新疆近年機(jī)采棉發(fā)展過程中的棉纖維品質(zhì)變化

田景山，張煦怡，張旺鋒

（石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/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）

新疆近年機(jī)采棉發(fā)展過程中的棉纖維品質(zhì)變化

田景山，張煦怡，張旺鋒*

（石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/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）

“一帶一路”沿線棉花資源豐富、棉花產(chǎn)業(yè)鏈完整，是全球棉花產(chǎn)業(yè)集中帶。我國棉花產(chǎn)業(yè)要深度融入“一帶一路”戰(zhàn)略，需要重塑棉花產(chǎn)業(yè)新優(yōu)勢[1]，通過“良好棉花”實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效[2]。新疆具有發(fā)展棉花的資源優(yōu)勢，應(yīng)率先重塑植棉業(yè)的新優(yōu)勢、實(shí)現(xiàn)“提質(zhì)增效”的目標(biāo)[3]。

隨著勞務(wù)成本逐年增加，高的人工采摘價(jià)格推高了原棉銷售價(jià)格，降低了我國棉花的國際市場競爭力[4]。發(fā)展機(jī)采棉成為降低我國棉花生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展，提升棉花國際競爭力的主要措施之一[5]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2008年始新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)（簡稱“新疆兵團(tuán)”）的機(jī)采棉面積以每年10%的比例遞增，近幾年機(jī)采棉面積占其棉花種植總面積的比例均在60%以上[6]。然而，現(xiàn)有機(jī)械采收棉花的質(zhì)量優(yōu)勢大打折扣[7]，機(jī)采棉原棉等級(jí)普遍下降2級(jí)，并且同等級(jí)的機(jī)采棉內(nèi)在質(zhì)量低于手摘棉[8]。

前人研究表明，機(jī)采棉纖維品質(zhì)與手摘棉相比，長度縮短、比強(qiáng)度降低[9-11]。機(jī)采棉的突出特點(diǎn)是籽棉含雜率很高，10%～30%[12-13]，棉花加工廠需采用多道清理工序，以保證原棉品級(jí)滿足紡織需求[14]。然而，棉花清理會(huì)在一定程度上對纖維品質(zhì)造成損傷[15]，致使纖維長度降低[14,16]、短纖維指數(shù)增加[14,16-18]，斷裂比強(qiáng)度則受其影響較為復(fù)雜[18-19]。 機(jī)械采收棉花存在的纖維品質(zhì)變劣問題日趨突出[20]，導(dǎo)致機(jī)采棉銷售進(jìn)度緩慢。新疆有59%的棉花貿(mào)易公司不愿經(jīng)營機(jī)采棉[21]，這勢必嚴(yán)重影響新疆棉業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

如何改善機(jī)采原棉品質(zhì)，已成為新疆棉花產(chǎn)業(yè)迫切需要解決的問題。因此，根據(jù)歷年新體制棉花公正檢驗(yàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)，分析全國主要植棉省（區(qū)）歷年棉花纖維品質(zhì)及等級(jí)分布的變化特征，探討新疆纖維品質(zhì)變劣的根本原因，以期為通過合理的栽培技術(shù)和品種選育改善原棉品質(zhì)提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源

新體制棉花公正檢驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于2008－2016年度新體制棉花公證檢驗(yàn)質(zhì)量情況[22]，包括安徽、湖北、湖南、江蘇、江西、浙江、河北、河南、山東、山西、陜西、天津、甘肅和新疆14個(gè)?。ㄖ陛犑?、自治區(qū)）77家棉花纖維公正檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的鋸齒細(xì)絨棉檢測數(shù)據(jù)，其中，新疆又分為新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)（包括兵團(tuán)各師團(tuán)及農(nóng)場，簡稱“新疆兵團(tuán)”）、新疆維吾爾自治區(qū) （包括新疆各地州及區(qū)縣，簡稱 “新疆地方”）。纖維品質(zhì)檢測指標(biāo)包括上半部平均長度（簡稱“長度”）、斷裂比強(qiáng)度（簡稱“比強(qiáng)度”）和馬克隆值，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 1103.1-2012《棉花 第1部分：鋸齒加工細(xì)絨棉》[23]劃分品質(zhì)指標(biāo)等級(jí)。

由圖1看出，新疆兵團(tuán)的棉花檢驗(yàn)量居全國首位，占全國總檢驗(yàn)量的35%，其次是新疆地方、占27%；山東占10%，湖北和河北占7.0%左右；其余各?。ㄖ陛犑校┑拿藁z驗(yàn)量的比例均＜2.0%。為此，選擇湖北、河北和山東、新疆兵團(tuán)和新疆地方分別代表長江流域棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)、西北內(nèi)陸棉區(qū)。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉纖維品質(zhì)的變化

2.1.1上半部平均長度。棉纖維長度年際差異極顯著性（表1），整體呈逐年下降趨勢，自2014年略有增加且維持在28 mm級(jí)（圖2）；不同省份間的纖維長度存在顯著性差異，以新疆地方的纖維長度最長，較其他省份顯著高出0.32～0.48 mm。從各省份與全國均值的差值可看出，僅新疆地方的高出全國均值0.20 mm，河北和山東纖維長度均值較全國均值低 0.21、0.28 mm（表 1），年際變幅較大（－0.88～0.39 mm，圖 2）。

圖1 2008-2016年各省（直轄市、自治區(qū)）棉花平均檢驗(yàn)量占全國比例的變化

表1 棉纖維上半部平均長度和斷裂比強(qiáng)度的均值及其與全國均值的差值

圖2 不同棉區(qū)間棉纖維上半部平均長度的均值及其與全國均值差值的變化

2.1.2斷裂比強(qiáng)度。棉纖維斷裂比強(qiáng)度在省份間存在極顯著差異（表1），新疆地方和新疆兵團(tuán)的最低，僅為28cN·tex－1左右。年際變化則因省份不同而差異較大（圖3），以湖北的變幅最小，基本維持在29 cN·tex－1，2015年始呈增加趨勢。河北和山東的比強(qiáng)度呈緩慢增加趨勢，2009－2016年分別增加了1.8 cN·tex－1和 2.1cN·tex－1， 年均增加 0.25cN·tex－1和 0.30 cN·tex－1，2013 年始比強(qiáng)度均＞29 cN·tex－1（河北2015年除外）。新疆地方和新疆兵團(tuán)的比強(qiáng)度則整體呈下降趨勢，自2014年略增加，但僅為28cN·tex－1。

從各省份與全國的差值可看出，湖北的棉纖維比強(qiáng)度在各年份間均大于全國均值，平均高0.93 cN·tex－1，2016 年高達(dá) 2.49 cN·tex－1（表 1、圖 3）。在河北和山東，比強(qiáng)度均值與全國均值的差值波動(dòng)上升，自2012年起超過全國均值，平均高出1.22～1.37 cN·tex－1。在新疆地方和新疆兵團(tuán)，與全國均值的差值均小于0 cN·tex－1，自2014年略增加，增加量＜0.13 cN·tex－1。

圖3 不同棉區(qū)間棉纖維斷裂比強(qiáng)度的均值及其與全國均值的差值的變化

2.2 棉纖維品質(zhì)指標(biāo)各等級(jí)比例的變化

2.2.1上半部平均長度。由圖4可看出，纖維長度各等級(jí)逐年變化趨勢有所差異。27 mm級(jí)所占比例整體呈拋物線趨勢，自2013－2014年下降；以新疆地方的比例最少，較其他4省份低6.1～13百分點(diǎn)，2016年僅占6.9%；在河北和山東，27 mm級(jí)的比例則在2013－2014年驟降至12%和16%，之后又劇增至31%以上。29 mm級(jí)所占比例年際波動(dòng)較大，2012－2013年呈回升趨勢；以新疆地方的比例最高，約占41%，較其他省份高10～13百分點(diǎn)；河北和山東29 mm級(jí)的比例在2013年劇增至32%以上，之后則緩慢降低，維持在23%左右。28 mm級(jí)所占比例自2011年始年際變幅較小，約占45%左右。30mm級(jí)所占比例自2011年總體上變化很小，僅新疆地方和新疆兵團(tuán)在2016年劇增至10%以上。

2.2.2斷裂比強(qiáng)度。由圖5可看出，纖維比強(qiáng)度各等級(jí)所占比例逐年的變化在省份間差異較大?？傮w來說，“中等”所占比例以新疆地方和新疆兵團(tuán)最高，且年際間穩(wěn)定在65%左右；而河北和山東該級(jí)所占比例則整體呈逐年下降趨勢，2016年降至30%以下?！皬?qiáng)級(jí)”所占比例以湖北最大，且各年份均穩(wěn)定在45%左右；新疆地方和新疆兵團(tuán)該級(jí)所占比例最低，呈先降后增的變化，2013年達(dá)最低值，僅占13%和8.1%；河北和山東該級(jí)所占比例則呈逐年增加趨勢，至2016年占50%以上。差級(jí)所占比例在湖北、山東和河北不足2.0%，新疆地方和新疆兵團(tuán)則為7.4%和13%，最大年份可達(dá)25%。“很強(qiáng)級(jí)”所占比例以新疆地方和新疆兵團(tuán)最低，2009年以來均低于4.5%，其他3省自2013年“很強(qiáng)級(jí)”所占比例顯著增加，最大可達(dá)36%。

圖4 棉纖維上半部平均長度各等級(jí)所占比例的省（區(qū)）際變化

圖5 棉纖維斷裂比強(qiáng)度各等級(jí)所占比例的?。▍^(qū)）際變化

2.2.3馬克隆值。由圖6可看出，馬克隆值各等級(jí)中B2級(jí)所占比例最高、約占1/2，A級(jí)次之。A級(jí)所占比例在湖北、河北和山東3省變幅最大，至2011年達(dá)最大值，最大可達(dá)73%，之后迅速減少，至2015年不足3%；新疆地方和新疆兵團(tuán)A級(jí)所占比例相對穩(wěn)定，維持在32%和40%，而至2015年劇降至10%以下。B2級(jí)所占比例年際變幅較大，各?。▍^(qū)）間以湖北所占比例最高。在河北、山東、新疆地方和新疆兵團(tuán)C2級(jí)所占比例在2008－2012年均小于10%，至2013年增加了2～5倍，最高比例可達(dá)76%。

圖6 棉纖維馬克隆值各等級(jí)所占比例的省（區(qū)）際變化

3 結(jié)論

纖維長度以新疆地方的最長，27 mm級(jí)所占比例雖有降低，但29 mm級(jí)的比例逐年降低且年際波動(dòng)較大。比強(qiáng)度以新疆棉區(qū)（包括新疆兵團(tuán)和新疆地方）的最低，僅 28 cN·tex－1，低于全國均值；“強(qiáng)級(jí)”和“很強(qiáng)級(jí)”所占比例全國最低，差級(jí)比例則是全國最高。新疆的馬克隆值A(chǔ)級(jí)所占比例最高且相對穩(wěn)定，在32%～40%，C2級(jí)所占比例則全國最低，但至2015年A級(jí)比例驟降，C2級(jí)比例劇增。因此，各品質(zhì)指標(biāo)為差級(jí)棉纖維比例的增加和強(qiáng)級(jí)比例的降低是新疆原棉品質(zhì)的基本狀況，是造成目前新疆棉花市場競爭力降低的重要原因。隨著棉花全程機(jī)械化管理的推進(jìn)，要率先實(shí)現(xiàn)新疆棉花“提質(zhì)增效”，一是選育和推廣品質(zhì)優(yōu)良且適宜機(jī)械采收的棉花品種，二是實(shí)現(xiàn)棉花良好的脫葉催熟效果、降低機(jī)采籽棉含雜，三是降低棉花機(jī)械采收與清理加工的纖維損傷。

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Change of Fiber Quality along with the Development of Machine-Harvested Cotton in Xinjiang

Tian Jingshan,Zhang Xuyi,Zhang Wangfeng*

為了解近年新疆機(jī)采棉發(fā)展過程中棉纖維品質(zhì)現(xiàn)狀，利用2008－2016年我國新體制棉花公正檢驗(yàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)，比較分析全國5大植棉省（區(qū)）的棉纖維品質(zhì)及其等級(jí)分布的變化特征。結(jié)果表明，纖維長度以新疆地方的最長，高出全國均值0.20 mm；斷裂比強(qiáng)度則以新疆兵團(tuán)和新疆地方的最低，僅為28 cN·tex－1。新疆棉花長度在27 mm級(jí)的比例雖有所降低，但29 mm級(jí)比例逐年降低且波動(dòng)較大；斷裂比強(qiáng)度的“強(qiáng)級(jí)”和“很強(qiáng)級(jí)”所占比例全國最低，僅占20%和3.0%左右，“差級(jí)”比例則是全國最高，約占10%。馬克隆值以新疆最優(yōu)，但近幾年呈明顯升高的趨勢。因此，各指標(biāo)差級(jí)棉纖維比例增加和強(qiáng)級(jí)比例降低是新疆原棉品質(zhì)的基本狀況，尤其是斷裂比強(qiáng)度。

機(jī)采棉；公證檢驗(yàn)；原棉；纖維品質(zhì)；斷裂比強(qiáng)度

S562.09

A

1000-632X(2017)12-0027-06

10.11963/1000-632X.tjszwf.20171211

2017-11-24 *通信作者：zhwf_agr@shzu.edu.cn

國家科技支撐計(jì)劃（2014BAD09B03）