新疆近年机采棉发展过程中的棉纤维品质变化

田景山，张煦怡，张旺锋

（石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室，新疆石河子832003）

新疆近年机采棉发展过程中的棉纤维品质变化

田景山，张煦怡，张旺锋*

（石河子大学农学院/新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室，新疆石河子832003）

“一带一路”沿线棉花资源丰富、棉花产业链完整，是全球棉花产业集中带。我国棉花产业要深度融入“一带一路”战略，需要重塑棉花产业新优势[1]，通过“良好棉花”实现提质增效[2]。新疆具有发展棉花的资源优势，应率先重塑植棉业的新优势、实现“提质增效”的目标[3]。

随着劳务成本逐年增加，高的人工采摘价格推高了原棉销售价格，降低了我国棉花的国际市场竞争力[4]。发展机采棉成为降低我国棉花生产成本，实现棉花生产可持续发展，提升棉花国际竞争力的主要措施之一[5]。据统计，从2008年始新疆生产建设兵团（简称“新疆兵团”）的机采棉面积以每年10%的比例递增，近几年机采棉面积占其棉花种植总面积的比例均在60%以上[6]。然而，现有机械采收棉花的质量优势大打折扣[7]，机采棉原棉等级普遍下降2级，并且同等级的机采棉内在质量低于手摘棉[8]。

前人研究表明，机采棉纤维品质与手摘棉相比，长度缩短、比强度降低[9-11]。机采棉的突出特点是籽棉含杂率很高，10%～30%[12-13]，棉花加工厂需采用多道清理工序，以保证原棉品级满足纺织需求[14]。然而，棉花清理会在一定程度上对纤维品质造成损伤[15]，致使纤维长度降低[14,16]、短纤维指数增加[14,16-18]，断裂比强度则受其影响较为复杂[18-19]。 机械采收棉花存在的纤维品质变劣问题日趋突出[20]，导致机采棉销售进度缓慢。新疆有59%的棉花贸易公司不愿经营机采棉[21]，这势必严重影响新疆棉业的可持续发展。

如何改善机采原棉品质，已成为新疆棉花产业迫切需要解决的问题。因此，根据历年新体制棉花公正检验质量数据，分析全国主要植棉省（区）历年棉花纤维品质及等级分布的变化特征，探讨新疆纤维品质变劣的根本原因，以期为通过合理的栽培技术和品种选育改善原棉品质提供参考。

1 数据来源

新体制棉花公正检验数据来源于2008－2016年度新体制棉花公证检验质量情况[22]，包括安徽、湖北、湖南、江苏、江西、浙江、河北、河南、山东、山西、陕西、天津、甘肃和新疆14个省（直辖市、自治区）77家棉花纤维公正检验机构的锯齿细绒棉检测数据，其中，新疆又分为新疆生产建设兵团（包括兵团各师团及农场，简称“新疆兵团”）、新疆维吾尔自治区 （包括新疆各地州及区县，简称 “新疆地方”）。纤维品质检测指标包括上半部平均长度（简称“长度”）、断裂比强度（简称“比强度”）和马克隆值，按照国家标准GB 1103.1-2012《棉花 第1部分：锯齿加工细绒棉》[23]划分品质指标等级。

由图1看出，新疆兵团的棉花检验量居全国首位，占全国总检验量的35%，其次是新疆地方、占27%；山东占10%，湖北和河北占7.0%左右；其余各省（直辖市）的棉花检验量的比例均＜2.0%。为此，选择湖北、河北和山东、新疆兵团和新疆地方分别代表长江流域棉区、黄河流域棉区、西北内陆棉区。

2 结果与分析

2.1 棉纤维品质的变化

2.1.1上半部平均长度。棉纤维长度年际差异极显著性（表1），整体呈逐年下降趋势，自2014年略有增加且维持在28 mm级（图2）；不同省份间的纤维长度存在显著性差异，以新疆地方的纤维长度最长，较其他省份显著高出0.32～0.48 mm。从各省份与全国均值的差值可看出，仅新疆地方的高出全国均值0.20 mm，河北和山东纤维长度均值较全国均值低 0.21、0.28 mm（表 1），年际变幅较大（－0.88～0.39 mm，图 2）。

图1 2008-2016年各省（直辖市、自治区）棉花平均检验量占全国比例的变化

表1 棉纤维上半部平均长度和断裂比强度的均值及其与全国均值的差值

图2 不同棉区间棉纤维上半部平均长度的均值及其与全国均值差值的变化

2.1.2断裂比强度。棉纤维断裂比强度在省份间存在极显著差异（表1），新疆地方和新疆兵团的最低，仅为28cN·tex－1左右。年际变化则因省份不同而差异较大（图3），以湖北的变幅最小，基本维持在29 cN·tex－1，2015年始呈增加趋势。河北和山东的比强度呈缓慢增加趋势，2009－2016年分别增加了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 年始比强度均＞29 cN·tex－1（河北2015年除外）。新疆地方和新疆兵团的比强度则整体呈下降趋势，自2014年略增加，但仅为28cN·tex－1。

从各省份与全国的差值可看出，湖北的棉纤维比强度在各年份间均大于全国均值，平均高0.93 cN·tex－1，2016 年高达 2.49 cN·tex－1（表 1、图 3）。在河北和山东，比强度均值与全国均值的差值波动上升，自2012年起超过全国均值，平均高出1.22～1.37 cN·tex－1。在新疆地方和新疆兵团，与全国均值的差值均小于0 cN·tex－1，自2014年略增加，增加量＜0.13 cN·tex－1。

图3 不同棉区间棉纤维断裂比强度的均值及其与全国均值的差值的变化

2.2 棉纤维品质指标各等级比例的变化

2.2.1上半部平均长度。由图4可看出，纤维长度各等级逐年变化趋势有所差异。27 mm级所占比例整体呈抛物线趋势，自2013－2014年下降；以新疆地方的比例最少，较其他4省份低6.1～13百分点，2016年仅占6.9%；在河北和山东，27 mm级的比例则在2013－2014年骤降至12%和16%，之后又剧增至31%以上。29 mm级所占比例年际波动较大，2012－2013年呈回升趋势；以新疆地方的比例最高，约占41%，较其他省份高10～13百分点；河北和山东29 mm级的比例在2013年剧增至32%以上，之后则缓慢降低，维持在23%左右。28 mm级所占比例自2011年始年际变幅较小，约占45%左右。30mm级所占比例自2011年总体上变化很小，仅新疆地方和新疆兵团在2016年剧增至10%以上。

2.2.2断裂比强度。由图5可看出，纤维比强度各等级所占比例逐年的变化在省份间差异较大。总体来说，“中等”所占比例以新疆地方和新疆兵团最高，且年际间稳定在65%左右；而河北和山东该级所占比例则整体呈逐年下降趋势，2016年降至30%以下。“强级”所占比例以湖北最大，且各年份均稳定在45%左右；新疆地方和新疆兵团该级所占比例最低，呈先降后增的变化，2013年达最低值，仅占13%和8.1%；河北和山东该级所占比例则呈逐年增加趋势，至2016年占50%以上。差级所占比例在湖北、山东和河北不足2.0%，新疆地方和新疆兵团则为7.4%和13%，最大年份可达25%。“很强级”所占比例以新疆地方和新疆兵团最低，2009年以来均低于4.5%，其他3省自2013年“很强级”所占比例显著增加，最大可达36%。

图4 棉纤维上半部平均长度各等级所占比例的省（区）际变化

图5 棉纤维断裂比强度各等级所占比例的省（区）际变化

2.2.3马克隆值。由图6可看出，马克隆值各等级中B2级所占比例最高、约占1/2，A级次之。A级所占比例在湖北、河北和山东3省变幅最大，至2011年达最大值，最大可达73%，之后迅速减少，至2015年不足3%；新疆地方和新疆兵团A级所占比例相对稳定，维持在32%和40%，而至2015年剧降至10%以下。B2级所占比例年际变幅较大，各省（区）间以湖北所占比例最高。在河北、山东、新疆地方和新疆兵团C2级所占比例在2008－2012年均小于10%，至2013年增加了2～5倍，最高比例可达76%。

图6 棉纤维马克隆值各等级所占比例的省（区）际变化

3 结论

纤维长度以新疆地方的最长，27 mm级所占比例虽有降低，但29 mm级的比例逐年降低且年际波动较大。比强度以新疆棉区（包括新疆兵团和新疆地方）的最低，仅 28 cN·tex－1，低于全国均值；“强级”和“很强级”所占比例全国最低，差级比例则是全国最高。新疆的马克隆值A级所占比例最高且相对稳定，在32%～40%，C2级所占比例则全国最低，但至2015年A级比例骤降，C2级比例剧增。因此，各品质指标为差级棉纤维比例的增加和强级比例的降低是新疆原棉品质的基本状况，是造成目前新疆棉花市场竞争力降低的重要原因。随着棉花全程机械化管理的推进，要率先实现新疆棉花“提质增效”，一是选育和推广品质优良且适宜机械采收的棉花品种，二是实现棉花良好的脱叶催熟效果、降低机采籽棉含杂，三是降低棉花机械采收与清理加工的纤维损伤。

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

Tian Jingshan,Zhang Xuyi,Zhang Wangfeng*

为了解近年新疆机采棉发展过程中棉纤维品质现状，利用2008－2016年我国新体制棉花公正检验质量数据，比较分析全国5大植棉省（区）的棉纤维品质及其等级分布的变化特征。结果表明，纤维长度以新疆地方的最长，高出全国均值0.20 mm；断裂比强度则以新疆兵团和新疆地方的最低，仅为28 cN·tex－1。新疆棉花长度在27 mm级的比例虽有所降低，但29 mm级比例逐年降低且波动较大；断裂比强度的“强级”和“很强级”所占比例全国最低，仅占20%和3.0%左右，“差级”比例则是全国最高，约占10%。马克隆值以新疆最优，但近几年呈明显升高的趋势。因此，各指标差级棉纤维比例增加和强级比例降低是新疆原棉品质的基本状况，尤其是断裂比强度。

机采棉；公证检验；原棉；纤维品质；断裂比强度

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

国家科技支撑计划（2014BAD09B03）