ISO 14870 土壤品質 - 以緩衝 DTPA 溶液萃取微量元素

國際標準化組織 (ISO) 發布的 ISO 14870《土壤品質—以緩衝 DTPA 溶液萃取微量元素》標準描述了一種使用緩衝二乙烯三胺五乙酸 (DTPA) 溶液從土壤樣本中提取微量元素的方法。此方法主要用於評估土壤中銅、鐵、錳和鋅的有效性，以供植物生長。

本標準方法優選用於pH值大於6的土壤。萃取物中也可能檢測到鎘、鉻、鎳和鉛等潛在毒性元素。對於含有大量上述一種或多種元素的土壤，DTPA絡合能力的不足可能會降低這些元素的萃取效率。

本標準未規定萃取物中微量元素的測定方法。

原則上，土壤樣本在攝氏 20 度下，在溫和搖晃的條件下，以 1:2 (m/V) 的土壤：溶液萃取比，在含有可溶性微量元素、三乙醇胺、氯化鈣和二乙烯三胺五乙酸 (DTPA) 的混合緩衝溶液 (pH = 7,3) 中進行萃取。

萃取液中微量元素的測定可採用火焰原子吸收光譜法、電熱原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法或其他相關技術。由於萃取率相對較高，在吸附能力強的土壤中獲得足夠的萃取液可能具有挑戰性。

實驗室樣本取自經ISO 11464標準預處理並通過2毫米篩的風乾土壤樣本的一部分。另取一部分樣品用於依據ISO 11465標準測定其含水量。

萃取步驟如下：以塑膠刮刀稱取10,00 g實驗室樣品，轉移至100 ml容器中。用移液管或滴管加入20,0 ml萃取液。將容器密封，置於20℃±7℃的振盪器上振盪2小時。取部分萃取液倒入離心管中，以3000 g離心10分鐘。用濾膜過濾上清液。分離各相後，將萃取液轉移至聚乙烯瓶中，並在48小時內進行分析。每次分析均進行空白萃取，步驟相同，但不加入土壤樣本。

在環境科學和農業領域，評估土壤健康對於永續農業、土地管理和生態系統保護至關重要。土壤分析的關鍵在於確定植物生長所需的微量元素（如銅、鐵、錳和鋅等）的生物有效性。 ISO 14870 標準提供了一種從土壤樣本中提取這些微量元素的標準化方法，從而能夠準確估算其植物可利用部分。

土壤是一個複雜的基質，受pH值、有機質含量和礦物組成等因素的影響，這些因素會影響植物對微量元素的結合和釋放。傳統的元素總量分析往往會高估元素的有效性，因為它包含了存在於礦物或有機複合物中的、生物無法利用的元素形式。 ISO 14870標準提出了一種選擇性萃取技術，該技術使用緩衝的二乙烯三胺五乙酸（DTPA）溶液，DTPA是一種螯合劑，能夠模擬根系分泌物，僅溶解這些元素中可變的、植物可利用的部分。

本標準的主要目的是透過在全球實驗室提供可重複的結果，為農藝決策（例如施肥建議和養分缺乏症的糾正）提供支援。本標準確保環境監測的一致性並符合相關法規。具體而言，本方法適用於中性至微鹼性土壤（pH 5,5-7,5），這類土壤中微量元素缺乏症較為常見。

ISO 14870 標準廣泛應用於以下領域：

• 農業：指導玉米、大豆和柑橘類水果等植物的微量元素施肥；這些植物缺乏微量元素會導致產量下降 10-30%。
• 環境監測：評估城市或工業區土壤污染的風險，並協助進行修復工作。
• 研究：支持土壤-植物交互作用以及氣候變遷對養分動態影響的研究。

然而，該方法也存在局限性。在強酸性（pH 值高達 5,5）或鈣質土壤中，此方法的效率會降低，此時可能需要使用其他萃取劑，例如 Mehlich-3。在微量元素過量的土壤中，DTPA 可能達到飽和，從而低估其有效性。此外，該標準僅關注萃取過程，而未涉及後續測量，因此需要與其他標準（例如用於水質分析的 ISO 11885）進行整合。

根據聯合國估計，隨著全球糧食需求不斷增長，土壤退化影響了33%的耕地，ISO 14870及類似標準在精準農業中發揮至關重要的作用。該標準透過規範DTPA提取方法，促進了國際數據的可比較性，並支持了歐盟土壤監測指令等政策的實施。近期獲得批准，以及針對自動化系統的改進（提高了商業實驗室的效率），都體現了ISO 14870標準的持久重要性。

ISO 14870 標準非常重要，因為它是一項全球公認、經過科學驗證且實用的標準，使農民、農業工程師、研究人員和監管機構能夠可靠地了解土壤中鋅、鐵、錳和銅的含量，尤其是在養活世界大部分人口的廣闊中性至鹼性土壤地區。

總之，ISO 14870 標準不僅僅是一項技術規程；它更是一種將土壤科學與永續實踐結合的工具，能夠準確測量並利用土壤中隱藏的微量元素。對於從事農業或環境領域的人員而言，採用此標準有助於深入了解土壤肥力，從而直接影響生產力和地球健康。

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