Рассматривается задача расчета увеличения водообеспеченности и урожайности агроэкосистем за счет применения мульчирования и сокращенной (минимальной) обработки почвы, а также прогнозирования эффективности мульчирования в различных природных условиях на основе более или менее универсальной методики модельного воспроизведения водного режима агроэкосистемы. Исследовано влияние мульчирующего покрытия почвы растительными остатками на ряд характеристик водного режима и урожайности озимой пшеницы на сельскохозяйственных полях степной и лесостепной зон восточной и южной частей Русской равнины. Показано, что мульчирование почвы растительными остатками в сочетании с безотвальной обработкой почвы является наиболее эффективной агротехнологией для исследуемых районов. Проведена оценка эколого-энергетической и экономической эффективности различных агротехнологий в сельскохозяйственных посевах с учетом их влияния на энергию почвы. Показано, что экологически более обоснованная и более природоподобная агротехнология, связанная с минимальной обработкой почвы в сочетании с мульчированием ее поверхности растительными остатками, оказывается не дороже использования агрессивной, по отношению к биосфере традиционной агротехнологии, основанной на глубокой вспашке и применении орошения, а даже дешевле.