Высшие растения. 
Характеристика основных факторов почвообразования

Высшие растения используют почву в качестве опоры, закрепления и источника влаги и питательных элементов. Они являются основными продуцентами, производя главную массу органического вещества, составляют ядро наземных биоценозов. Именно им, как основным создателям и накопителям органического вещества и энергии, принадлежит главная роль в почвообразовании. С синтеза органического материала начинаются такие глобальные процессы природы, как биологический круговорот, гумификация, биоаккумуляция, дифференциация почв на генетические горизонты и, в конечном счете, создание и развитие почв. Важнейшим показателем почвообразовательной деятельности высших растений является общая биомасса, которая меняется по климатическим поясам. Холод в тундре, сухость и жара в пустынях ограничивают фотосинтез и прирост биомассы фитоценозов. В этих местах она не превышает 5 т/га. В лесотундре фитомасса составляет около 20 т/га, в тайге — 300−400 т/га, в степи, в саванах, пампасах, прериях биомасса растений уменьшается до 15−30 т/га. Во влажных тропических лесах фитомасса достигает 500 т/га и более.

Солнечная энергия, законсервированная в биомассе суши, составляет n * 1019 кДж. Через опад отмерших растений органическое вещество попадает в почву, где подвергается гумификации (не более 5%) и полной минерализации (около 95%). Таким образом, органическое вещество растений — это не просто совокупность химических элементов, поглощенных из почвы, это еще и запас солнечной энергии (Приложение табл. 5). Когда в почве происходит процесс минерализации — выделяется эквивалентное количество энергии, которая расходуется на формирование почвы. Остальная часть энергии консервируется и накапливается в виде гумуса. Следовательно, умирая, растения не только возвращают почве взятые у нее минеральные вещества, но, соединив их в сложные органические молекулы, привносят в почву трансформированную солнечную энергию. Жизнь и смерть растений — это единый механизм создания почвы и ее плодородия.

Большая часть биомассы растений сосредоточена над почвой в виде наземных органов. Масса корней гумидных поясов, обычно составляет 20−30% от общей биомассы фитосообщества. Но по мере перехода в ксерофитные и аридные зоны, доля корней возрастает и может достигать 90% и более. Следовательно, чем суше и жарче климат, тем больше корней в биомассе растений. Корневая система растений влияет на физические, химические свойства почв и ее биологическую активность. Механическое расклинивающее и склеивающее почвенные минералы корневыми выделениями действие корней создает структуру и порозность почв, улучшает ее аэрацию и дренаж, стабилизируют реакцию среды и состав почвенных растворов. Корни активно и напрямую участвуют в минеральных превращениях и снабжают микроорганизмы органическими продуктами питания.

Ризосфера фитоценозов из растворов почвы и прямым контактом с почвенным мелкоземом поглощает необходимые для жизни растений элементы. В ходе этого происходит химическая трансформация и физическая деформация исходной горной породы, которая постепенно эволюционирует в почвенное тело. Помимо этого корни способны выделять активные ионы, угольную кислоту и многие органические кислоты. Все это приводит к химическому разрушению решетки многих минералов, что улучшает пищевой режим почв и облегчает поступление биофильных элементов в корни.

Благодаря корням происходит избирательное поглощение и концентрация питательных элементов в самой почве. Из года в год происходит транслокация биофильных элементов из корнеобитаемой толщи, включая и подстилающую горную породу, в верхние горизонты почв. Из рассеянного состояния эти элементы переводятся в концентрируемое и, входя в состав гумуса, становятся более доступными. В конечном счете, все это ведет к созданию биоаккумулятивного профиля, т. е. к накоплению биофилбных элементов в верхних гумусовых горизонтах и к обеднению ими нижних безгумусовых слоев. Иными словами, корневая система ведет к дифференциации вещества почвы и созданию ее биогенного профиля.

Огромное значение в биогенном развитии почв играют корневые выделения. Их геохимическая активность используется не только на разрушение минералов, но и служит источником пищи многих микроорганизмов. А это, в свою очередь, определяет биохимическую активность почвы. Дело в том, что основная масса микробиоты почв сосредоточена на поверхности и вблизи корней. Здесь они находят наилучшие условия питания за счет корневых выделений. Многие энергоемкие биопроцессы, например азотофиксация,, зависят от наличия в почве легкодоступных источников энергии, большая часть которых поступает к почвенным бактериям через корни в виде простых углеводов, кислот, спиртов и т. д. Создавая в ризосфере благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов, растения находят в их лице союзников, которые переводят и поставляют корням труднодоступные биофильные элементы. Количество метаболитов корней меняется по фазам развития растений и зависит от потребностей растений в минеральном питании. Доля корневых выделений составляет 30−50% от общей массы синтезируемых органических веществ за период вегетации растения. Корнями растений питаются некоторые почвенные беспозвоночные, на корнях развиваются грибы, образующие микоризу, с клетками корней вступают в симбиоз бактерии и т. д.