張振強（上海園林綠化建設有限公司， 上海 200333）

城市綠化景觀的發(fā)展，離不開土壤這一賴以生存的根本。綠化建設工程中的原土收集與儲存，往往受到施工場地條件的限制，夾雜有大量的建筑垃圾、基坑土。較之壤土，其有機質含量低、黏性大、團粒結構差、鹽堿程度高，不適合直接用于綠化種植。針對此類土壤質量問題，目前的修復一般采取稀釋后摻外加劑或者異位置換，但這些方法的外摻、運載工程量大、成本高，對工程造價控制很不利。因此，機械化土壤原位修復，不失為一條簡單且便于操作的種植土改良新途徑。通過該方法改良的土壤，其理化性狀可大大改善，為園林植物創(chuàng)造更好的生長條件，也是提高成活率的重要保證。

1 工藝介紹

1.1 技術簡介

針對上海城市綠化普遍存在的種植土活力低，新栽苗木對生長環(huán)境適應性差的情況，新型的微生物改良工藝技術與傳統(tǒng)改良方式的不同點在于，其是將園林綠化種植土的改良重點集中在提升土壤的活力上，而非一味追求增加土壤的肥力。通過機械化和人工作業(yè)相結合的操作方法，對土壤進行原位改良和修復。這樣做最大的優(yōu)點在于克服了單純依靠土壤肥力改良所無法改善的土壤結構受損和土壤活力下降的難題，從而在根本上解決了新種苗木對環(huán)境的適應性差、根系恢復慢等問題，可明顯提高苗木的成活率和生長狀態(tài)，提升景觀質量[1]。

1.2 工藝特點

本工藝的特點是操作設備和工序簡便、機械化程度高、無須進土換土、外添材料少、改良效果明顯、效果長期穩(wěn)定。根據施工部位的實際情況，因地制宜靈活選擇機械或人工作業(yè)方法，可就地或就近集中對原土進行原位處理。與傳統(tǒng)物理稀釋法需摻入大量介質不同，這項土壤活力改良技術僅需添加少量的微生物材料，即可有效保護土壤的團粒結構不受損害。

1.3 科學原理

原土的活力下降是由于其特有的團粒結構在環(huán)境和人為因素的破壞下造成的，其特征表現為土壤中有機質含量和微生物代謝活躍程度的降低和停滯[2]。針對這種情況，本工藝首先借助專業(yè)機械設備對退化原土在原位實施物理淋洗，通過去除雜質提高原土的純度和顆粒度。其次利用原土在物理淋洗過程中，其本身菌落總量出現瞬時空缺的特點，按比例向處理后的原土中添加微生物復合有益菌（即目標功能菌，其中包含多種乳酸菌、芽孢桿菌和放線菌等），從而形成有益菌在原土中的占位優(yōu)勢。

微生物功能菌與原土中的土著微生物代謝后產生大量營養(yǎng)物質，包括多種維生素和氨基酸，這些是氮磷鉀等化學肥料所無法生成和替代的。這些營養(yǎng)物質的產生，可以改善和提高原土的疏松度和透氣性、滲水性，重建和加強土壤中放線菌的存在空間，進而降低原土的酸堿度以及部分重金屬含量，完善和鞏固土壤團粒結構與活力[2]。

1.4 施工方法

先對原土或客土進行本底調查，取得原始土壤的基本理化指標，再綜合分析和運用評估，確立工程的對應配方，按照不同比例添加微生物土壤修復劑和必要的輔料，通過機械的翻挖、去雜、粉碎、過篩，一次性完成土壤的改良流程。

2 工程概況

2.1 項目簡介

工程名稱：上海植物園北區(qū)改擴建工程。

建設地點：上海市徐匯區(qū)龍吳路 1111 號，張家塘港以北規(guī)劃 xh293-08 地塊內，總用地面積 22.2445 萬 m2，其中綠化種植區(qū)域（土壤改良面積）約15 萬 m2。

2.2 建設目標

上海植物園北區(qū)改造項目的植物品種相當豐富，包括有大量的珍惜、名貴植物，所需生境復雜，比起普通公園綠地對土壤土質有更嚴格的要求。除了滿足植物的基本生長需求，對各種景觀樹種的展示效果，如開花、變葉、結果的時間控制，也有更高的質量標準。因此，設定的土壤改良目標為：建立適宜植物生長、環(huán)境質量健康、團粒結構良好可維持完整自然生物群落的生態(tài)土壤體系[3]。

3 改良配方

根據以往的施工經驗以及本項目的實地調查情況，總結出這次土壤改良過程中面臨的主要問題有：建設范圍大，需改造的工程量多，工期緊張，交叉施工、機械反復碾壓等因素容易造成土壤板結、滲透性差、易積水現象，影響植物生長。同時項目建設中的拆除和河道清淤工作將產生大量建筑垃圾和淤泥土，會使土壤的密度升高，阻礙根系的恢復和生長。

鑒于以上項目現狀分析，本次施工采用的是以機械為主、人工為輔的施工方法。根據對原土理化性能分析后得到的結果，確定了改良土用劑的主要材料，主要包含了微生物土壤活力改良劑、有機質、黃沙、極微量元素調節(jié)劑。

這其中，重點是依靠微生物功能菌來改善和促進土壤團粒結構形成，提高土壤的透氣性、疏松度、滲水性，提高有機質含量。并且考慮到園中的大部分觀賞植物均喜中性或弱酸性土壤，因此在使用有機介質的基礎上，額外增加了酸性土壤調理劑對種植土進行針對性的調酸改良，來進一步促進土壤對養(yǎng)分的轉化和平衡，降低 pH[3]。

確立了改良劑的主材，我們在 15萬 m2的綠化區(qū)域內，還根據植物形態(tài)大小以及生長特性，分別擬定了更加細致的專類配方，做到分級、分區(qū)、分類型改良，經濟與效益的統(tǒng)一。

喬木：原土 90%、黃沙 2.5%、有機質 4%、微生物土壤活力改良劑 3.5% 及微量元素添加劑。

基于模型的標定方式主要是通過在工業(yè)機器人建模、測量和參數識別層面上的校準補償。該方法主要運用于由于運動學模型的參數誤差，根據工業(yè)機器人而言，運動學模式的參數誤差問題不能夠直接用定位誤差修正方式，這是因而模型中的相關參數都是非線性耦合的，這些參數之間相互影響，單純的實現某一個參數的可靠性和精度的調整是不可能的。同時也是因為機器人的運動學的關節(jié)角的該變量的不定性所影響，當前可以對其的運動末端的位姿進行求解，主要方式如下：

灌木：原土 92%、黃沙 2%、有機質 3%、微生物土壤活力改良劑 3% 及微量元素添加劑。

地被：原土 94%、黃沙 1.5%、有機質 1.5%、微生物土壤活力改良劑 3%。

草坪：原土 97%、有機質 1%、微生物土壤活力改良劑2%，最后鋪設 3～5 cm 黃沙墊層鑿平。

耐鹽堿樹種：原土 92%、黃沙 2%、有機質 2%、微生物土壤活力改良劑 4%。

弱酸性中性樹種：原土 92%、黃沙 2%、有機質 3%、微生物土壤活力改良劑 3%。

喜酸性樹種：原土 90%、黃沙 2%、有機質 3%、微生物土壤活力改良劑 5%。

從上述配方中可以看出，本項技術大量利用了原土，從而減少外部添加物的使用，確保土壤團粒結構不受添加物的稀釋和影響，并且避免了過于依賴黃沙等礦石結構造成的泥漿效應，從根本上控制和降低了植物的死亡率[4]。

4 施工工藝流程

4.1 工藝流程

工藝流程如圖 1 所示。

圖 1 微生物土壤活力改良施工工藝流程

4.2 操作要點

（1）原土或客土的檢測：開工前，先對整體改造區(qū)域范圍內的原土進行實地調查，尤其是一些專類園等重要的景觀展示區(qū)，現場按取樣規(guī)范多點取樣，送檢測站分析常規(guī)指標。主要的理化指標為 pH、有機質等，同時采樣留存，以便對改良前后的土樣進行對比。

（2）確立土壤改良方案：取得原始土壤檢測的基本數據，根據改造范圍劃分標準，確定基本的改良土壤配方；機械化土壤改良場地的考察與確定，鋪筑臨時施工便道，以及材料堆放場所，確保有充足的工位適合機械施工作業(yè)、堆置輔料。

（3）改良土壤的機械化操作：機械設備的預熱、準備；機械設備的分工、配合、開工；機械設備的維護和保養(yǎng)。

（4）改良土壤的施工與配置：將場內原土及需要改良的外進土進行淋洗、初篩，然后按不同配方比例添加輔料和復合有益菌，通過土壤混拌設備磨細、拌勻，最后成為改良好的成品種植土堆置在目標地點。

4.3 設備材料

本項目總計改良土壤方量為 45 520 m3，主要采用的設備為多功能機械斗（DS3 系列），輔以挖機和短駁卡車。該混拌設備在天氣晴朗時，一天最多可拌 350 m3，我們準備了 3 臺機械同時開工，最終花費 9 周時間全部完成。輔料在配方中只占到 3%～10% 的比重，其中黃沙用的是0.4～ 2 mm 粒徑的河沙，微生物改良劑的活菌總量達到每克 0.2 億以上。

5 結 語

經過微生物改良后的土壤，其理化性能、團粒結構、養(yǎng)分指標趨于合理。通過就地改良，減少了原土的外運和客土回填的工作量，避免了資源的浪費，減少環(huán)境污染。盡管此工藝在前期投入的機械設備和材料比傳統(tǒng)改良方法高，但是后期的養(yǎng)護成本可大大減少，有利于工程建設的成本控制，其經濟效益不言而喻[5]。

更重要的是，這項微生物改良技術，不但能夠立竿見影、迅速起效，而且它對整個土壤理化性能的調理，具有相當持久的長效性。改造后的種植土，活力遠勝從前，對園林植物的長勢恢復，起到了相當明顯的促進作用，使建設工程的景觀面貌煥然一新、充滿生機。其蘊藏著巨大的經濟效益、社會效益、生態(tài)效益，未來的前景發(fā)展值得關注。