, обладающие токсическим действием.

Поскольку глубоко лежащие горизонты пахотного слоя хуже аэрируются и окислительные процессы в них протекают замедленно, токсические вещества не распадаются, а накапливаются. Эффект оборота пахотного слоя заключается в том, что подвижные органические вещества при перемещении вверх в условиях лучшего аэробиоза (доступа воздуха) быстрее подвергаются минерализации и тем повышают плодородие почвы. При этом токсические вещества также перемещаются наверх, где в условиях лучшего аэробиоза подвергаются разрушению. Таким образом, пахотный слой в целом становится более благоприятной средой для развития корневой системы растений, а оборот пахотного слоя полезен.

Но как часто нужно делать оборот пахотного слоя? Очевидно, что не так быстро накапливаются резервные соединения в глубине пахотного слоя. Это зависит от системы земледелия и почвенно-климатических условий. Не исключена вероятность того, что целесообразно чередовать отвальную пахоту с безотвальной. Периодичность таких вспашек не может быть всюду одинаковой. Ее следует установить опытным путем для условий того или иного хозяйства.

На примере сравнения глубокой безотвальной вспашки по методу Т. С. Мальцева с отвальной видим, что рыхление обычно не затрагиваемого обработкой подпахотного слоя (30—50 см) приводит к оживлению в нем жизнедеятельности микроорганизмов. Конечно, это оказывает положительное действие, особенно на почвах, богатых гумусом. Вспашка по способу Т. С. Мальцева, по существу, дает углубление пахотного слоя.

Разная вспашка неодинаково формирует тип корневой системы сельскохозяйственных растений. Как известно, основная масса вторичных корней образуется в зоне запаханных растительных остатков. Поэтому при безотвальной вспашке растения имеют разветвленную корневую систему в верхнем слое почвы, а при отвальной вспашке она размещается более глубоко. Первый тип корневой системы менее устойчив к засухе, чем второй.

В зоне с достаточным увлажнением может дать хорошие результаты именно безотвальная обработка почвы. Ее удобнее применять в условиях относительно холодного и достаточно влажного климата с коротким летом. При этом растительные остатки будут находиться в хорошо прогреваемом и аэрируемом верхнем слое почвы, могут быстро минерализоваться.

В условиях теплого климата, особенно в условиях орошаемого земледелия, нередко большую пользу дает задержка распада органических остатков, которая получается при глубокой их запашке. Например, подтверждено опытом, что в Средней Азии люцерновый пласт лучше всего действует на хлопчатник при глубокой заделке отвальной вспашкой. Мелко заделанный травяной пласт быстро разлагается, и продукты его распада не полностью ассимилируются растениями хлопчатника. Короче говоря, земледельцы должны выбирать способы обработки почв с учетом почвенно-климатических условий своей зоны.