稻草及其景觀應(yīng)用研究

雷凌華 肖 悠 唐京華

(懷化學(xué)院風(fēng)景園林學(xué)院，湖南 懷化 418008)

·園林·綠化·

稻草及其景觀應(yīng)用研究

雷凌華 肖 悠 唐京華

(懷化學(xué)院風(fēng)景園林學(xué)院，湖南 懷化 418008)

基于稻草的結(jié)構(gòu)、組成及其基本特性，探討了稻草的景觀特性、工程特性、防腐防蟲(chóng)措施及其園林應(yīng)用特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)了稻草顯著的工程價(jià)值、景觀價(jià)值及生態(tài)價(jià)值，指出廢棄稻草資源景觀化的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是推動(dòng)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)、可持續(xù)生態(tài)園林建設(shè)、緩解資源緊缺、實(shí)現(xiàn)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。

稻草，生態(tài)材料，工程應(yīng)用，風(fēng)景園林

中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，稻草是中國(guó)第一大農(nóng)作物秸稈，稻草秸稈資源十分豐富。根據(jù)中國(guó)國(guó)家糧油信息中心2014年12月發(fā)布的消息，2014年中國(guó)早稻產(chǎn)量為3 401萬(wàn)t，而中晚稻產(chǎn)量為1.38億t。由于早稻草谷比主要取值范圍在0.60～0.75左右，中晚稻草谷比主要取值范圍在0.8～1.2之間[1]，據(jù)此可發(fā)現(xiàn)2014年稻草產(chǎn)量達(dá)1.61億t。由于稻草秸稈分布零散、體積大、收集運(yùn)輸成本高，以至于稻草的綜合利用效益差，產(chǎn)業(yè)化程度低，大量稻草秸稈資源未被充分利用，浪費(fèi)嚴(yán)重，而且因焚燒造成大氣環(huán)境污染。目前，稻草主要應(yīng)用于生產(chǎn)一次性餐具、造紙、加工板材、稻草編織、牲畜飼料、種植食用菌、肥料等方面。開(kāi)發(fā)稻草秸稈廢棄物，應(yīng)用于風(fēng)景園林工程建設(shè)，將是推動(dòng)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)、可持續(xù)的生態(tài)風(fēng)景園林建設(shè)、緩解資源緊缺、實(shí)現(xiàn)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。

1 稻草內(nèi)涵及分布

稻草即水稻的莖，通常指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中在稻谷成熟時(shí)將稻谷脫粒收集后留下的蓮桿、葉片與穗部總稱，它是全球最豐富的木質(zhì)纖維素類資源之一。中國(guó)南北各地均有水稻的栽培區(qū)。

2 稻草的化學(xué)組成及其結(jié)構(gòu)

稻草主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和果膠、蠟質(zhì)等組成。稻草木質(zhì)素分子量小，含量低，其溶出的活化能較低，約為木材木質(zhì)素溶出活化能的一半，因此，蒸煮稻草溫度在用堿量適當(dāng)時(shí)，可控制最高蒸煮溫度150 ℃。稻草半纖維素含量較高，具有堿易溶性。稻草纖維的灰分含量遠(yuǎn)高于木材纖維，稻草中灰分含量達(dá)到10%以上，灰分主要成分是二氧化硅。

稻草疏松多孔，葉、穗和節(jié)部位存在大量的薄壁細(xì)胞，薄壁細(xì)胞長(zhǎng)度很短、腔大而壁薄，吸液量大。稻草表皮細(xì)胞中的長(zhǎng)細(xì)胞呈鋸齒形，可提高細(xì)胞間的結(jié)合強(qiáng)度，而短細(xì)胞含有大量高度硅質(zhì)化的硅細(xì)胞。稻草纖維又細(xì)又短，纖維長(zhǎng)度277.2 μm～1 981.6 μm，纖維寬度3.9 μm～18.1 μm，細(xì)胞壁厚2.6 μm～4.8 μm[2]。

3 稻草的主要特性

1)稻草的力學(xué)特性。稻草內(nèi)部結(jié)構(gòu)較松散，其外殼致密，強(qiáng)度也較高，韌性極佳，但剛度極弱。2)稻草的物理性質(zhì)。稻草具空心結(jié)構(gòu)，草莖本身具空氣保溫間層，易受潮、腐爛、生蟲(chóng)。稻草是一種有機(jī)物，干燥后的草料極易燃燒。因此，稻草的防護(hù)不但要注意防水、防腐、防蟲(chóng)，還要防火。3)稻草的景觀特性。a.意境象征性。稻草有一種天然的粗獷而原始的野趣，自然，無(wú)加工痕跡。古時(shí)，眾多隱士向往桃園仙境，逃避世事，覓山水俱佳之絕境，結(jié)草為廬，度閑云野鶴的生活，與世無(wú)爭(zhēng)。稻草屋、草廬常成為桃園仙境畫(huà)面中不可或缺的一個(gè)表現(xiàn)元素。b.紋理構(gòu)圖性。稻草多呈線條形，其平行脈絡(luò)、凹凸紋理、秸稈節(jié)理及葉鞘常常是人們喜愛(ài)的自然構(gòu)圖靈感來(lái)源，具有其他材質(zhì)不可比擬的表現(xiàn)力。稻草屋面厚實(shí)感強(qiáng)，隨風(fēng)飄逸，賦予人以生態(tài)環(huán)保的氣息。4)稻草的工程性質(zhì)。稻草資源十分豐富，非常容易獲得，可塑性強(qiáng)，易加工。稻草雖然壽命周期短，但作為一種可完全自然降解的材料，目前已可以利用現(xiàn)代技術(shù)將稻草經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的再處理轉(zhuǎn)化成其他可利用物，從而提高稻草的應(yīng)用性能，改善其承載力，增強(qiáng)其耐久性等。

4 稻草的防腐、防蟲(chóng)

未經(jīng)防腐處理的稻草材料通常使用壽命平均不到一年，因此防腐相當(dāng)重要。煙熏、干烤或干蒸是稻草防腐、防蟲(chóng)的重要方法之一。古代制簡(jiǎn)將草材經(jīng)初步加工后，干蒸以除濕，水分隨之蒸發(fā)出來(lái)，加工后的草材不易生蟲(chóng)、霉變，使用持久[3]?；虿莅逋饽ㄒ阅酀{，泥漿外涂抹石灰或水泥砂漿，杜絕空氣和潮氣侵入。防腐劑防腐也是一種重要方法。實(shí)驗(yàn)表明，浸泡海水和自來(lái)水，稻草的極限拉力和極限延伸率都隨浸水時(shí)間的增加而減小，浸SH膠稻草的極限拉力和極限延伸率都隨浸膠時(shí)間增長(zhǎng)呈現(xiàn)“先增大后減小”的特征，至浸膠14 d時(shí)稻草吸膠達(dá)到飽和，再浸海水稻草的吸水率的降幅最大，其極限拉力和極限延伸率也最大，防腐效果最好。

5 稻草的應(yīng)用

5.1 應(yīng)用于風(fēng)景園林建筑工程

1)稻草磚。稻草磚是將干燥的稻草等谷類作物的秸稈經(jīng)草磚機(jī)打壓，將草壓成一層層“薄片”，然后將這些“薄片”用鐵絲或麻繩緊緊地捆在一起組成的磚狀綠色墻體材料。目前稻草磚種類繁多，有方形、圓形等，其規(guī)格各異，這主要取決于建筑需要[4]。草磚的密度一般為83.2 kg/m3～132.8 kg/m3，經(jīng)技術(shù)檢測(cè)，其承重壓力為1 956 kg/m2，建筑中多用三線草磚580 mm×400 mm×1 100 mm[5]。一塊高質(zhì)量的稻草磚，須堅(jiān)固、筆直、干燥，無(wú)谷穗。稻草磚建筑保溫隔熱性能好，冬暖夏涼，室內(nèi)濕度適宜、空氣質(zhì)量好，隔音效果好，抗震性能好，舒適感強(qiáng)，造價(jià)低于傳統(tǒng)紅磚房[6，7]，但不耐潮濕，防水能力差，易腐爛，外飾面易龜裂，外觀設(shè)計(jì)受到一定限制[8]。稻草壓制成的密實(shí)草磚明顯減少了氧氣的供給而使草磚具有極強(qiáng)的抗燃燒能力。為提高草磚墻的耐久性，常用石灰、水泥、泥漿、石膏、混合砂漿等抹灰材料處理草磚墻，或?qū)⒌静莶贸杉?xì)小的草段與粘土混合制成草磚以增強(qiáng)磚的韌性及材料內(nèi)部的拉結(jié)力。抹灰材料的選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牟牧腺Y源情況、氣候條件等綜合考慮。2)稻草板。稻草板是用清潔干燥的稻草為主要原料，經(jīng)熱壓成型為板芯，板的六面貼一層牢固完整的面層，板芯內(nèi)不加任何粘結(jié)劑，只利用草間的擰絞與壓合而形成密實(shí)并有相當(dāng)剛度的板材。稻草板的厚度分38 mm，58 mm兩種，寬1 200 mm，長(zhǎng)度依設(shè)計(jì)確定，單位重量21.5 kg/m2～25.5 kg/m2，含水量10%～16%。經(jīng)測(cè)定，其保暖、隔熱性能與三七磚墻近似，四邊支撐的2 500 mm×1 200 mm×50 mm稻草板可承受22 kN～25 kN的荷載，58 mm厚板隔聲性能為28 dB～30 dB，耐火性能良好。稻草板具質(zhì)地輕、強(qiáng)度高、剛性好、保暖、隔熱、耐火、隔音、抗震等特點(diǎn)，可鋸，可釘，可挖洞，可油漆和裝飾，可做成隔墻、屋面、頂棚、填充墻以及永久模板。施工方便，效率高，速度快，不受季節(jié)影響，勞動(dòng)強(qiáng)度低，建筑利用系數(shù)高。3)屋頂材料。人類利用稻草做建筑屋頂材料的歷史由來(lái)已久。一般選用長(zhǎng)條形稻草段的葉，自然垂掛于屋架上，平行葉脈紋理，非常有利于排水。屋面厚鋪排草30°以上，既利于排水，防草料腐爛，也便于草料鋪蓋。

5.2 樹(shù)下覆蓋材料

將經(jīng)過(guò)整理加工的稻草扎覆蓋園林樹(shù)木下裸露的土壤，不僅能起到較好的覆蓋作用，且能改良土壤物理性狀和土壤結(jié)構(gòu)，同時(shí)整理成扎的稻草紋理具有較好的觀賞價(jià)值。

5.3 草泥

草泥是由當(dāng)?shù)氐狞S粘土、砂子、晾干的稻草碎纖維作為基本材料，加水?dāng)嚢?，使砂被粘土均勻包裹而形成的一種純手工的生土材料。作為一種古老的建造材料，草泥具有經(jīng)濟(jì)、可塑性強(qiáng)、粘附性好、密度小、可操作性強(qiáng)、保溫隔熱等優(yōu)點(diǎn)，可經(jīng)受嚴(yán)寒、暴曬考驗(yàn)，是一種理想的鄉(xiāng)土建筑材料。草泥建筑建造過(guò)程能耗低、操作簡(jiǎn)單，且草泥與石塊、磚、木材組合砌筑的建筑墻體的穩(wěn)定性更好，保溫、隔熱性能更優(yōu)，其厚度空間可以變化多樣。相比于土坯建筑，草泥垛墻的強(qiáng)度、整體性都相對(duì)提高，但抗震性能較差。

此外，草泥還可應(yīng)用于水閘等構(gòu)筑物的建筑，將粘土與鍘碎的稻草(或麥秸等)，加水拌和至半干半濕的狀態(tài)修建粘土草閘。

5.4 稻草繩

稻草繩是一種以水稻秸稈為原料，經(jīng)專業(yè)加工機(jī)器加工而成的繩索。由于稻草繩使用方便、耐用、一次性不用回收、價(jià)格便宜，環(huán)保無(wú)污染，所以稻草繩的使用范圍越來(lái)越廣，既可以用來(lái)纏繞樹(shù)干以保護(hù)樹(shù)木的成長(zhǎng)和水分，又可以用于捆綁樹(shù)木的土球，防止土球松散，提高樹(shù)木的成活率。不過(guò)，由于稻草繩主要成分是天然纖維，其強(qiáng)度一般只有合成纖維繩的1/3，不適應(yīng)用于有強(qiáng)度需求之處。

6 結(jié)語(yǔ)

綠色低碳已成為現(xiàn)代風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的流行語(yǔ)。稻草不僅具有優(yōu)良的物理力學(xué)特性，且具有優(yōu)異的景觀特性，還具有良好的工程加工特性。中國(guó)稻草資源豐富，開(kāi)發(fā)稻草應(yīng)用于風(fēng)景園林建設(shè)，適于中國(guó)的氣候特點(diǎn)和中華民族的審美心理，具有重要的文化價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、景觀價(jià)值和生態(tài)價(jià)值，應(yīng)用前景廣闊。廢棄稻草資源景觀化的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是推動(dòng)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)、可持續(xù)生態(tài)園林建設(shè)、緩解資源緊缺、實(shí)現(xiàn)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。開(kāi)發(fā)稻草的景觀工程利用價(jià)值，對(duì)增加農(nóng)民收入、減少環(huán)境污染、加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。稻草的自然性和生態(tài)性糅合現(xiàn)代先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和工藝技術(shù)，完全能滿足其可持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)需要。

[1] 畢于運(yùn),王紅彥,王道龍,等.中國(guó)稻草資源量估算及其開(kāi)發(fā)利用[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(15):137-143.

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The application research on rice straw and its landscape

Lei Linghua Xiao You Tang Jinghua

(LandscapeArchitectureCollege,HuaihuaUniversity,Huaihua418008,China)

Based on the structure, composition and its basic characteristics of rice straw, this paper discussed the landscape characteristics, engineering properties, corrosion prevention and insect prevention measures and its landscape application characteristics of rice straw, found the significant engineering value, landscape value and ecological value of rice straw, pointed out that the development and application of waste rice straw resources landscape was one of the most important ways of promotion of the socialist new countryside construction, sustainable ecological landscape construction, easing the resources shortage, achievement of national sustainable development.

rice straw, ecological material, engineering application, landscape architecture

2015-06-07

雷凌華(1972- )，男，博士，副教授

1009-6825(2015)23-0177-02

TU983

A