摘要
有机综合作物—牲畜系统（ICLSs）可以改善养分循环和土壤覆盖，但包含小反刍动物的有机轮作中地下养分动态仍缺乏充分描述。本研究评估了肯塔基州中部一个认证有机玉米—大豆—山羊牧场轮作系统中地下水中硝酸盐氮（NO3–N）和磷酸盐磷（PO4–P）的浓度。在随机完全区组设计下，对1米深度的地下水进行了5年监测，共设7个处理：玉米—大豆无牧场处理（CNP）、未放牧多年生牧场（PP）、两个作物阶段（轮作玉米阶段[CS1]和轮作大豆阶段[CS2]）以及三个山羊放牧牧场阶段（P1[第一年山羊放牧牧场]、P2[第二年山羊放牧牧场]和P3[第三年山羊放牧牧场]）。NO3–N表现出显著的处理、年份和处理×年份效应。五年平均NO3–N从PP的6.8 mg L?1到P3的21.1 mg L?1不等，其中CNP浓度显著偏高（19.4 mg L?1）。季节性NO3–N峰值浓度主要出现在每年作物阶段和牧场向作物过渡期间，而PP和早期牧场阶段在持续植被覆盖下通常保持较低浓度。管理性的山羊放牧并未始终增加相对于未放牧牧场的NO3–N浓度。PO4–P的响应与NO3–N不同，年份效应显著但处理间差异有限。五年平均PO4–P从CNP的0.6 mg L?1到PP的1.1 mg L?1不等。总体而言，在有机ICLS中，保持持续覆盖、减少轮作过渡期间的土壤扰动以及管理放牧以保持植被，可能有助于减少养分向地下水的迁移。
通俗语言摘要
结合作物和牲畜的农场通常被视为环境友好型，但它们对地下水的影响仍不够明确。我们对一个认证有机作物—牲畜轮作系统的地下水硝酸盐和磷酸盐进行了5年的研究，该系统包含玉米和大豆的年度种植、未放牧牧场、作物阶段和山羊放牧牧场阶段。硝酸盐最受土壤扰动和年际天气模式的影响。在未放牧牧场和早期牧场阶段，由于保持了植物覆盖，硝酸盐浓度最低；而在年度作物阶段和牧场向作物过渡期间，浓度较高。当植被覆盖完好时，管理性的山羊放牧并未始终增加硝酸盐浓度。磷酸盐主要随时间变化，各处理间差异不大。这些结果表明，在有机作物—牲畜系统中，保持植物覆盖和减少土壤扰动可能有助于减少养分向地下水的迁移。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
数据可用性声明
支持本研究结果的所有数据均可应合理要求从通讯作者处获取。
