新疆陸地棉纖維品質演進趨勢與改良分析

阿里甫·艾爾西，朱家輝，劉志清，王為然，寧新民，肖 麗，孔 杰

(1.新疆農業科學院經濟作物研究所，烏魯木齊 830091；2.新疆農業科學院科研管理處，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】2018年新疆棉花皮棉總產已達511.1×104t，占全國總產量的83.8%[1]，是我國的主體棉區。棉纖維作為紡織工業的天然原料，其品質的優劣對于紡織品質量起著關鍵的作用。研究新疆棉花纖維品質演進趨勢，對于掌握我國棉花纖維質量狀況的變化具有重要意義。【前人研究進展】新疆自2006年啟動棉花公證檢驗以來，已實施了13年，國內外關于我國新疆棉花纖維品質的研究已有一定報道。孔杰等[2]對2006～2013年我國棉花纖維質量進行了研究，認為棉花纖維長度、比強度、整齊度均呈下降趨勢，全國年均下降分別為0.1 mm和0.2 cN/tex，新疆棉花纖維比強度年均下降0.3 cN/tex。王為然等[3]分析2014年新疆棉花纖維品質，認為新疆棉花纖維長度、比強度、整齊度整體呈現下降趨勢，年均下降0.1 mm、0.1 cN/tex和0.1個百分點，在馬克隆值方面，表現出“A+B”級減少、C級逐年增加趨勢。田景山[4]指出，新疆棉纖維新疆原棉品質有變差的趨勢，尤其是斷裂比強度較低。張婷婷[5]對新疆棉花馬克隆值研究認為，馬克隆值有逐年增大的不利趨勢。【本研究切入點】新疆棉花品質持續下降引起了產業各方的關注。研究新疆陸地棉纖維品質演進趨勢與改良分析。【擬解決的關鍵問題】研究年際間纖維品質變化，分析新疆纖維品質的演進趨勢及存在的問題，為一段時期新疆乃至我國棉花纖維改良提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

數據來源于全國棉花質量公證檢驗數據庫。2008～2018年連續11年全國14個省、市、自治區，共76家棉花纖維公證檢驗機構的檢驗數據。

1.2 方 法

檢驗數據整理為(1)全國(China,CHN)；(2)新疆棉區(Xinjiang，XJ)。新疆棉區進一步分為(3)新疆地方棉區(Local Area of Xinjiang, LAXJ)，包括南北疆各地州及區縣；(4)新疆生產建設兵團(Xinjiang Production & Construction Group of China, XPCG)，主要包括新疆生產建設兵團各師團及農場。

1.3 數據處理

數據處理采用Excel2010，Origin2016進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 棉花公檢數量變化

研究表明，全國棉花公檢包數呈現出先降后升再降再升趨勢。2008年，全國棉花公檢數量處于較高水平，為1 891.1×104包，2009～2010年有明顯下降，2010年降為1 184.2×104包。2011～2013年間增長迅速，2013年達到3 267.4×104包。2014年，再次下降，到2016年開始緩慢上升，2017～2018年趨于穩定，目前公檢包數大約2 300×104包左右。圖1

圖1 全國棉花包數的變化(百萬包)Fig.1 The change in the number of cotton bales in China (million bales)

從公檢包數占比看，新疆棉花公檢占比呈逐年增加趨勢。2008年新疆棉花公檢數量占全國的比重63.1%，為1 194.2×104包；到2018年已占98.3%，達2 219.4×104包，增長了86.6%。在新疆棉區中，2018年新疆地方占全國比重為65.1%，兵團占比33.2%。圖2

圖2 新疆棉花公檢包數占全國百分比變化Fig.2 The change in the percentage of public inspection packages of cotton in Xinjiang ,China (%)

2.2 纖維長度變化

2.2.1 平均纖維長度變化

研究表明，11年來，全國棉花平均纖維長度呈現出先下降后上升到平穩的趨勢。2011～2015年纖維長度較差，其中2013年為28.4 mm。2016～2018年纖維長度提升較快，平均纖維長度為29 mm左右。從區域平均值看，新疆(29.0 mm)高出全國平均0.2 mm。圖3，圖4

圖3 全國棉花纖維長度的變化Fig.3 The change of cotton fiber length in China (mm)

圖4 中級以上纖維長度棉包占比變化Fig. 4 The change of the percentage of middle or above fiber length in bales (%)

新疆棉區除2011～2013年表現較差外，平均纖維長度多數年份在29 mm左右，且新疆地方優于兵團。2016年以來，新疆兵團提升較快，2018年已達29.3 mm。圖5

2.2.2 平均纖維長度“28～32 mm”棉包占比

研究表明，2011～2015年從“28～32 mm”棉包占比較低，平均為78.3%，而2016～2018年提升較快，2018年已達94.4%。

新疆棉區和全國變化趨勢一致。2011～2015年占比低，平均為80.6%，其中2013年僅占75.2%。2016～2018年提升較快，平均占比為94.2%。2008～2015年新疆地方棉花占比高于兵團，2016年以后，兵團占比提升快，2018年2個區域基本相當。

2.2.3 平均纖維長度“30～32 mm”棉包占比

研究表明，2010年是全國棉花“30～32 mm”優質棉包占比最高的時期，平均為18.3%。2011～2015年持續下降，平均為3.2%，其中2013年僅占1.7%。2016～2018年提升較快，平均為11.1%。

新疆棉區和全國變化趨勢一致。2010年占比最高，為22.8%，2011～2015年占比較低，其中2013僅占1.3%。2016～2018年提升較快，平均為11.6%。新疆地方2008～2015年占比高于兵團，2017年后兵團較地方提升快，2017～2018年平均占比達17.6%。圖5

圖5 高級以上纖維長度棉包占比變化 Fig. 5 The change of the percentage of senior or above fiber length in bales (%)

2.3 纖維比強度變化

2.3.1 平均比強度變化

研究表明，全國棉花平均纖維比強度多數年份在28.3 cN/tex上下浮動。最低為2016年的27.9 cN/tex，最高為2008年的28.8 cN/tex。

新疆棉花比強度整體不高，多數年份在28.0 cN/tex上下浮動，較全國平均水平低0.2 cN/tex。其中，2012～2016年新疆棉花比強度表現較差，只有2015年達到28.0 cN/tex以上。從2017～2018年提升明顯，目前在28.5 cN/tex上下浮動，其中兵團棉花提升較快，2018年已達28.8 cN/tex。圖6

圖6 棉花纖維比強度平均值的變化Fig. 6 The change of fiber strength for cotton above fiber length in bales (%) (cN/tex)

2.3.2 中等級及以上比強度占比變化

研究表明，從比強度“中等及以上級”棉包占比看，全國棉花平均占比為92.4%，最低值為2013年的87.1%，最高值為2011年的96.6%。近2年來增加明顯，2018年占比達95.4%。

新疆棉花和全國變化趨勢一致。2011年占比較高，達96.6%，2012～2013年下降嚴重，2013年僅占80.6%。從2017年開始，提升較快，到2018年已達95.2%。2015年之前，新疆地方占比均高于兵團，年均高6.4個百分點。從2016年開始，新疆地方均低于兵團，年均低于3.7個百分點。圖7

圖7 纖維比強度中等及以上級棉包占比變化Fig. 7 The proportion change of medium or above in fiber strength (%)

2.3.3 強級及以上比強度占比變化

研究表明，在比強度為“強級及以上”的范圍內，全國棉花占比呈現波動變化趨勢，最高值為2008年的46.6%，最低為2016年的26.4%，多數年份在32.0%上下浮動。

新疆棉花纖維“強級及以上”占比不高。2009～2017年，除2011年達到33.0%外，其余年份均在30%以下。2018年達到了34.2%。2015年之前，新疆地方占比均高于兵團，年均高8.0個百分點。從2016～2018年，新疆地方均低于兵團，年均占比低14.5個百分點。圖8

圖8 纖維比強度高級及以上級棉包占比變化Fig. 8 The proportion change of senior or above in fiber strength (%)

2.4 纖維整齊度變化

2.4.1 纖維整齊度變化

研究表明，全國的棉花纖維整齊度整體變化不大，在82.6%上下浮動。最高的是2016年的82.9%，最低為2013年的82.4%。

新疆棉花整齊度變化趨勢和全國一致，其整體質量優于全國平均，較后者高0.1個百分點。從區域分布看，新疆地方棉花優于兵團，平均較后者高0.3個百分點。新疆地方棉花有輕微下降趨勢，而兵團的整齊度在2017～2018年有一定上升，目前兩地基本趨同。圖9

圖9 纖維整齊度平均值變化Fig. 9 The average change of fiber uniformity (%)

2.4.2 纖維整齊度中級(≥80.0%)及以上級占比變化

研究表明，全國和新疆棉區整齊度“中級及以上級”，平均占比較為平穩，多在97.0%～99.4%之間浮動。新疆棉花新疆占比較全國平均高0.3個百分點，平均為98.7%。

在新疆棉區中，地方棉區整體變化平穩，新疆地方(99.1%)高于兵團(98.0%)，年平均高1.1個百分點。近兩年來，新疆地方有一定下降，兵團棉區從2014年起整齊度呈現出上升趨勢，從2015年起，兩地差別不大。圖10

圖10 中級及以上級纖維整齊度占比變化Fig. 10 The change of proportion of medium or above grades in fiber uniformity (%)

2.4.3 纖維整齊度高級(≥83.0%)及以上級占比變化

研究表明，全國及新疆棉區整齊度“高級及以上級”整體呈現出波動下降的趨勢。新疆占比(42.1%)高于全國平均(39.7%)。

在新疆棉區，2008～2013年間，除2010年有一定上升之外，其余年份呈現出持續下降的趨勢，其中2013年為降為32.1%。2014～2016年有小幅上升，2017～2018年又大幅下滑，近兩年平均占比為34.3%。從地方與兵團分別看，2017年以來，新疆地方整齊度持續下降態勢較明顯，2018年已下降為35.5%；兵團棉花在2018年有輕微提升，為32.2%。圖11

圖11 纖維整齊度高級及以上級占比變化Fig.11 The percentage change of senior or above in fiber

2.5 纖維馬克隆值變化

研究表明，全國棉花棉包馬克隆值“A+B級”(3.5～4.9)占比整體呈現出先下降后上升的趨勢，2015年降到近年最低，平均為61.7%，最高為2008年的95.8%。

新疆棉花“A+B級”占比較全國平均高2.4個百分點，平均占比為85.1%。2008～2015年，新疆棉花下降較為嚴重，最低為2015年的62.1%。從2016年開始有一定增加，近3年來年均增加4.6個百分點，到2018年占比為88.8%。將新疆地方和兵團分開來看，除2015年占比較低外(分別是59.0%、66.2%),整體變化較為平穩，二者分別在85.5%和90.8%上下浮動。兵團的馬克隆值好于新疆地方，年均高出5.5個百分點。特別是2016年以來，這種差距有加大趨勢，平均高于地方10.9個百分點。圖12

圖12 馬克隆“A+B”級占比變化Fig. 12 The percentage change of Micronaire uniformity (%) in “A+B” grades (%)

2.6 纖維品級變化

研究表明，除2008～2010年外，我國棉花品級整體呈現出向好的方向發展，2013年以來，變化較為平穩。新疆棉花品級平均為2.8級，好于全國平均水平(3.0級)。其中，新疆地方棉花質量要好于兵團，二者分別為2.7級、2.9級。圖13

圖13 皮棉品級變化Fig. 13 The change of lint grade (%)

3 討 論

3.1 新疆棉花總產占比增加

一是在于疆外棉區棉花面積持續減少和新疆種植面積的不斷增加有關。疆外棉區面積占比由2010年的69.9%下降為2018年的25.7%，而新疆棉區2018年占比已達74.3%，為2 491.4 kha[6]。二是在于新疆棉花單產的增加，2017～2018年平均單產2.1 t/hm2，支撐單產增加的因素除新品種及配套技術的支撐外，農民合作社主導下的規模化、集約化種植方式的興起[7]，也是單產提高的關鍵因素。三是產業政策的支撐作用，棉農收益基本得以保障，植棉意愿相對較強[8]。 表1

表1 新疆棉花種植面積、總產占全國比重及單產[6]Table 1 The proportion of Xinjiang cotton in planting area, total output of China and unit yield in Xinjiang [6]

3.2 新疆棉花纖維品質提升

研究結論較以往的研究有一定不同，研究認為2016～2018年新疆棉花纖維品質提升顯著。新疆棉花纖維品質相對較差的時期集中在2012～2015年，特別在2011～2013年間，過于追求高產、高衣分的品種，棉花纖維品質問題被忽視[3]，特別是兵團棉花纖維品質下降嚴重，這還與其大面積推廣機采棉有關，但當時品種及配套機采技術尚不成熟[4,9-10]。新疆棉花品質提升從2016年開始逐漸顯現，這主要得益于自2011年開始，新疆啟動了機采棉品種試驗，以新陸早57號、新陸早61號、新陸早72號、新陸中54號、新陸中73號、J206-5等品質“雙30”以上、機采效果好等機采棉品種培育出來[11]，并成為2016年以來的主栽品種。不同機采模式、配套質量保優等栽培技術不斷集成并大面積應用，解決了機采質量差的問題[12-16]。加工技術及設備也得以完善，加工損傷嚴重的問題也得以有效控制[17]。

3.3 新疆棉花比強度低、整齊度下降

3.3.1 不利天氣過程頻繁和落葉催熟技術不完善

近年來，新疆棉區苗期低溫冷害、冰雹，花鈴期持續高溫干旱，秋季降溫快，來霜早等，不利天氣過程較過去相比有普遍增加[18-20]，加之季節性缺水嚴重，導致棉花發育各階段特別是纖維發育受到很大影響[21-24]。此外，棉農目前還難以掌握以機采棉品種特性來制定差異化的吐絮期脫葉催熟技術，這直接導致棉株上部鈴非正常成熟[25]，不利于高比強纖維的形成。

3.3.2 品種多亂雜，是造成品種整齊度、一致性變差

新疆目前匯集了全國各地的棉花品種，品種多亂雜依然嚴峻。據不完全統計，2019年僅喀什地區3個縣有名的推廣品種有120余個[26]，這尚不包括一些雜交F2代組合的使用，品種多雖然有助于棉農挑選到更好、更適宜品種，但推廣品種過多，這對纖維品質的整齊度、一致性帶來了不利影響。

3.3.3 棉花產業各環節有些脫節

種植戶、加工企業、用棉企業間尚未形成一個有效的溝通與利益共享機制。棉農、加工企業作為產品的供給端，在纖維質量基本能滿足的前提下，重點關注的是品種的高產性狀，以獲得較好的收益；紡織企業關注的是原棉的纖維品質，以增強產品的競爭力。從品種來講，產量和品質往往存在一定的負相關，優質品種的推廣遇到一定困難，這也是導致近年比強度、整齊度下降的因素之一。

4 結 論

新疆棉花對全國棉花貢獻日益重大，已成為我國的主體棉區。近3年來，新疆棉花在棉花纖維長度、比強度、馬克隆值、整齊度、品級方面均得到明顯提升，特別是兵團棉花質量整體提升較快。新疆棉花也面臨著強力較差、平均整齊度下降，以及高比強度和“高級及以上級”整齊度棉包占比偏低等問題，在新疆棉花品種技術研發、示范推廣及加工體系建設等方面，制定科學可行的產業政策，為實現新疆棉花適度規模、優質高效、綠色可持續的發展目標提供支撐。

參考文獻(References)

[1]中國棉花公證檢驗. http://www.ccqsc.gov.cn/cotton/index.jsp. 2008- 2018.

China Cotton Notary Inspection [DB/OL]. http://www.ccqsc.gov.cn/cotton/index.jsp. 2008-2018.

[2]孔杰,寧新民,朱家輝,等. 2006-2013年新疆棉花纖維品質變化分析[J].新疆農業科學,2015,52(7):1188-1194.

KONG Jie, NING Xinmin, ZHU Jiahui, et al. Research on regular of cotton fiber length, strength changes for Xinjiang cotton (GossypiumhirsutumL.) from 2006 to 2013[J].XinjiangAgriculturalSciences, 2015, 52(7):1188-1194.

[3]王為然, 孔杰,寧新民,等. 2006-2014年新疆陸地棉纖維品質變化規律[J].中國棉花,2015,42(11):18-21.

WANG Weiran, KONG Jie, NING Xinmin, et al. Regular of upland cotton fiber quality for Xinjiang from 2006 to 2014[J].ChinaCotton, 2015, 42(11):18-21.

[4]田景山.新疆機采棉纖維品質影響因素及提質途徑研究[D]. 石河子:石河子大學,2018.

TIAN Jingshang.Changeoffiberqualityinmachine-harvestedcottonintheXinjiangandfurthersurveyofpromisingapproachesforimproving[D]. Shihezi: Shihezi University, 2018.

[5]張婷婷.新疆棉花馬克隆值的影響因素分析及其與可紡性關系研究[D].上海: 東華大學, 2018

ZHANG Tingting.TheanalysisofinfluencingfactorsoncottonmicronairevalueandrelationshipbetweenspinnabilityandmicronaireinXinjiang[D].Shanghai: Donghua University, 2018.

[6]國家統計局新疆調查總隊.新疆調查年鑒[J]. 北京:中國統計出版社, 2010-2018.

NBS Survey Office in Xinjiang. Xinjiang Survey Yearbook (2010-2018) [J].Beijing:ChinaStatisticPress, 2010-2018.

[7]孔慶平,孔杰,徐海江,等. 新疆棉花集約高效生產技術研發策略[J].新疆農業科學,2015,52(7):1352-1358.

KONG Qinpin, KONG Jie,XU Haijiang, et al. Research and development strategy of intensive and efficient production technology in Xinjiang Cotton[J].XinjiangAgriculturalSciences, 2015, 52(7):1352-1358.

[8]王彥發. 新疆棉區棉農利益補償研究[D].阿拉爾: 塔里木大學,2019.

WANG Yanfa.StudyonthebenefitcompensationofcottonfarmersinXinjiangcottonarea [D]. Alar: Tarim University, 2019.

[9]TIAN J S, ZHANG X Y, ZHANG W F. Fiber damage of machine-harvested cotton before ginning and after lint cleaning[J].JournalofIntegrativeAgriculture, 2018.17(5):1120-1127.

[10]余渝,孔憲輝,劉麗,等. 新疆兵團機采棉發展現狀與建議[J].塔里木大學學報, 2018,30(3): 57-61.

YU Yu, KONG Xianhui, LIU Li, et al. Development status and suggestions of mechanical harvest upland cotton in Xinjiang Production and Construction Corps[J].JournalofTarimUniversity, 2018,30(3): 57-61.

[11]鄭子漂,徐海江,田立文,等. 近年來新疆審定早中熟陸地棉品種主要性狀分析[J].中國棉花,2019, 46(9):22-23,25.

ZHENG Zipiao, XU Haijiang,TIAN Liwen,GUO R S,LIN T,CUI J P. Analysis on main traits of early and medium maturity cotton varieties in Xinjiang in recent years[J].China Cotton, 2019, 46(9):22-23,25.

[12]張煦怡.新疆棉區脫葉催熟劑對棉鈴發育及纖維品質形成的影響[D].石河子：石河子大學碩士學位論文,2018.

ZHANG Xuyi.EffectofdefoliationoncottonbolldevelopmentandfiberqualityformationinXinjiang[D]. Shihezi: Shihezi University, 2018.

[13]WANG F Y, HAN H Y, LIN H. Effects of planting patterns on yield, quality, and defoliation in machine-harvested cotton [J].JournalofIntegrativeAgriculture, 2019, 18(9):2019-2028.

[14]張國蕾.機采棉脫葉催熟規律及效果研究[D].石河子：石河子大學碩士學位論文,2018.

ZHANG G L.Studyonthelawandeffectofmechanicalharvestingcottondefoliatingagentandripener[D]. Shihezi: Shihezi University, 2018.

[15]張旺鋒,田景山,董恒義,等.新疆北疆機采棉優質高效綜合栽培技術規程[J].中國棉花,2019,46 (6):37-39.

ZHANG Wangfeng, TIAN Jinshan, DONG Hengyi, et al. Cultivation technical regulation of fine-quality and high-efficient machine-harvested cotton in Northern Xinjiang [J].ChinaCotton, 2019,46 (6):37-39.

[16]張旺鋒,田景山,余力. 新疆南疆棉區機采棉優質高效綜合栽培技術規程[J].中國棉花,2019,46 (7):30-32.

ZHANG Wangfeng, TIAN Jingshan, YU Li. Cultivation technical regulation of fine-quality and high-efficient machine-harvested cotton in Southern Xinjiang Region [J].China Cotton, 2019, 46 (7):30-32.

[17]谷國富. 新疆機采棉加工過程中棉花品質變化分析[J]. 中國棉花,2017,44(9): 22-24,35.

GU Guofu. Analysis of cotton quality changes during processing of machine-picked cotton in Xinjiang [J].ChinaCotton, 2017, 44(9): 22-24,35.

[18]李慧琴,王潭剛,胡寶,等. 新疆南疆棉田苗期自然災害的預防和應對措施[J].中國棉花,2019, 46(6): 40,46.

LI Huiqin, WANG Tangang, HU Bao, et al. Prevention and response measures of cotton seedling natural disasters in southern Xinjiang [J].ChinaCotton, 2019, 46(6): 40, 46.

[19]史蓮梅,李斌,李圓圓,等.新疆冰雹災害經濟損失評估及風險區劃研究[J].冰川凍土,2017,39(2): 299-307.

SHI Lianmei,LI Bin, LI Yuanyuan,et al. Study on economic loss assessment and risk division of hail disaster in Xinjiang[J].JournalofGlaciologyandGeocryology, 2017, 39(2): 299-307.

[20]陳穎,邵偉玲,曹萌, 等. 新疆夏季高溫日數的變化特征及其影響因子[J].干旱區研究,2020, 37(1): 58-66.

CHEN Ying, SHAO Weiling, CAO Meng, et al. Variation of summer high temperature days and its affecting factors in Xinjiang [J].AridZoneResearch, 2020,37(1): 58-66.

[21]馬輝,戴路,龍朝宇. 高溫對棉花生殖器官和纖維發育的影響及應對措施[J].中國棉花,2017,44(4):38-39.

MA Hui, DAI Lu, LONG Chaoyu. Effects of high temperature on cotton reproductive organs and fiber development and countermeasures [J].China Cotton, 2017, 44(4):38-39.

[22]田景山,張煦怡,虎曉兵,等.新疆產棉區高強棉纖維形成的纖維素累積特征及適宜溫度[J].中國農業科學,2018,51(22):4252-4263.

TIAN Jingshan, ZHANG Xuyi, HU Xiaobing, et al. Cellulose deposition characteristics of high strength cotton fiber and optimal temperature requirements in Xinjiang region [J].ScientiaAgriculturaSinica, 2018, 51(22):4252-4263.

[23]趙寶改,田景山,隨龍龍,等. 棉花植株頂部棉鈴發育過程中物質累積及對溫度的響應[J].新疆農業科學,2019,56(8):1418-1427.

ZHAO Baogai, TIAN Jingshan, SUI Longlong, et al. The matter accumulation and its response to temperature during cotton fiber development at the top of cotton plants [J].XinjiangAgriculturalSciences, 2019, 56(8):1418-1427.

[24]楊長琴,劉瑞顯,張國偉, 等．花鈴期干旱對棉纖維素累積及纖維比強度的影響[J].江蘇農業學報,2015,31(6):1218-1223.

YANG Changqin, LIU Ruixian, ZHANG Guowei, et al. Cellulose accumulation and fiber strength affected by drought during flowering and bolling stage in cotton [J].JiangsuJournalofAgriculturalSciences, 2015, 31(6):1218-1223.

[25]隨龍龍,田景山,張煦怡,等.膜下滴灌棉花不同播期對植株頂部棉鈴單鈴重和纖維品質的影響[J].新疆農業科學,2018,55(7):1194-1202.

SUI Longlong, TIAN Jingshan, ZHANG Xuyi, et al. Effects of different sowing dates on boll weight and fiber quality of top boll of cotton under mulched drip irrigation [J].XinjiangAgriculturalSciences, 2018, 55(7):1194-1202.

[26]張亞林,李根源,袁有祿,等. 新疆喀什地區主要植棉縣棉花產業現狀及科技扶貧工作建議[J].中國棉花,2019,46(9):1-3,25

ZHANG Yalin, LI Genyuan, YUAN Youlu, et al. Status and proposals on poverty alleviation by science and technology extension in major cotton planting counties in Kashgar, Xinjiang[J].ChinaCotton, 2019, 46(9):1-3, 25.