Cottonscope 与AFIS 检测棉花细度和成熟度结果相关性初步分析

韦京艳，张璠，唐淑荣，孟俊婷，魏守军，彭军*

（1.中国农业科学院棉花研究所/ 棉花生物学国家重点实验室，河南 安阳 455000；2.东华大学，上海 201620）

棉纤维的细度和成熟度是棉花重要的品质指标，直接影响纺纱工艺设计和最终纱线质量[1-2]。对细度和成熟度的研究，有助于全面了解棉纤维品质，为品种选育提供参考。

目前棉纤维成熟度的常用检测方法包含中腔胞壁对比法、氢氧化钠膨胀法、偏振光干涉色方法等，棉纤维细度的测试方法有纤维投影测量法、气流仪法、振动法等[3]。但是，这些方法的检测过程繁琐，测试效率低，限制了其应用。

Cottonscope 是用于快速测试棉纤维细度和成熟度的设备，结合了自动化偏振光显微镜标准测试（SiroMat）和光学纤维直径分析（optical-based fibre diameter analyzer,OFDA）技术[4]。Cottonscope 的光学系统由1 对交叉的偏光片和一阶滤光片组成，用红色调照亮检测的纤维内细胞壁，通过检测区域的成熟棉纤维成像为红色，而未成熟的棉纤维成像为半透明，从而利用图像处理技术对棉纤维的细度和成熟度进行测量。该设备目前在国内的应用较少。

由于不同设备之间的检测原理和指标算法不尽相同，为深入了解不同设备之间相似指标测试结果的关系，对Cottonscope 和纤维检测中常用的高级纤维信息系统（advanced fiber information system,AFIS）单纤维测试仪测得的细度和成熟度进行相关性分析。

1 材料与方法

1.1 材料来源

选用不同品种（系）的大田材料112 份，全部取自于新疆生产建设兵团第一师7 团团厂种植基地。待棉铃正常成熟，采收后送至轧花厂，统一加工轧花后按照GB 1103.1－2012《棉花 第1 部分：锯齿加工细绒棉》[5]中“5.3.1.1 抽样标准取样”方法进行样品抽取。

1.2 试验方法

样品送至农业农村部棉花品质监督检验测试中心进行测试。在检测前需要预调湿，按照GB/T 6529―2008《纺织品 调湿和试验用标准大气》[6]，将待检测样品在恒温恒湿实验室平衡24 h 以上，利用Cottonscope 的专用切刀将平衡后的棉纤维处理成7 mm 长的纤维段，制备成AFIS 单纤维测试仪检测用的棉条，然后进行棉纤维细度和成熟度检测，每份样品重复3 次，结果取平均值。

1.3 数据分析方法

利用SPSS 软件对2 台设备检测的细度、成熟度结果进行相关分析，采用皮尔逊相关法和肯德尔一致性系数法，均为双侧检验。

2 结果与分析

2.1 检测结果

112 份样品的细度和成熟度检测结果见表1。

表1 Cottonscope 和AFIS 的细度和成熟度测试结果

表1 （续）

2.2 相关性分析

2.2.1细度。皮尔逊相关检验（双侧）结果显示，Cottonscope 细度和AFIS 细度结果的相关系数是0.957，达到极显著水平。肯德尔一致性系数检验（双侧）结果显示，Cottonscope 细度和AFIS 细度结果的相关系数是0.931，达到极显著水平，与皮尔逊相关检验结果一致。

2.2.2成熟度。皮尔逊相关检验（双尾）结果显示，Cottonscope 成熟度和AFIS 成熟度结果的相关系数是0.981，达到极显著水平。肯德尔一致性系数检验（双侧）结果显示，Cottoncope 成熟度和AFIS 成熟度结果的相关系数是0.958，达到极显著水平，也与皮尔逊相关检验结果一致。

3 结论

采用皮尔逊相关和肯德尔一致性系数检验方法的相关分析均显示，Cottonscope 和AFIS 的细度、成熟度测试结果极显著相关，结果具有一致性，说明在实际检测中2 种设备的细度和成熟度检测结果可相互参考，这有利于异常棉纤维样品的筛查和检验机构的仪器设备比对、验证。本研究结果可为2 种设备在成熟度和细度指标检测中的应用提供依据。