機(jī)械采收方式對(duì)新疆棉品質(zhì)的影響

田景山， 王文敏， 王 聰， 牛玉萍， 羅宏海， 勾 玲， 張亞黎， 張旺鋒

(石河子大學(xué) 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 新疆 石河子 832003)

機(jī)械采收方式對(duì)新疆棉品質(zhì)的影響

田景山， 王文敏， 王 聰， 牛玉萍， 羅宏海， 勾 玲， 張亞黎， 張旺鋒

(石河子大學(xué) 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 新疆 石河子 832003)

為了解新疆棉區(qū)纖維品質(zhì)變化的根本原因，通過(guò)分析新疆棉區(qū)機(jī)采棉和手采棉纖維品質(zhì)的差異，探討通過(guò)品種選育及全疆品種布局實(shí)現(xiàn)改善原棉品質(zhì)的途徑。研究結(jié)果表明，纖維長(zhǎng)度和馬克隆值在機(jī)采棉和手采棉間無(wú)顯著性變化；機(jī)采棉纖維比強(qiáng)度、整齊度及紡紗一致性指數(shù)較手采棉顯著降低，其中比強(qiáng)度和紡紗一致性指數(shù)在試驗(yàn)點(diǎn)變化較大，最大降幅可達(dá)11.3%和25.8%，且有62.5%的品種顯著降低。短纖維率的變化最為明顯，機(jī)采棉較手采棉增加了51%，試驗(yàn)點(diǎn)和品種間最大增幅分別達(dá)90%和130%。因此，選擇適宜機(jī)采的品種及合理的品種布局是改善新疆棉花品質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要途徑。

機(jī)采棉； 纖維品質(zhì)； 比強(qiáng)度； 短纖維率

傳統(tǒng)的采棉方式完全依靠人工，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高。新疆棉花收獲期比較集中，短期內(nèi)要將大面積的棉花全部采摘完畢，加劇了勞動(dòng)力的需求[1]。高的采摘價(jià)格降低了我國(guó)棉花在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力[2]，機(jī)采棉的推廣成為降低棉花生產(chǎn)成本的主要措施之一[3]。新疆棉在中國(guó)棉業(yè)發(fā)展中具有舉足輕重的地位，棉花總產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了“半壁江山”的歷史性突破[4]，新疆棉花生產(chǎn)是否穩(wěn)定關(guān)系著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[5]。然而，新疆棉區(qū)在大面積推廣機(jī)械采收后，現(xiàn)有棉花質(zhì)量上的優(yōu)勢(shì)大打折扣，削弱了原棉在國(guó)際市場(chǎng)的質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)力[6]。目前，新疆棉區(qū)棉花品種的選育仍以產(chǎn)量和抗性為主，高品質(zhì)品種的選育受到極大限制，過(guò)分追求單產(chǎn)，品種選擇偏晚熟，導(dǎo)致纖維品質(zhì)普遍較差[7]。研究表明，機(jī)采棉與手采棉在纖維長(zhǎng)度、整齊度、比強(qiáng)度等指標(biāo)上確實(shí)存在顯著差異[8-9]，新疆棉花存在的纖維品質(zhì)變劣問(wèn)題[10]已嚴(yán)重影響新疆棉業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，如何改善原棉品質(zhì)成為新疆棉花產(chǎn)業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。因此，在北疆棉區(qū)4個(gè)主要植棉團(tuán)場(chǎng)進(jìn)行多點(diǎn)、多品種取樣調(diào)查，比較分析機(jī)采棉和手采棉纖維品質(zhì)的差異，明確機(jī)械采摘對(duì)纖維品質(zhì)的影響，揭示新疆棉區(qū)纖維品質(zhì)變劣的根本原因，以期為品種選育及全疆的品種布局和改善原棉品質(zhì)提供參考。

1 試樣選取與測(cè)試方法

2014年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第七師和第八師主要種植棉團(tuán)場(chǎng)取樣調(diào)查，具體取樣試驗(yàn)點(diǎn)和棉花品種如表1所示。

表1 用于測(cè)定棉花纖維品質(zhì)的棉花品種和取樣試驗(yàn)點(diǎn)

機(jī)械采收前，每條田選取樣點(diǎn)3個(gè)，收取棉株下部(第1～3果枝)、中部(第4～6果枝)、上部(第7果枝及以上)的吐絮棉鈴各20個(gè)，各取樣點(diǎn)的棉鈴分別混勻，作為手采棉試樣；選取的樣點(diǎn)在機(jī)械采收后，從機(jī)采后的棉垛中隨機(jī)抽取3次，每次取500 g籽棉，作為機(jī)械采收試樣。所取試樣帶回實(shí)驗(yàn)室，統(tǒng)一風(fēng)干，軋花，送至農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(新疆烏魯木齊)測(cè)定棉纖維長(zhǎng)度、比強(qiáng)度、整齊度、馬克隆值、短纖維率、紡紗一致性指標(biāo)，測(cè)試儀器為PREMIER HFT型棉花纖維品質(zhì)檢測(cè)儀，實(shí)驗(yàn)室溫、濕度分別為18.9～21.5 ℃、62%～68%；每個(gè)品種樣品數(shù)為3，結(jié)果取其平均值。采用DPS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Duncan多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析，顯著性水平設(shè)定為α為0.05和0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉纖維長(zhǎng)度的變化

圖1示出機(jī)采棉和手采棉纖維長(zhǎng)度的差異。由圖可知，機(jī)采棉纖維長(zhǎng)度較手采棉降低了0.4 mm，差異不顯著。不同試驗(yàn)點(diǎn)間機(jī)采棉纖維長(zhǎng)度略低于手采棉，平均降低了0.6 mm，4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)中僅有1個(gè)相差2.2 mm，達(dá)到極顯著水平。不同品種間機(jī)采棉的長(zhǎng)度與手采棉有所差異，平均降低了0.3 mm，其中有3個(gè)品種機(jī)采棉的長(zhǎng)度較手采棉長(zhǎng)0.2～1.1 mm，但未達(dá)到顯著性差異，其他5個(gè)品種的纖維長(zhǎng)度則降低了0.4～1.3 mm，4個(gè)品種差異不顯著。

2.2 棉纖維比強(qiáng)度的變化

圖2示出機(jī)采棉和手采棉纖維比強(qiáng)度的差異。由圖可知，與手采棉比較，機(jī)采棉比強(qiáng)度顯著降低了1.4 cN/tex。不同試驗(yàn)點(diǎn)間二者均達(dá)到顯著和極顯著性差異，最大相差3.1 cN/tex。不同品種間，機(jī)采棉比強(qiáng)度較手采棉平均降低了1.4 cN/tex，最大降幅為2.7 cN/tex，其中62.5%品種達(dá)到顯著性水平。

2.3 棉纖維整齊度的變化

圖3示出機(jī)采棉和手采棉纖維整齊度的差異。由圖可知，機(jī)采棉的長(zhǎng)度整齊度較手采棉降低了1.2%，達(dá)到極顯著水平。不同試驗(yàn)點(diǎn)間機(jī)采棉的整齊度低于手采棉，降低了0.6%～2.7%，4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)中有2個(gè)相差2.0%以上，達(dá)到極顯著差異水平。不同品種間二者則有所差異，機(jī)采棉的整齊度平均降低了1.0%，其中1個(gè)品種機(jī)采棉的整齊度顯著高于手采棉，3個(gè)品種則顯著降低。

2.4 棉纖維馬克隆值的變化

圖4示出機(jī)采棉和手采棉纖維馬克隆值的差異。由圖可知，馬克隆值在機(jī)采棉和手采棉間無(wú)顯著性差異，不同試驗(yàn)點(diǎn)間亦無(wú)顯著性差異。品種間，機(jī)采棉的馬克隆值較手采棉降低了0.1，其中有50%品種的機(jī)采棉馬克隆值略高于手采棉，只有1個(gè)品種達(dá)到顯著性差異；其余4個(gè)品種則低于手采棉的，且2個(gè)品種差異達(dá)到極顯著性，最大降幅達(dá)15%。

2.5 棉纖維短纖維率的變化

圖5示出機(jī)采棉和手采棉纖維短纖維率的差異。由圖可知，與手采棉相比，機(jī)采棉的短纖維率增加了2.6%，增加幅度達(dá)51%，差異達(dá)到極顯著性水平。不同試驗(yàn)點(diǎn)間機(jī)采棉短纖維率較手采棉平均增加了60%，其中3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)機(jī)采棉短纖維率是手采棉的1.8倍，達(dá)到極顯著差異水平。品種間二者存在極顯著性差異，機(jī)采棉的較手采棉增加了0.6～1.3倍。

2.6 棉纖維紡紗一致性指數(shù)的變化

圖6示出機(jī)采棉和手采棉纖維紡紗一致性指數(shù)的差異。

由圖6可知，機(jī)采棉的紡紗一致性指數(shù)較手采棉降低了9.7%，差異達(dá)極顯著。不同試驗(yàn)點(diǎn)間均以機(jī)采棉的最小，其中2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)達(dá)到顯著和極顯著性差異，最大相差26%，降低幅度19%。品種間以機(jī)采棉的紡紗一致性指數(shù)最低，平均降低了8.2%，其中有4個(gè)品種降低了13%以上，達(dá)到顯著性水平。

3 結(jié) 論

機(jī)械采收對(duì)棉纖維品質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)的影響存在差異，與手采棉相比，纖維長(zhǎng)度和馬克隆值無(wú)顯著性變化，纖維比強(qiáng)度、整齊度及紡紗一致性指數(shù)則顯著降低，短纖維率明顯增加。不同試驗(yàn)點(diǎn)間，纖維長(zhǎng)度和馬克隆值在2種采摘方式間無(wú)顯著性差異，機(jī)采棉的比強(qiáng)度較手采棉降低了3.3%～11.3%、紡紗一致性指數(shù)降低了6.1%～25.8%，整齊度降低幅度較小，僅有0.6%～2.7%；短纖維率的變化最大，是手采棉短纖維率的1.0～1.9倍。不同品種間，機(jī)采棉的纖維長(zhǎng)度與手采棉的差異很小，馬克隆值和整齊度則有增有減；纖維比強(qiáng)度和紡紗一致性指數(shù)均以機(jī)采棉的最低，62.5%的品種達(dá)到顯著性水平；機(jī)采棉的短纖維率顯著增加，是手采棉的1.6～2.3倍。因此，棉花品種確定應(yīng)充分考慮產(chǎn)量和品質(zhì)的協(xié)調(diào)性，合理搭配特早熟、早熟及早中熟品種布局，以便延長(zhǎng)機(jī)械采收時(shí)期，把機(jī)采棉對(duì)棉花品質(zhì)造成的影響降到最低，因此，探討機(jī)采棉纖維品質(zhì)變化的原因，選擇適宜機(jī)采的品種及合理的品種布局是改善新疆棉花品質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要途徑。

FZXB

[1] 許穎, 刁婕. 新疆植棉業(yè)勞動(dòng)力匱乏原因和對(duì)策探討[J]. 中國(guó)棉花, 2006, 33(10): 6-8. XU Ying, DIAO Jie. The reasons and measures of labor shortage on cotton production in Xinjiang [J]. China Cotton, 2006, 33(10): 6-8.

[2] 王莉, 杜珉. 中美棉花生產(chǎn)成本比較分析[J]. 農(nóng)業(yè)展望, 2006 (7): 12-13. WANG Li, DU Min. Comparative analysis of cotton production costs in China and America [J]. Agricultural Outlook, 2006 (7): 12-13.

[3] 張立杰, 王志堅(jiān), 彭利. 基于統(tǒng)計(jì)分析的機(jī)采棉與手采棉品質(zhì)比較[J]. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào), 2013, 34(6): 89-94. ZHANG Lijie, WANG Zhijian, PENG Li. Quality comparison between mechanical harvesting cotton and hand harvesting cotton based on statistic analysis [J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2013, 34(6): 89-94.

[4] 毛樹(shù)春, 李亞兵, 馮璐, 等. 新疆棉花生產(chǎn)發(fā)展問(wèn)題研究[J]. 農(nóng)業(yè)展望, 2014 (11): 43-51. MAO Shuchun, LI Yabing, FENG Lu, et al. Study on the development of Xinjiang cotton production[J]. Agricultural Outlook, 2014 (11): 43-51.

[5] 中國(guó)棉麻流通經(jīng)濟(jì)研究會(huì). 關(guān)于改進(jìn)棉花收儲(chǔ)方法完善國(guó)家宏觀調(diào)控政策的建議[J]. 中國(guó)棉麻流通經(jīng)濟(jì), 2014 (1): 13-15. China Research Institute for the Marketing of Cotton and Jute. Recommendation for improving methods of cotton purchase and storage and the national macro control policies [J]. Mark Cotton Jute China, 2014 (1): 13-15.

[6] 董合忠. 中國(guó)棉花種業(yè)和原棉品質(zhì)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力分析[J]. 中國(guó)棉花, 2013, 40(7): 1-5.

DONG Hezhong. International competitiveness of China cotton in seed industry and fiber quality [J]. China Cotton, 2013, 40(7): 1-5.

[7] 李雪源, 艾先濤, 王俊鐸, 等. 新疆棉花生產(chǎn)面臨的品種問(wèn)題[C]//中國(guó)棉花學(xué)會(huì)2007年年會(huì)論文匯編.青島：中國(guó)棉花學(xué)會(huì), 2007: 15-19. LI Xueyuan, AI Xiantao, WANG Junduo, et al. Varieties problem confronted with Xinjiang cotton production [C]//China Cotton Association Paper Assembly. Qingdao: China Cotton Assoccation, 2007: 15-19.

[8] 張立杰. 機(jī)采棉與手采棉品質(zhì)差異分析[J]. 中國(guó)棉花, 2013, 40(5): 16-19. ZHANG Lijie. Quality comparison between mechanical harvesting cotton and hand harvesting cotton [J]. China

Cotton, 2013, 40(5): 16-19.

[9] 徐紅, 夏鑫. 機(jī)采棉與手采棉的性能比較[J]. 紡織學(xué)報(bào), 2009, 30(9): 5-10. XU Hong, XIA Xin. Property comparison between machine picked cotton and hand picked cotton [J]. Journal of Textile Research, 2009, 30(9): 5-10.

[10] 唐淑榮, 楊偉華, 彭振, 等. 14年來(lái)我國(guó)棉花生產(chǎn)領(lǐng)域纖維品質(zhì)狀況分析[C]// 中國(guó)棉花學(xué)會(huì)2012年年會(huì)論文匯編. 運(yùn)城：中國(guó)棉花學(xué)會(huì), 2012: 18-21. TANG Shurong, YANG Weihua, PENG Zhen, et al. Analysis on the fiber quality of cotton sample from the field of production during 14 years[C]//China Cotton Association Paper Assembly. Yuncheng: China Cotton Association, 2012: 18-21.

Effect of cotton mechanical picking on fiber qualities in Xinjiang

TIAN Jingshan， WANG Wenmin， WANG Cong， NIU Yuping， LUO Honghai， GOU Ling， ZHANG Yali， ZHANG Wangfeng

(KeyLaboratoryofOasisEco-Agriculture,XinjiangProductionandConstructionGroups,ShiheziUniversity,Shihezi,Xinjiang832003,China)

To explicit the reasons that the fiber quality in Xinjiang changes, the differences in fiber qualities between machine picked cotton and hand picked cotton were comparatively analyzed. The method for improving cotton qualities by variety selection and layout of the whole Xinjiang was discussed. In comparison with hand picked cotton, the fiber strength, uniformity index and spinning consistency index of machine picking decreased significantly. Especially, changes of fiber strength and spinning consistency index were greater, at less than 11.3% and 25.8%, respectively, and 62.5% of varieties decreased significantly. Change of short fiber index was the most significant among six fiber quality indicators, short fiber index of cotton picker increased by 51% compared with that of hand picking cotton, at more than 90% and 130% separately in multi-site plots and varieties. Therefore, in order to explore the changes of fiber quality on cotton picker, suitable varieties and reasonable layout were main means for improving fiber quality.

machine picked cotton； fiber quality； strength； short fiber ratio

10.13475/j.fzxb.20150500506

2015-05-05

2016-02-25

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014BAD09B03)

田景山(1983—)，男，博士生。主要研究方向?yàn)樽魑锂a(chǎn)量與品質(zhì)形成的生理生態(tài)。張旺鋒，通信作者，E-mail:zhwf_agr@shzu.edu.cn。

S 233.75； S 562

A