人口快速增長，加上城市化進程的加快和工業化進程的推進，導致了人為廢物的產生量不斷增加，從而加劇了對環境污染的擔憂（Kumar和Chopra，2016年）。為了解決這一問題，人們越來越關注利用這些人為廢物制作堆肥作為可持續方法的潛力（A. Singh和Agrawal，2008年）。這類堆肥產品被廣泛用作各種農業和園藝作物的有機肥料。然而，多項研究指出有機肥料中可能存在重金屬污染，這些重金屬可能會在植物體內積累并通過食物鏈進入人體（Singh和Agrawal，2008年；Li等人，2021年）。盡管如此，很少有系統性地研究不同類型的堆肥如何影響不同成熟階段可食用果實中重金屬的積累。因此，本研究旨在探討堆肥類型和成分是否會對果實成熟過程中的重金屬積累產生影響。
據估計，全球每年產生約20.1億噸市政固體廢物，預計到2030年這一數字將增至25.9億噸（Kaza和Yao，2018年）；其中東亞及太平洋地區產生約4.68億噸，歐洲和中亞地區約3.59億噸，拉丁美洲和加勒比地區約1.59億噸，中東和北非地區約1.29億噸（Cao等人，2023年）。大約19%的市政固體廢物被相關市政委員會轉化為堆肥，具體比例因國家和地區而異（Cao等人，2023年）。在斯里蘭卡，每天產生約7000噸固體廢物，其中約65-66%為易腐有機物（Daily News，2021年）；大約27%的廢物被收集起來。由于廢物管理的便利性和可持續性，從市政固體廢物中生產堆肥已成為大多數國家的常見做法。然而，一些研究指出，市政堆肥的整體質量較差，其重金屬含量較高，穩定性變化較大，污染程度也更高，相比之下，來源分離的家庭堆肥的質量更好（Ramísio等人，2023年；Smith，2009a，Smith，2009b；Jodar等人，2017年）。在上述研究中，來源分離的家庭堆肥是由在源頭分類處理的綠色廢物制成的。
有許多研究測試了有機肥料在蔬菜和水果作物栽培中的效果。例如，Chuangmu等人（無具體日期）研究了施用于菠菜的有機肥料在不同部位的積累情況，并使用原子吸收光譜法（AAS）測量了根部和莖部中的金屬濃度，發現某些金屬在特定部位有選擇性積累。Pandey和Pandey（2009年）研究了大氣沉降與土壤貢獻對多種蔬菜（番茄、茄子、菠菜、莧菜、胡蘿卜、蘿卜）中重金屬積累的影響，發現露天種植的作物受污染更嚴重，且土壤貢獻較大。Aina等人（2024年）的進一步研究表明，使用不同土壤處理（有機肥料、化學肥料）種植的蔬菜中，即使重金屬積累量較低，也可能導致重金屬含量升高。相反，Seufert等人（2012年）報告稱，僅使用有機肥料會導致作物產量低于使用無機肥料的情況。Einolghozati等人（2023年）通過系統回顧和元分析證實，大多數水果中的重金屬含量，尤其是Pb和Cd，經常超過世界衛生組織/聯合國糧食及農業組織（WHO/FAO）的安全限值，表明食用這些水果可能存在健康風險。
在果實發育過程中，從結果形成和早期細胞分裂階段到成熟階段，由于代謝活動的變化以及果實生理需求的改變，營養成分會發生顯著變化（Hocking等人，2016年；Li等人，2021年；Klie等人，2014年）。果實早期生長通常以細胞快速分裂和擴展為特征，對礦物質元素的需求較高。隨著果實成熟，主要的養分運輸途徑從木質部轉變為韌皮部介導的運輸，因為木質部的功能減弱且水力阻力增加（Tilbrook和Tyerman，2009年；Brummell等人，2004年）。因此，進入果實的養分類型和數量，包括來自肥料的重金屬，會隨著發育階段的不同而變化（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實發育過程中對重金屬積累的影響，這在實際栽培和收獲條件下留下了理解養分動態的空白。
盡管有許多研究評估了蔬菜和水果中的重金屬積累情況（例如，Prabagar等人，2021年；Mawari等人，2022年），但大多數研究要么集中在單一作物（Sagagi等人，2022年；Nepal等人，2024年）、單一發育階段（Demirci等人，2026年；Chmielewski等人，2025年；Paradelo等人，2020a），要么是通用肥料的應用（Ali和Ahirwar，2025年；Nepal等人，2024年；Medyńska-Juraszek等人，2020a），而沒有系統地比較不同類型的人為廢物堆肥。評估堆肥類型至關重要，因為正如Hargreaves等人（2008年）所報道的，市政堆肥和來源分離的家庭堆肥被農民和園丁廣泛認為是可持續的肥料，但它們的成分、穩定性和污染程度可能存在很大差異，直接影響作物的重金屬吸收，并可能帶來食品安全風險（Zaib等人，2023年；Medyńska-Juraszek等人，2020a）。此外，果實成熟過程中重金屬積累的動態變化在實際田間條件下仍很大程度上未被探索。本研究通過比較多種堆肥類型并監測不同果實發育階段的重金屬積累情況，填補了這一重要空白，同時將研究結果與WHO/FAO的安全標準進行了對比。通過整合堆肥類型、果實時間監測和食品安全考慮，本研究為了解人為廢物衍生肥料如何影響作物發育過程中的重金屬動態提供了新的見解，為可持續堆肥管理、監管框架和安全農業實踐提供了指導。
因此，本研究旨在探討有機肥料的應用如何影響番茄（Solanum lycopersicum L）在不同成熟階段中重金屬的積累。假設在全球范圍內，每年產生的市政固體廢物約為20.1億噸，預計到2030年這一數字將達到25.9億噸（Kaza和Yao，2018年）；其中東亞及太平洋地區產生約4.68億噸，歐洲和中亞地區約3.59億噸，拉丁美洲和加勒比地區約1.59億噸，中東和北非地區約1.29億噸（Cao等人，2023年）。大約19%的市政固體廢物被相應的市政委員會轉化為堆肥（Cao等人，2023年）。在斯里蘭卡，每天產生約7000噸固體廢物，其中約65-66%為易腐有機物（Daily News，2021年）；大約27%的廢物被收集起來。由于廢物管理的便利性和可持續性，從市政固體廢物中生產堆肥已成為大多數國家的普遍做法。然而，一些研究指出，市政堆肥的整體質量較差，其重金屬含量較高，穩定性變化較大，污染程度也更高（Ramísio等人，2023年；Smith，2009a，Smith，2009b；Jodar等人，2017年）。在這些研究中，來源分離的家庭堆肥是由在源頭分類處理的綠色廢物制成的。
有許多研究測試了有機肥料在蔬菜和水果作物栽培中的效果。例如，Chuangmu等人（無具體日期）研究了施用于菠菜的有機肥料的不同積累情況，并使用原子吸收光譜法（AAS）測量了根部和莖部中的金屬濃度，發現某些金屬在特定部位有選擇性積累。Pandey和Pandey（2009年）研究了大氣沉降與土壤貢獻對多種蔬菜（番茄、茄子、菠菜、莧菜、胡蘿卜、蘿卜）中重金屬積累的影響，發現露天種植的作物受污染更嚴重，土壤的貢獻較大。Aina等人（2024年）的進一步研究表明，使用有機肥料處理的蔬菜中重金屬積累量較低，但即使是較低水平的有機肥料也可能導致重金屬含量升高。與此相反，Seufert等人（2012年）報告稱，僅使用有機肥料會導致作物產量低于使用無機肥料的情況。Einolghozati等人（2023年）通過系統回顧和元分析證實，大多數水果中的重金屬含量，尤其是Pb和Cd，經常超過世界衛生組織/聯合國糧食及農業組織（WHO/FAO）的安全限值，表明食用這些水果可能存在健康風險。
在果實發育過程中，從結果形成和早期細胞分裂階段到成熟階段，由于代謝活動的變化和果實生理需求的變化，營養成分會發生顯著變化（Hocking等人，2016年；Li等人，2021年；Klie等人，2014年）。果實早期生長通常以細胞快速分裂和擴展為特征，對礦物質元素的需求較高。隨著果實成熟，主要的養分運輸途徑從木質部轉變為韌皮部介導的運輸，因為木質部的功能減弱且水力阻力增加（Tilbrook和Tyerman，2009年；Brummell等人，2004年）。因此，進入果實的養分類型和數量，包括來自肥料的重金屬，會隨著發育階段的不同而變化（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實發育過程中對重金屬積累的影響，這在實際栽培和收獲條件下留下了理解養分動態的空白。
盡管有許多研究評估了蔬菜和水果中的重金屬積累情況（例如，Prabagar等人，2021年；Mawari等人，2022年），但大多數研究要么集中在單一作物（Sagagi等人，2022年；Nepal等人，2024年）、單一發育階段（Demirci等人，2026年；Chmielewski等人，2025年；Paradelo等人，2020a），要么是通用肥料的應用（Ali和Ahirwar，2025年；Nepal等人，2024年；Medyńska-Juraszek等人，2020a），而沒有系統地比較不同類型的人為廢物堆肥。評估堆肥類型至關重要，因為正如Hargreaves等人（2008年）所報道的，市政堆肥和來源分離的家庭堆肥被農民和園丁廣泛認為是可持續的肥料，但它們的成分、穩定性和污染程度可能差異很大，直接影響作物的重金屬吸收，并可能帶來食品安全風險（Zaib等人，2023年；Medyńska-Juraszek等人，2020a）。此外，果實成熟過程中重金屬積累的動態變化在實際田間條件下仍大部分未被探索。本研究通過比較多種堆肥類型并監測不同果實發育階段的重金屬積累情況，填補了這一關鍵空白，同時將研究結果與WHO/FAO的安全標準進行了對比。通過整合堆肥類型、果實時間監測和食品安全考慮，本研究為了解人為廢物衍生肥料如何影響作物發育過程中的重金屬動態提供了新的見解，為可持續堆肥管理、監管框架和安全農業實踐提供了指導。
因此，本研究旨在探討有機肥料的應用如何影響番茄（Solanum lycopersicum L）在不同成熟階段中重金屬的積累。假設堆肥類型和成熟時間都會影響番茄果實中的重金屬含量，成熟時間較長會導致更多的積累。本研究的結果將增強食品安全保障，支持可持續的廢物轉化為堆肥的管理，并促進對果實中重金屬吸收的科學研究，為確定最佳收獲階段以減少重金屬積累提供依據，同時確保消費者安全和采后質量。本研究評估了堆肥來源的重金屬對土壤-植物系統的影響，有助于實現可持續發展目標12、11和15，促進安全的市政廢物再利用、改善城市廢物管理和保護陸地生態系統。
