Пользуясь формулой S = 4v/d (где S — поверхность, v — объем, d — диаметр), М. С. Шалыт (1950), зная объем корней различного диаметра, определил общую поверхность подземных органов луговых растений для 7 типов лугов.
Она изменялась от 66 на белоуснике до 314—335 м2 на подовом лугу с пыреем ложносизым на 1 м2 поверхности луга. По М. С. Шалыту, 10 г корней имеют в среднем поверхность 1 м2; есть основание поэтому предположить, что на лугах с массой подземных органов 8000—10 000 г/м2 поверхность подземных органов может достигать 800—1000 м2 на 1 м2. В данном случае не принимается во внимание поверхность корневых волосков, а это занижает данные о поверхности соприкосновения корней с почвой в 5—7 раз. Если даже учесть, что во всяком случае в верхних горизонтах почвы масса подземных органов на 30—40, а иногда и больше процентов представлена отмершими корнями и корневищами, тем не менее поверхность соприкосновения подземных органов с почвой очень значительна и во много раз превышает поверхность соприкосновения надземных органов луговых растений с надземной средой.
Поверхность подземных органов так же, как их объем и масса, снижается сверху вниз. В изученных М. С. Шалытом фитоценозах в верхнем слое почвы сосредоточено 78—91% общей поверхности подземных органов. Даже в более глубоких горизонтах почвы поверхность соприкосновения корней с почвой может быть значительной. Например, на белоуснике на глубине 60—100 см поверхность корней составляла 5,6 м2 на 1 м2. Расположение основной массы, длины, объема и поверхности подземных органов в поверхностном слое почвы имеет очень большое значение в определении многих важных свойств луговых фитоценозов, в частности способности быстро использовать поступающие на поверхность луга атмосферные осадки, а также элементы минерального питания, вносимые с удобрением. Кроме того, создается дернина, обладающая особыми физико-механическими свойствами, весьма существенными для предотвращения размыва водой и нарушения в результате воздействия копытами животных. Именно в ней происходит наиболее интенсивное взаимодействие травянистых растений друг с другом, а также с почвенными животными, грибами, бактериями, максимальное количество которых находится в этом горизонте.
Нахождение в верхнем слое почвы большей части подземных органов, в том числе и максимума поглощающих корней, определяется особыми условиями, создающимися в этом горизонте. Здесь наибольшая обеспеченность элементами минерального питания и благоприятный воздушный режим, пониженное содержание СO2. Например, на материковых лугах северного побережья Ладожского озера на белоуснике содержание СO2 в почвенном воздухе было на глубине 5 см 0,46%; 10 см — 0,65; 15 см — 0,75; 20 см — 0,84; 25 см — 0,86; 30 см — 0,95; 35 см — 0,99%, а на влажно-разнотравном лугу с преобладанием манжетки горной на глубине 5 см — 0,28%; 10 см — 0,59; 15 см — 0,97; 20 см — 1,25; 30 см — 1,47; 50 см — 3,34% (Linkola, Tiirikka, 1936). С этим, по-видимому, связано снижение объемного веса корней по мере перехода в нижние горизонты почвы, что указывает на повышение содержания в корнях воздухоносной ткани. Имеет также значение наибольшая обеспеченность корней в поверхностном слое почвы доступными формами элементов минерального питания, в первую очередь азота.