Technical hemp Cannabis sativa L. growth and functional diversity of soil microbiota in a model cultivation under elevated air temperatures | Рост растений и функциональное разнообразие микробиоты почвы при выращивании технической конопли Cannabis sativa L. в модельном опыте в условиях повышенной температуры

Английский. Global climate change on Earth and the resulting ecological, economic, and social risks are linked to the accumulation of greenhouse gases in the atmosphere, particularly CO2. We conducted a model experiment in a greenhouse setting to evaluate the impact of temperatures on the growth of technical hemp and chlorophyll content, carbon accumulation in the soil beneath plants, biodiversity, and functional activity of soil microbiota. All measurements, except for soil carbon content, morphometric characteristics of hemp plants, and chlorophyll content, were carried out dynamically. The research was conducted from March 14 to June 19 in a greenhouse at Kazan Federal University in 2023. The results showed that technical hemp exhibited maximum growth for both aboveground and underground parts at 30 °С, with plant height reaching 64.57 cm and root length 25.27 cm. Chlorophyll content in hemp leaves varied with time and temperature; significant differences in chlorophyll content were found on 28th day for all temperatures, with maximum values observed only on 56th day of the experiment. At the same temperature, samples with soil without hemp did not significantly differ from those with hemp concerning soil microbial biomass: at 15 °С, values were respectively 0.92-0.64 mg/kg and 0.96-0.62 mg/kg; at 20 °С 1.92-0.84 mg/kg and 1.74-1.03 mg/kg; at 30 °С 3.58-2.06 mg/kg and 3.08-2.24 mg/kg. Functional activity of microorganisms on 28th day for samples without plants and with plants, as well as on 98th day for samples without plants and with plants, which did not show significant differences. The results of comparison of beta diversity of the soil bacterial community showed no differences between soils (without and with plants) incubated at different temperatures and sampled on the 7th and 28th days. The contents of total organic carbon and soil organic carbon in the soil remained within error margins and did not depend on the presence of plants or temperature.

Русский. Глобальное изменение климата Земли и вызванные им экологические, экономические и социальные риски связывают с накоплением в атмосфере парниковых газов, особенно СО2. В модельном опыте в условиях вегетационного домика оценивали воздействие температур на рост технической конопли и содержание хлорофилла, накопление углерода в почве под растениями, биоразнообразие и функциональную активность почвенной микробиоты. Все измерения, кроме количества углерода в почве, морфометрических характеристик растений конопли и содержания хлорофилла, выполняли в динамике. Исследования проводили с 14 марта по 19 июня в оранжерее (г. Казань) в 2023 г. Результаты исследования показали, что техническая конопля демонстрирует максимальный рост как надземной, так и подземной частей при температуре 30 °С, где высота растений составила 64,57 см, а корней - 25,27 см. Содержание хлорофилла в листьях конопли варьировало в зависимости от времени и температурного режима; на 28-е сут были выявлены достоверные различия в содержании хлорофилла для всех температур, а максимальные значения наблюдались только на 56-е сут эксперимента. Установлено, что при одной и той же температуре образцы с почвой без конопли и с коноплей достоверно не различались по почвенной микробной биомассе: при 15 °С анализируемый показатель составил соответственно 0,92-0,64 и 0,96-0,62, при 20 °С - 1,92-0,84 и 1,74-1,03, при 30 °С - 3,58-2,06 и 3,08-2,24 мг/кг. Функциональная активность микроорганизмов при всех температурах инкубации на 28-е сут эксперимента в образцах без растений и с растениями и на 98-е сут эксперимента в образцах без растений и с растением достоверно не различалась. Результаты сравнения бета-разнообразия бактериального сообщества почвы показали отсутствие различий между почвами (без растений и с растениями), инкубированными при разных температурах и отобранными на 7-е и 28-е сут. Содержание Собщ. и Сорг. в почве изменялось в пределах ошибки и не зависело от присутствия растений или температуры.