棉花發(fā)展和紡紗進(jìn)步的回顧與展望

熊 偉，秋黎鳳，白 雪

(1.海南沃普農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，海南 三亞 572019； 2.陜西紡織器材雜志社有限責(zé)任公司，陜西 咸陽 712000)

1 我國棉花發(fā)展歷程

早期中國棉花的種植面積和產(chǎn)量伴隨著西方發(fā)達(dá)國家的發(fā)展而發(fā)展，在育種技術(shù)、種植技術(shù)、機(jī)械化采摘和加工技術(shù)方面都隨美國的發(fā)展腳步而前進(jìn)，但進(jìn)入21世紀(jì)后，中國棉花在育種技術(shù)、種子加工管理技術(shù)、棉花種植和田間管理方面的水平已超越美國，棉花的衣分、節(jié)水、單產(chǎn)、種植密度、病蟲害防治、產(chǎn)量等均管理十分到位。近幾年中國棉花的皮棉單產(chǎn)量已穩(wěn)居世界第一，皮棉單產(chǎn)平均值達(dá)到2380 kg/hm2，最高值達(dá)到4280 kg/hm2，遙遙領(lǐng)先于其他國家棉花主產(chǎn)區(qū)，棉花種植和加工管理也已由過去的農(nóng)耕種植，發(fā)展到現(xiàn)在95%以上的機(jī)械化生產(chǎn)管理[1-3]。生物技術(shù)在育種領(lǐng)域的應(yīng)用，地膜技術(shù)和滴灌技術(shù)在種植領(lǐng)域的運(yùn)用，機(jī)械化種植和采摘技術(shù)，自動喂花和自動打包、自動裝卸技術(shù)在軋花廠的運(yùn)用，提高棉花產(chǎn)量和生產(chǎn)效率；棉花播種由過去的人工點(diǎn)播發(fā)展為現(xiàn)在的大馬力衛(wèi)星定位播種機(jī)實現(xiàn)的多行鋪膜、鋪滴灌帶和精準(zhǔn)單顆種子的精播，去除定苗、拔苗等眾多人工環(huán)節(jié)，很好地消除了雜草對棉花的危害[4]；無人機(jī)精準(zhǔn)制導(dǎo)施肥、打頂，防止了病蟲害以及因棉花產(chǎn)生頂端優(yōu)勢而造成產(chǎn)量的下降。機(jī)械式生產(chǎn)管理降低了棉花的種植、加工和管理成本，保證棉花生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，減少因人為采摘棉花造成的異性纖維混入，為下游紡紗和織造工序棉紗和面料質(zhì)量的穩(wěn)定控制奠定基礎(chǔ)。

1.1 棉花種植面積和產(chǎn)量的變化

隨著國家在棉花育種和試驗田的資金投入與注入的科研力量越來越多，在棉花的種子選育、病蟲害防治、棉花微量元素補(bǔ)充技術(shù)等方面有很大提升，也有固態(tài)肥料向水融性肥料轉(zhuǎn)變、科學(xué)性氣候監(jiān)測控制技術(shù)、落葉劑和催熟劑混配使用技術(shù)等。根據(jù)不同氣候環(huán)境和地理環(huán)境實施規(guī)范使用，保證了棉花品種的地域性和產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定提高。70年來我國棉花種植面積和產(chǎn)量的對比情況見表1。

表1 我國棉花種植面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)對比

分析表1數(shù)據(jù)得知，雖然2020年棉花種植面積比平均種植面積減少了1.656×106hm2，但是2020年棉花的總產(chǎn)量比1950年增加4.557×106t，棉花皮棉單產(chǎn)量增加了1811 kg/hm2，即增長了7.27倍，相當(dāng)于每10年增長1.04倍，每年的增長速度約為10.4%。2010年～2020年間增長幅度最大，增長比例為49.3%。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)力水平提高，未來棉花皮棉單產(chǎn)量有望突破4800 kg/hm2。

1.2 機(jī)械化和自動化生產(chǎn)技術(shù)對棉花的影響

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的機(jī)械化、自動化發(fā)展，大幅提高了棉花產(chǎn)量、土地使用率和種植管理水平?？沙浞职l(fā)揮現(xiàn)有農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用效率，對機(jī)械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形成規(guī)范性操作標(biāo)準(zhǔn)，實行一人對多種農(nóng)業(yè)機(jī)械的操作管理，這對土地平整與耕種，土地連片管理，統(tǒng)一區(qū)域作物，機(jī)械化播種與施肥、病蟲害控制、棉花打頂?shù)榷加幸欢◣椭?，也是防止棉花作物生長參差不齊、產(chǎn)質(zhì)量出現(xiàn)差異的關(guān)鍵，有利于釋放剩余勞動力和推動統(tǒng)一部署作物生產(chǎn)。機(jī)械化生產(chǎn)與人工生產(chǎn)方式每公頃成本對比，見表2。

表2 機(jī)械化生產(chǎn)與人工生產(chǎn)方式每公頃成本對比

分析表2數(shù)據(jù)得知，每公頃采用人工犁地、播種所需成本約為機(jī)器的26.7倍，人工打藥、施肥、施落葉劑、施催熟劑所需成本是機(jī)器的5.3倍，人工打頂成本是機(jī)器的16倍，人工采摘棉花成本是機(jī)器的6.3倍。機(jī)械化生產(chǎn)大大降低了勞動成本，提高了生產(chǎn)效率，保證了種植和收獲時間，減少了人為因素和自然氣候因素對棉花質(zhì)量造成的差異。

1.3 棉花品種與質(zhì)量控制發(fā)展要素

經(jīng)過多年對棉花品種的推廣與繁育，從棉花單產(chǎn)上積極推進(jìn)了棉花品種的發(fā)展，也保證了棉花質(zhì)量。雖然繁殖管理相對美國、澳大利亞、埃及尚不十分規(guī)范，但是主栽品種一直在向優(yōu)質(zhì)優(yōu)產(chǎn)方向前進(jìn)，很好地推動了陸地棉和長絨棉品種的發(fā)展，保證了棉花長度、線密度、強(qiáng)度、成熟度的穩(wěn)步提高，但在很多情況下還是很難滿足紡織廠對所有棉紗品種的質(zhì)量需求。因此，優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的優(yōu)選品種，是保證紡織廠某些特殊品種棉紗質(zhì)量要求的關(guān)鍵。表3為中國新疆主栽新陸早和新陸中系列棉花品種1980年至2020年的質(zhì)量指標(biāo)變化。

表3 新疆主栽新陸早和新陸中系列棉花品種質(zhì)量指標(biāo)

分析表3數(shù)據(jù)得知，從1980年至2020年，新疆棉花品種繁育呈現(xiàn)出棉花衣分增加、纖維長度略微變短、纖維線密度增大、斷裂強(qiáng)度下降、纖維成熟度提高、棉花顏色越來越白的變化，這說明在保證棉花線密度、纖維長度、斷裂強(qiáng)度的育種前提條件下，進(jìn)一步提高了棉花衣分和成熟度，改變了育種只為產(chǎn)量的思維。在保證產(chǎn)量、優(yōu)化棉株質(zhì)量的前提下，做到后期棉花落葉、催熟、成熟性較好，是未來機(jī)采棉品種和機(jī)采長絨棉品種發(fā)展的需要。

1.4 地膜技術(shù)、滴灌技術(shù)與加工技術(shù)對棉花產(chǎn)質(zhì)量的影響

我國棉花主產(chǎn)區(qū)的氣候條件、灌溉條件較差，棉花在播種、采摘時期很容易受到極端天氣(如低溫或刮風(fēng))的影響，造成棉花減產(chǎn)、絕收、質(zhì)量嚴(yán)重下降等問題。隨著地膜和滴灌技術(shù)的推廣，保證了棉花生長溫度的穩(wěn)定和均衡的水源，使其種植密度、肥料、落葉劑和催熟劑施用時間等變得更加合理，產(chǎn)量增加約20%，質(zhì)量穩(wěn)定性也得到更好地控制，低等級棉花由過去30%～40%下降到10%以下。隨著未來地膜、滴灌技術(shù)的新發(fā)展和新突破，再結(jié)合肥料和病蟲害防治，棉花的產(chǎn)質(zhì)量還會有更大的上升空間。當(dāng)然，過去30年地膜的使用和處理問題一直未得到很好解決，造成皮棉地膜性異纖一直存在且較為突出，因此強(qiáng)化棉花生產(chǎn)地膜損傷損壞控制、嚴(yán)格機(jī)器采摘工藝十分關(guān)鍵。

隨著人工采摘向機(jī)器采摘的轉(zhuǎn)變，也帶來了棉花加工流程、加工設(shè)備和加工工藝的改進(jìn)和提高，已形成軋花設(shè)備高速高產(chǎn)化。雖然目前中國軋花設(shè)備用量超出棉花產(chǎn)量，但隨著棉花質(zhì)量發(fā)展需要，淘汰落后設(shè)備也將會在短期內(nèi)實現(xiàn)。軋花設(shè)備高速高產(chǎn)化、淘汰落后設(shè)備有利于棉花生產(chǎn)品種控制和皮棉加工質(zhì)量的管理控制，是推動棉花加工設(shè)備規(guī)?；⒏弋a(chǎn)化、自動化和數(shù)字化管理的關(guān)鍵，也是優(yōu)化軋花流程和軋花工藝技術(shù)的主要因素，讓現(xiàn)有軋花流程從籽棉清理到皮棉清理變得更有利于棉花質(zhì)量發(fā)展，達(dá)到減少纖維損傷、提高棉花等級和控制疵點(diǎn)的目的。棉花質(zhì)量和產(chǎn)量與地膜、滴灌、加工技術(shù)的關(guān)系分析見表4。

表4 棉花產(chǎn)質(zhì)量與地膜、滴灌、加工技術(shù)的關(guān)系

分析表4數(shù)據(jù)得知，1980年棉花產(chǎn)量和高質(zhì)量棉花比例低是沒有使用地膜、滴灌技術(shù)和軋花設(shè)備落后導(dǎo)致；2000年棉花產(chǎn)量高，但高質(zhì)量棉花比例低是由于棉花體制改革初期出現(xiàn)收購和加工管理控制亂象導(dǎo)致；2020年棉花產(chǎn)量高和高質(zhì)量棉花比例高是技術(shù)、設(shè)備、工藝和流程已經(jīng)成熟的結(jié)果。

1.5 棉花檢驗體制改革與機(jī)采棉管理對棉花質(zhì)量的影響

20世紀(jì)80年代末到2010年底是中國棉花種植面積和產(chǎn)量的大發(fā)展時期，2006年至2008年產(chǎn)量均超過7.00×106t，其中2007年達(dá)到最高值約7.62×106t。1997年的棉花經(jīng)營體制改革使棉花質(zhì)量控制管理出現(xiàn)較大波動，軋花廠對棉花質(zhì)量的控制給棉花市場管理造成了嚴(yán)重危害，以次充好問題頻發(fā)。鑒于棉花質(zhì)量控制的重要性，國家纖維檢驗局在21世紀(jì)初推行棉花儀器化檢驗和棉花質(zhì)量檢驗體制改革，將棉花加工管理和儲存管理納入國家控制范疇，各地區(qū)建立儀器化標(biāo)準(zhǔn)檢驗實驗室，制定棉花儲備庫和公證檢驗庫的管理要求，實施加工后棉花由纖維檢驗局檢驗制度，并上報數(shù)據(jù)、統(tǒng)計管理，有效糾正了檢驗控制亂象。通過十幾年來的公證檢驗控制和檢驗數(shù)據(jù)共享，棉花加工、棉花采購從根本上解決了質(zhì)量控制問題，也真正實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)優(yōu)價原則，高等級棉花也由過去的60%提高到現(xiàn)在的90%，推進(jìn)了棉花質(zhì)量整體水平的發(fā)展，為棉花檢驗、監(jiān)管實施數(shù)據(jù)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化控制提供了有效數(shù)據(jù)源。

中國機(jī)采棉起步于1995年，在2010年至2020年發(fā)展較成熟，一方面解決了中國主產(chǎn)棉區(qū)棉花采摘時間短的問題，另一方面也解決了人力資源嚴(yán)重匱乏問題，提高了勞動生產(chǎn)率，為棉花規(guī)?；?、集約化生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)保證?，F(xiàn)有機(jī)采棉雖然也存在質(zhì)量參差不齊、含雜和含水波動較大、短絨率較高、成熟纖維與未成熟纖維交雜等問題，這些信息反饋也將推動棉花育種、種植、采摘、加工等技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展。表5為儀器化檢驗和人工檢驗棉花情況對比分析，表6為機(jī)器采摘與人工采摘對比分析。

表5 儀器化檢驗和人工檢驗棉花對比分析

表6 機(jī)器采摘與人工采摘棉花對比分析

由表5、表6分析得知，儀器化檢驗棉花的優(yōu)點(diǎn)是速度快、效率高，對所有棉花全覆蓋，檢驗指標(biāo)多，檢驗數(shù)據(jù)差異性小，棉花數(shù)據(jù)來源具有及時性和可控性；機(jī)器采摘棉花生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，異性纖維含量少，雖然雜質(zhì)較多，但經(jīng)過后工序加工處理也可得到有效解決。

2 我國棉花發(fā)展對紡紗的影響

隨著棉花產(chǎn)量不斷增加，以及化學(xué)纖維、纖維素纖維的快速發(fā)展，棉花與化學(xué)纖維、纖維素纖維的混合使用，也越來越受到紡紗廠和面料廠的青睞，中國的紡紗規(guī)模也由過去513萬錠發(fā)展到12 000萬錠，紡紗規(guī)模增加了23.4倍，棉紗和面料品種增加更多[5]。當(dāng)然，近年由于受到市場環(huán)境影響，國內(nèi)棉紗需求量較低，棉花庫存量居高不下、價格低迷，對紡 織產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成影響[6]。去庫存、降消耗、降成本成為未來棉花和紡紗、織造的必然選擇，穩(wěn)定棉花產(chǎn)質(zhì)量及價格、保證紡紗廠正常開機(jī)率，是中國棉花、紡紗、織造生存和發(fā)展的關(guān)鍵。

2.1 棉花產(chǎn)量對紡紗規(guī)模、形式和品種的影響

工業(yè)革命推動了設(shè)備和器材的發(fā)展，同時隨著棉花育種、種植、采摘、加工、檢驗等技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了紡織、印染等規(guī)模的發(fā)展壯大，也使紡紗形式、紡紗結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。轉(zhuǎn)杯紡、渦流紡、集聚紡、賽絡(luò)紡的出現(xiàn)極大地豐富了棉紗的種類和結(jié)構(gòu)，眾多差別化棉紗品種、特細(xì)號紗、特粗號紗、多股紗、各類包芯和包覆紗的出現(xiàn)，使棉花產(chǎn)量和化學(xué)纖維等的產(chǎn)量大幅增加，紡紗品種呈現(xiàn)多樣化，差別化棉紗品種在未來有望突破1000種。雖然未來棉紗品種、結(jié)構(gòu)、顏色的變化種類會更多，但是全棉紡織品是永恒的消費(fèi)主題，再多的化學(xué)纖維、纖維素纖維與棉纖維比較，還是存在較大差距。

2.2 棉紗質(zhì)量對紡紗設(shè)備和器材的要求

隨著棉花織造品數(shù)量的增加，紡紗設(shè)備和紡紗器材制造企業(yè)也需要考慮棉纖維、纖維素纖維、化學(xué)纖維以及棉紗品種和質(zhì)量的要求，尤其需要重點(diǎn)考慮設(shè)備和器材的使用周期、損壞損傷對棉紗質(zhì)量的危害等，紡紗設(shè)備和紡紗器材必須去適應(yīng)棉紗、面料的高產(chǎn)、高效、高質(zhì)量要求，提高紡紗設(shè)備、紡紗器材的精度和使用周期，減少臺間差異。現(xiàn)有數(shù)字化、智能化和自動化技術(shù)與纖維性能、結(jié)構(gòu)的結(jié)合，是產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、使用周期長、一致性較好的紡紗設(shè)備和紡紗器材變革與市場拓展的關(guān)鍵，是適應(yīng)不同時期、不同品種、不同國家、不同棉花質(zhì)量和不同纖維素纖維、化學(xué)纖維紡紗質(zhì)量控制的需要，是紡紗錠位質(zhì)量控制減少波動和防止出現(xiàn)異常的重要環(huán)節(jié)。在高速高產(chǎn)紡紗設(shè)備上將紡紗器材使用周期維持在一定范圍內(nèi)或者更長，是紡紗器材質(zhì)量改進(jìn)和提高的主要控制方向。

2.3 棉花質(zhì)量對紡紗質(zhì)量的影響

棉紗質(zhì)量的影響因素包括原料、混配棉、紡紗設(shè)備、紡紗器材、紡紗工藝、紡紗流程、生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)管理等，其中原料的影響占60%～70%，不同時期、不同年份棉花在不同紡紗設(shè)備、紡紗器材上將會產(chǎn)生不同的紡紗結(jié)果。棉紗和面料危害性常發(fā)性疵點(diǎn)、偶發(fā)性疵點(diǎn)成倍減少，得益于棉花和棉紗試驗控制手段的進(jìn)步與發(fā)展、國家標(biāo)準(zhǔn)和烏斯特統(tǒng)計公報的及時更新。錠位質(zhì)量管理的推行，給中國棉花育種、生產(chǎn)、加工控制提供了數(shù)據(jù)指導(dǎo)，使棉紗質(zhì)量得到有效控制和提高，其在紡紗廠混配棉中起到關(guān)鍵作用。在不同年代紡CJ 18.2 tex紗質(zhì)量指標(biāo)對比見表7。

表7 不同年代紡CJ 18.2 tex紗質(zhì)量指標(biāo)對比

由表7數(shù)據(jù)分析得知，隨著時代發(fā)展與進(jìn)步，棉紗的主要測試指標(biāo)(細(xì)節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié))、條干CV值、強(qiáng)力CV值和黑板疵點(diǎn)都在降低，斷裂強(qiáng)度提高，而且2010年至2020年質(zhì)量指標(biāo)改進(jìn)十分明顯，這得益于棉花質(zhì)量的改進(jìn)、紡紗形式和紡紗結(jié)構(gòu)的改變、紡紗設(shè)備和紡紗器材的發(fā)展。

3 我國棉花和紡紗發(fā)展的思考

受到國際金融危機(jī)的影響，全球紡織品消費(fèi)萎靡，我國投資、出口、內(nèi)銷都受到影響。中國紡織品有65%～70%依賴于出口，在當(dāng)前國際貿(mào)易錯綜復(fù)雜的環(huán)境下，紡織品出口企業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)的貿(mào)易格局需要發(fā)生深刻改變，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和市場方向，是決定企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵。

預(yù)計隨著全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，會給紡織品出口帶來便利，但是紡織產(chǎn)業(yè)的全面復(fù)蘇步伐緩慢，在化學(xué)纖維迅猛發(fā)展的同時，棉花和棉紡織品，尤其是高檔棉紡織品復(fù)蘇跡象相對緩慢；分析認(rèn)為全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇時間和程度仍存在不確定性，國內(nèi)市場消費(fèi)需求升級和信心有待提升，對紡織行業(yè)提出了更多、更高的產(chǎn)品多樣化和質(zhì)量穩(wěn)定化要求，市場競爭也必然加劇，我國12 000萬紗錠和104萬臺織布機(jī)將會接受嚴(yán)峻的市場考驗，棉花質(zhì)量波動、資金維持度、產(chǎn)品庫存積壓等產(chǎn)業(yè)安全隱患，將會導(dǎo)致從棉花到成衣企業(yè)生存與發(fā)展的大洗牌。

未來，中國紡織企業(yè)面對世界生產(chǎn)變化不會出現(xiàn)危難的關(guān)鍵，也是有利于棉花生產(chǎn)和發(fā)展的關(guān)鍵，在于以下幾個方面：① 盡管棉花產(chǎn)量不斷提高，但棉花種植面積在不斷縮減，未來棉花產(chǎn)量增幅會比近20年低，一旦中國棉花種植面積低于3×106hm2，國外棉花受到自然災(zāi)害時，將會引起棉花和紡織品價格的巨大波動；② 資本對棉花期貨、現(xiàn)貨的大量控制，而國家儲備的棉花量又在極力壓低庫存的情況下，由于紡企投資多、流動資金短缺，棉花價格的大幅變動必然會影響到紡企正常運(yùn)行；③ 我國紡織企業(yè)數(shù)量眾多、參差不齊、營銷手段單一、負(fù)債率較高，在市場環(huán)境相對較差的情況下，為了回籠資金保持生產(chǎn)順利進(jìn)行，企業(yè)之間惡性循環(huán)比拼價格，必然會造成眾多紡織企業(yè)破產(chǎn)倒閉，形成大量的三角債務(wù)，會嚴(yán)重影響到上下游產(chǎn)業(yè)鏈；④ 各地方政府在招商引資中需要重點(diǎn)審視行業(yè)發(fā)展秩序、高能化消耗、設(shè)備陳舊化轉(zhuǎn)移、環(huán)境污染等問題，這些問題一旦出現(xiàn)，將不利于實現(xiàn)地方經(jīng)濟(jì)良性循環(huán)；⑤ 應(yīng)進(jìn)一步疏通外貿(mào)出口，減少貿(mào)易壁壘和政治因素影響。

4 結(jié)語

種植管理和采摘、加工、檢驗技術(shù)等方面的機(jī)械化、自動化和精細(xì)化，有效銜接了棉花的生產(chǎn)、管理及產(chǎn)質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)；生物技術(shù)、地膜和滴灌技術(shù)的發(fā)展，極大地促進(jìn)了棉花優(yōu)良品種繁殖、種植技術(shù)的發(fā)展；棉花檢驗體制改革與機(jī)采棉方式的逐步成熟，保證棉花產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)步提高……這些都為50年來我國紡紗設(shè)備、紡紗器材、紡紗質(zhì)量的改進(jìn)提供了堅實的基礎(chǔ)。棉花質(zhì)量的改進(jìn)，加速了紡紗形式和結(jié)構(gòu)的改變，又對紡紗設(shè)備和紡紗器材提出了新的要求，促進(jìn)了棉紗品質(zhì)的飛躍，同時也更加拓展了紡紗形式和品種的多樣性。未來，克服紡織企業(yè)過度投資，避免低端設(shè)備、低端產(chǎn)品大量涌現(xiàn)，是保證紡織行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展、良性循環(huán)的重中之重。