稻草及其景观应用研究

雷凌华 肖 悠 唐京华

(怀化学院风景园林学院，湖南 怀化 418008)

·园林·绿化·

稻草及其景观应用研究

雷凌华 肖 悠 唐京华

(怀化学院风景园林学院，湖南 怀化 418008)

基于稻草的结构、组成及其基本特性，探讨了稻草的景观特性、工程特性、防腐防虫措施及其园林应用特点，发现了稻草显著的工程价值、景观价值及生态价值，指出废弃稻草资源景观化的开发和应用是推动社会主义新农村建设、可持续生态园林建设、缓解资源紧缺、实现国家可持续发展的重要途径之一。

稻草，生态材料，工程应用，风景园林

中国是一个农业大国，稻草是中国第一大农作物秸秆，稻草秸秆资源十分丰富。根据中国国家粮油信息中心2014年12月发布的消息，2014年中国早稻产量为3 401万t，而中晚稻产量为1.38亿t。由于早稻草谷比主要取值范围在0.60～0.75左右，中晚稻草谷比主要取值范围在0.8～1.2之间[1]，据此可发现2014年稻草产量达1.61亿t。由于稻草秸秆分布零散、体积大、收集运输成本高，以至于稻草的综合利用效益差，产业化程度低，大量稻草秸秆资源未被充分利用，浪费严重，而且因焚烧造成大气环境污染。目前，稻草主要应用于生产一次性餐具、造纸、加工板材、稻草编织、牲畜饲料、种植食用菌、肥料等方面。开发稻草秸秆废弃物，应用于风景园林工程建设，将是推动社会主义新农村建设、可持续的生态风景园林建设、缓解资源紧缺、实现国家可持续发展的重要途径之一。

1 稻草内涵及分布

稻草即水稻的茎，通常指农业生产中在稻谷成熟时将稻谷脱粒收集后留下的莲杆、叶片与穗部总称，它是全球最丰富的木质纤维素类资源之一。中国南北各地均有水稻的栽培区。

2 稻草的化学组成及其结构

稻草主要由纤维素、半纤维素、木质素和果胶、蜡质等组成。稻草木质素分子量小，含量低，其溶出的活化能较低，约为木材木质素溶出活化能的一半，因此，蒸煮稻草温度在用碱量适当时，可控制最高蒸煮温度150 ℃。稻草半纤维素含量较高，具有碱易溶性。稻草纤维的灰分含量远高于木材纤维，稻草中灰分含量达到10%以上，灰分主要成分是二氧化硅。

稻草疏松多孔，叶、穗和节部位存在大量的薄壁细胞，薄壁细胞长度很短、腔大而壁薄，吸液量大。稻草表皮细胞中的长细胞呈锯齿形，可提高细胞间的结合强度，而短细胞含有大量高度硅质化的硅细胞。稻草纤维又细又短，纤维长度277.2 μm～1 981.6 μm，纤维宽度3.9 μm～18.1 μm，细胞壁厚2.6 μm～4.8 μm[2]。

3 稻草的主要特性

1)稻草的力学特性。稻草内部结构较松散，其外壳致密，强度也较高，韧性极佳，但刚度极弱。2)稻草的物理性质。稻草具空心结构，草茎本身具空气保温间层，易受潮、腐烂、生虫。稻草是一种有机物，干燥后的草料极易燃烧。因此，稻草的防护不但要注意防水、防腐、防虫，还要防火。3)稻草的景观特性。a.意境象征性。稻草有一种天然的粗犷而原始的野趣，自然，无加工痕迹。古时，众多隐士向往桃园仙境，逃避世事，觅山水俱佳之绝境，结草为庐，度闲云野鹤的生活，与世无争。稻草屋、草庐常成为桃园仙境画面中不可或缺的一个表现元素。b.纹理构图性。稻草多呈线条形，其平行脉络、凹凸纹理、秸秆节理及叶鞘常常是人们喜爱的自然构图灵感来源，具有其他材质不可比拟的表现力。稻草屋面厚实感强，随风飘逸，赋予人以生态环保的气息。4)稻草的工程性质。稻草资源十分丰富，非常容易获得，可塑性强，易加工。稻草虽然寿命周期短，但作为一种可完全自然降解的材料，目前已可以利用现代技术将稻草经过简单的再处理转化成其他可利用物，从而提高稻草的应用性能，改善其承载力，增强其耐久性等。

4 稻草的防腐、防虫

未经防腐处理的稻草材料通常使用寿命平均不到一年，因此防腐相当重要。烟熏、干烤或干蒸是稻草防腐、防虫的重要方法之一。古代制简将草材经初步加工后，干蒸以除湿，水分随之蒸发出来，加工后的草材不易生虫、霉变，使用持久[3]。或草板外抹以泥浆，泥浆外涂抹石灰或水泥砂浆，杜绝空气和潮气侵入。防腐剂防腐也是一种重要方法。实验表明，浸泡海水和自来水，稻草的极限拉力和极限延伸率都随浸水时间的增加而减小，浸SH胶稻草的极限拉力和极限延伸率都随浸胶时间增长呈现“先增大后减小”的特征，至浸胶14 d时稻草吸胶达到饱和，再浸海水稻草的吸水率的降幅最大，其极限拉力和极限延伸率也最大，防腐效果最好。

5 稻草的应用

5.1 应用于风景园林建筑工程

1)稻草砖。稻草砖是将干燥的稻草等谷类作物的秸秆经草砖机打压，将草压成一层层“薄片”，然后将这些“薄片”用铁丝或麻绳紧紧地捆在一起组成的砖状绿色墙体材料。目前稻草砖种类繁多，有方形、圆形等，其规格各异，这主要取决于建筑需要[4]。草砖的密度一般为83.2 kg/m3～132.8 kg/m3，经技术检测，其承重压力为1 956 kg/m2，建筑中多用三线草砖580 mm×400 mm×1 100 mm[5]。一块高质量的稻草砖，须坚固、笔直、干燥，无谷穗。稻草砖建筑保温隔热性能好，冬暖夏凉，室内湿度适宜、空气质量好，隔音效果好，抗震性能好，舒适感强，造价低于传统红砖房[6，7]，但不耐潮湿，防水能力差，易腐烂，外饰面易龟裂，外观设计受到一定限制[8]。稻草压制成的密实草砖明显减少了氧气的供给而使草砖具有极强的抗燃烧能力。为提高草砖墙的耐久性，常用石灰、水泥、泥浆、石膏、混合砂浆等抹灰材料处理草砖墙，或将稻草裁成细小的草段与粘土混合制成草砖以增强砖的韧性及材料内部的拉结力。抹灰材料的选择应根据当地的材料资源情况、气候条件等综合考虑。2)稻草板。稻草板是用清洁干燥的稻草为主要原料，经热压成型为板芯，板的六面贴一层牢固完整的面层，板芯内不加任何粘结剂，只利用草间的拧绞与压合而形成密实并有相当刚度的板材。稻草板的厚度分38 mm，58 mm两种，宽1 200 mm，长度依设计确定，单位重量21.5 kg/m2～25.5 kg/m2，含水量10%～16%。经测定，其保暖、隔热性能与三七砖墙近似，四边支撑的2 500 mm×1 200 mm×50 mm稻草板可承受22 kN～25 kN的荷载，58 mm厚板隔声性能为28 dB～30 dB，耐火性能良好。稻草板具质地轻、强度高、刚性好、保暖、隔热、耐火、隔音、抗震等特点，可锯，可钉，可挖洞，可油漆和装饰，可做成隔墙、屋面、顶棚、填充墙以及永久模板。施工方便，效率高，速度快，不受季节影响，劳动强度低，建筑利用系数高。3)屋顶材料。人类利用稻草做建筑屋顶材料的历史由来已久。一般选用长条形稻草段的叶，自然垂挂于屋架上，平行叶脉纹理，非常有利于排水。屋面厚铺排草30°以上，既利于排水，防草料腐烂，也便于草料铺盖。

5.2 树下覆盖材料

将经过整理加工的稻草扎覆盖园林树木下裸露的土壤，不仅能起到较好的覆盖作用，且能改良土壤物理性状和土壤结构，同时整理成扎的稻草纹理具有较好的观赏价值。

5.3 草泥

草泥是由当地的黄粘土、砂子、晾干的稻草碎纤维作为基本材料，加水搅拌，使砂被粘土均匀包裹而形成的一种纯手工的生土材料。作为一种古老的建造材料，草泥具有经济、可塑性强、粘附性好、密度小、可操作性强、保温隔热等优点，可经受严寒、暴晒考验，是一种理想的乡土建筑材料。草泥建筑建造过程能耗低、操作简单，且草泥与石块、砖、木材组合砌筑的建筑墙体的稳定性更好，保温、隔热性能更优，其厚度空间可以变化多样。相比于土坯建筑，草泥垛墙的强度、整体性都相对提高，但抗震性能较差。

此外，草泥还可应用于水闸等构筑物的建筑，将粘土与铡碎的稻草(或麦秸等)，加水拌和至半干半湿的状态修建粘土草闸。

5.4 稻草绳

稻草绳是一种以水稻秸秆为原料，经专业加工机器加工而成的绳索。由于稻草绳使用方便、耐用、一次性不用回收、价格便宜，环保无污染，所以稻草绳的使用范围越来越广，既可以用来缠绕树干以保护树木的成长和水分，又可以用于捆绑树木的土球，防止土球松散，提高树木的成活率。不过，由于稻草绳主要成分是天然纤维，其强度一般只有合成纤维绳的1/3，不适应用于有强度需求之处。

6 结语

绿色低碳已成为现代风景园林规划设计的流行语。稻草不仅具有优良的物理力学特性，且具有优异的景观特性，还具有良好的工程加工特性。中国稻草资源丰富，开发稻草应用于风景园林建设，适于中国的气候特点和中华民族的审美心理，具有重要的文化价值、经济价值、景观价值和生态价值，应用前景广阔。废弃稻草资源景观化的开发和应用是推动社会主义新农村建设、可持续生态园林建设、缓解资源紧缺、实现国家可持续发展的重要途径之一。开发稻草的景观工程利用价值，对增加农民收入、减少环境污染、加快建设资源节约型、环境友好型社会具有重要的现实意义。稻草的自然性和生态性糅合现代先进的设计理念和工艺技术，完全能满足其可持续的发展目标需要。

[1] 毕于运,王红彦,王道龙,等.中国稻草资源量估算及其开发利用[J].中国农学通报,2011,27(15):137-143.

[2] 杨淑惠.植物纤维化学[M].第3版.北京：中国轻工业出版社,2009.

[3] 肖 蓉.地方原生材料在云南传统民居中的应用解析[D].昆明:昆明理工大学,2009:106-120.

[4] King,B.Buildings of earth and straw. Ecological Design Press.1996.

[5] 田 苗.西北地区村镇住宅之材料、结构体系研究[D].西安:长安大学,2007:17.

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[7] 庄卫东.可再生节能型墙体材料草砖标准研究探讨[A].中国环境科学学会学术年会优秀论文集[C].2006:34-47.

[8] 于 海,张 妍.农村地区新型节能住房探析——浅析草砖房设计原理[J].林业科技情报,2010,42(1):28-29.

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

雷凌华(1972- )，男，博士，副教授

1009-6825(2015)23-0177-02

TU983

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