人口快速增长，加上城市化进程的加快和工业化进程的推进，导致了人为废物的产生量不断增加，从而加剧了对环境污染的担忧（Kumar和Chopra，2016年）。为了解决这一问题，人们越来越关注利用这些人为废物制作堆肥作为可持续方法的潜力（A. Singh和Agrawal，2008年）。这类堆肥产品被广泛用作各种农业和园艺作物的有机肥料。然而，多项研究指出有机肥料中可能存在重金属污染，这些重金属可能会在植物体内积累并通过食物链进入人体（Singh和Agrawal，2008年；Li等人，2021年）。尽管如此，很少有系统性地研究不同类型的堆肥如何影响不同成熟阶段可食用果实中重金属的积累。因此，本研究旨在探讨堆肥类型和成分是否会对果实成熟过程中的重金属积累产生影响。
据估计，全球每年产生约20.1亿吨市政固体废物，预计到2030年这一数字将增至25.9亿吨（Kaza和Yao，2018年）；其中东亚及太平洋地区产生约4.68亿吨，欧洲和中亚地区约3.59亿吨，拉丁美洲和加勒比地区约1.59亿吨，中东和北非地区约1.29亿吨（Cao等人，2023年）。大约19%的市政固体废物被相关市政委员会转化为堆肥，具体比例因国家和地区而异（Cao等人，2023年）。在斯里兰卡，每天产生约7000吨固体废物，其中约65-66%为易腐有机物（Daily News，2021年）；大约27%的废物被收集起来。由于废物管理的便利性和可持续性，从市政固体废物中生产堆肥已成为大多数国家的常见做法。然而，一些研究指出，市政堆肥的整体质量较差，其重金属含量较高，稳定性变化较大，污染程度也更高，相比之下，来源分离的家庭堆肥的质量更好（Ramísio等人，2023年；Smith，2009a，Smith，2009b；Jodar等人，2017年）。在上述研究中，来源分离的家庭堆肥是由在源头分类处理的绿色废物制成的。
有许多研究测试了有机肥料在蔬菜和水果作物栽培中的效果。例如，Chuangmu等人（无具体日期）研究了施用于菠菜的有机肥料在不同部位的积累情况，并使用原子吸收光谱法（AAS）测量了根部和茎部中的金属浓度，发现某些金属在特定部位有选择性积累。Pandey和Pandey（2009年）研究了大气沉降与土壤贡献对多种蔬菜（番茄、茄子、菠菜、苋菜、胡萝卜、萝卜）中重金属积累的影响，发现露天种植的作物受污染更严重，且土壤贡献较大。Aina等人（2024年）的进一步研究表明，使用不同土壤处理（有机肥料、化学肥料）种植的蔬菜中，即使重金属积累量较低，也可能导致重金属含量升高。相反，Seufert等人（2012年）报告称，仅使用有机肥料会导致作物产量低于使用无机肥料的情况。Einolghozati等人（2023年）通过系统回顾和元分析证实，大多数水果中的重金属含量，尤其是Pb和Cd，经常超过世界卫生组织/联合国粮食及农业组织（WHO/FAO）的安全限值，表明食用这些水果可能存在健康风险。
在果实发育过程中，从结果形成和早期细胞分裂阶段到成熟阶段，由于代谢活动的变化以及果实生理需求的改变，营养成分会发生显著变化（Hocking等人，2016年；Li等人，2021年；Klie等人，2014年）。果实早期生长通常以细胞快速分裂和扩展为特征，对矿物质元素的需求较高。随着果实成熟，主要的养分运输途径从木质部转变为韧皮部介导的运输，因为木质部的功能减弱且水力阻力增加（Tilbrook和Tyerman，2009年；Brummell等人，2004年）。因此，进入果实的养分类型和数量，包括来自肥料的重金属，会随着发育阶段的不同而变化（Mawari等人，2022年；Prabagar等人，2021年；Guerra Sierra等人，2021年）。然而，很少有研究定量分析不同肥料在果实发育过程中对重金属积累的影响，这在实际栽培和收获条件下留下了理解养分动态的空白。
尽管有许多研究评估了蔬菜和水果中的重金属积累情况（例如，Prabagar等人，2021年；Mawari等人，2022年），但大多数研究要么集中在单一作物（Sagagi等人，2022年；Nepal等人，2024年）、单一发育阶段（Demirci等人，2026年；Chmielewski等人，2025年；Paradelo等人，2020a），要么是通用肥料的应用（Ali和Ahirwar，2025年；Nepal等人，2024年；Medyńska-Juraszek等人，2020a），而没有系统地比较不同类型的人为废物堆肥。评估堆肥类型至关重要，因为正如Hargreaves等人（2008年）所报道的，市政堆肥和来源分离的家庭堆肥被农民和园丁广泛认为是可持续的肥料，但它们的成分、稳定性和污染程度可能存在很大差异，直接影响作物的重金属吸收，并可能带来食品安全风险（Zaib等人，2023年；Medyńska-Juraszek等人，2020a）。此外，果实成熟过程中重金属积累的动态变化在实际田间条件下仍很大程度上未被探索。本研究通过比较多种堆肥类型并监测不同果实发育阶段的重金属积累情况，填补了这一重要空白，同时将研究结果与WHO/FAO的安全标准进行了对比。通过整合堆肥类型、果实时间监测和食品安全考虑，本研究为了解人为废物衍生肥料如何影响作物发育过程中的重金属动态提供了新的见解，为可持续堆肥管理、监管框架和安全农业实践提供了指导。
因此，本研究旨在探讨有机肥料的应用如何影响番茄（Solanum lycopersicum L）在不同成熟阶段中重金属的积累。假设在全球范围内，每年产生的市政固体废物约为20.1亿吨，预计到2030年这一数字将达到25.9亿吨（Kaza和Yao，2018年）；其中东亚及太平洋地区产生约4.68亿吨，欧洲和中亚地区约3.59亿吨，拉丁美洲和加勒比地区约1.59亿吨，中东和北非地区约1.29亿吨（Cao等人，2023年）。大约19%的市政固体废物被相应的市政委员会转化为堆肥（Cao等人，2023年）。在斯里兰卡，每天产生约7000吨固体废物，其中约65-66%为易腐有机物（Daily News，2021年）；大约27%的废物被收集起来。由于废物管理的便利性和可持续性，从市政固体废物中生产堆肥已成为大多数国家的普遍做法。然而，一些研究指出，市政堆肥的整体质量较差，其重金属含量较高，稳定性变化较大，污染程度也更高（Ramísio等人，2023年；Smith，2009a，Smith，2009b；Jodar等人，2017年）。在这些研究中，来源分离的家庭堆肥是由在源头分类处理的绿色废物制成的。
有许多研究测试了有机肥料在蔬菜和水果作物栽培中的效果。例如，Chuangmu等人（无具体日期）研究了施用于菠菜的有机肥料的不同积累情况，并使用原子吸收光谱法（AAS）测量了根部和茎部中的金属浓度，发现某些金属在特定部位有选择性积累。Pandey和Pandey（2009年）研究了大气沉降与土壤贡献对多种蔬菜（番茄、茄子、菠菜、苋菜、胡萝卜、萝卜）中重金属积累的影响，发现露天种植的作物受污染更严重，土壤的贡献较大。Aina等人（2024年）的进一步研究表明，使用有机肥料处理的蔬菜中重金属积累量较低，但即使是较低水平的有机肥料也可能导致重金属含量升高。与此相反，Seufert等人（2012年）报告称，仅使用有机肥料会导致作物产量低于使用无机肥料的情况。Einolghozati等人（2023年）通过系统回顾和元分析证实，大多数水果中的重金属含量，尤其是Pb和Cd，经常超过世界卫生组织/联合国粮食及农业组织（WHO/FAO）的安全限值，表明食用这些水果可能存在健康风险。
在果实发育过程中，从结果形成和早期细胞分裂阶段到成熟阶段，由于代谢活动的变化和果实生理需求的变化，营养成分会发生显著变化（Hocking等人，2016年；Li等人，2021年；Klie等人，2014年）。果实早期生长通常以细胞快速分裂和扩展为特征，对矿物质元素的需求较高。随着果实成熟，主要的养分运输途径从木质部转变为韧皮部介导的运输，因为木质部的功能减弱且水力阻力增加（Tilbrook和Tyerman，2009年；Brummell等人，2004年）。因此，进入果实的养分类型和数量，包括来自肥料的重金属，会随着发育阶段的不同而变化（Mawari等人，2022年；Prabagar等人，2021年；Guerra Sierra等人，2021年）。然而，很少有研究定量分析不同肥料在果实发育过程中对重金属积累的影响，这在实际栽培和收获条件下留下了理解养分动态的空白。
尽管有许多研究评估了蔬菜和水果中的重金属积累情况（例如，Prabagar等人，2021年；Mawari等人，2022年），但大多数研究要么集中在单一作物（Sagagi等人，2022年；Nepal等人，2024年）、单一发育阶段（Demirci等人，2026年；Chmielewski等人，2025年；Paradelo等人，2020a），要么是通用肥料的应用（Ali和Ahirwar，2025年；Nepal等人，2024年；Medyńska-Juraszek等人，2020a），而没有系统地比较不同类型的人为废物堆肥。评估堆肥类型至关重要，因为正如Hargreaves等人（2008年）所报道的，市政堆肥和来源分离的家庭堆肥被农民和园丁广泛认为是可持续的肥料，但它们的成分、稳定性和污染程度可能差异很大，直接影响作物的重金属吸收，并可能带来食品安全风险（Zaib等人，2023年；Medyńska-Juraszek等人，2020a）。此外，果实成熟过程中重金属积累的动态变化在实际田间条件下仍大部分未被探索。本研究通过比较多种堆肥类型并监测不同果实发育阶段的重金属积累情况，填补了这一关键空白，同时将研究结果与WHO/FAO的安全标准进行了对比。通过整合堆肥类型、果实时间监测和食品安全考虑，本研究为了解人为废物衍生肥料如何影响作物发育过程中的重金属动态提供了新的见解，为可持续堆肥管理、监管框架和安全农业实践提供了指导。
因此，本研究旨在探讨有机肥料的应用如何影响番茄（Solanum lycopersicum L）在不同成熟阶段中重金属的积累。假设堆肥类型和成熟时间都会影响番茄果实中的重金属含量，成熟时间较长会导致更多的积累。本研究的结果将增强食品安全保障，支持可持续的废物转化为堆肥的管理，并促进对果实中重金属吸收的科学研究，为确定最佳收获阶段以减少重金属积累提供依据，同时确保消费者安全和采后质量。本研究评估了堆肥来源的重金属对土壤-植物系统的影响，有助于实现可持续发展目标12、11和15，促进安全的市政废物再利用、改善城市废物管理和保护陆地生态系统。
