董曉宇賈 冬阿依達娜·阿衣本汪 軍馬麗蕓
(1.新疆大學,新疆烏魯木齊,830046;2.新疆維吾爾自治區纖維質量監測中心,新疆烏魯木齊,830002;3.東華大學,上海,201620)
棉花是關系到國計民生的重要農產品,也是紡織工業的主要原料。根據國家統計局最新數據,2020 年全國棉花產量591 萬t,新疆棉花總產量516.1 萬t,占全國總產量的87.3%[1-2]。長絨棉是海島棉、陸海雜交棉和長絨陸地棉的統稱,一般纖維長度在33 mm 以上。長絨棉具有細絨棉所不具備的優勢,如長度長、強力高、長度整齊度好等[3]。全球長絨棉的主要產區在中國、埃及、美國和蘇丹等。長絨棉的主要品種有美洲型海島棉、埃及型海島棉和中亞型海島棉。美洲型海島棉具有纖維細長柔軟的特點;埃及型海島棉具有抗逆性強、產量高的特點;中亞型海島棉具有早熟、棉鈴吐絮集中的特點。近幾年來,我國長絨棉的育種發生了改變,重點從海島棉轉變為陸地棉,由常規長絨棉轉變為雜交長絨棉,由中熟品種轉向中早熟品種,通過結合普通育種技術與生物育種技術,加大了對新品種選育的力度,新的長絨棉品種不斷涌現,主栽品種從10 個發展到現在的74個[4-5]。經過較長時間的發展和改進,新疆長絨棉的育種體系、采摘及加工方式等都在不斷完善。
新疆長絨棉的種植地區主要分布在日照時間長、溫度相對較高的南疆地區,其中阿克蘇地區長絨棉產量在全國的占比很高[6]。2020 年,阿克蘇地區棉花種植面積775.36 萬畝,細絨棉種植面積698.05 萬畝,長絨棉種植面積77.31 萬畝。由于長絨棉的專業化種植育種、纖維的高品質和內在相同優良性等因素使阿克蘇地區成為了長絨棉的重點種植地區。本研究通過跟蹤阿克蘇地區長絨棉的纖維質量數據,分析該地區的長絨棉品質變化情況,總結近幾年新疆長絨棉的質量變化。
我國現行長絨棉質量標準為GB/T 19635—2005《棉花 長絨棉》。由于我國長絨棉產區分布在新疆維吾爾自治區,為了適應長絨棉質量檢測定量化和儀器化的發展趨勢要求,新疆維吾爾自治區市場監督管理局2019 發布了地方標準DB65/T 2208—2019《長絨棉標準體系總則》。
在GB/T 19635—2005《棉花 長絨棉》標準中,棉纖維長度使用長度級指標,棉纖維長度以1 mm 為級距,36 mm 為長度標準級[7]。以長度級38 mm 為例,纖維長度包括38.0 mm~38.9 mm;長度在39 mm 及以上,長度級為39 mm;品級4 級棉花的長度長于34 mm,按34 mm;品級5 級棉花的長度均按33 mm。長絨棉的品級條件是根據籽棉的感官特征以及皮輥棉的成熟度、色澤特征以及軋工質量進行分類;品級條件參考指標是根據纖維線密度、斷裂比強度、軋工質量(黃根率、毛頭率);品級共分為5 個級,即1 級至5 級,3 級為品級標準級,5 級以下為級外棉。長絨棉馬克隆值被分 為5 級:3.4 及 以 下 為C1級,3.5~3.6 為B1級,3.7~4.2 為A 級,4.3~4.9 為B2級,5.0 及以上為C2級。在國際貿易中,馬克隆值在3.5~4.9 的棉纖維作為正常的棉花,馬克隆值在3.7~4.2 的棉花具有價格優勢。
在GB/T 19635—2005《棉花 長絨棉》標準中,對長度整齊度及斷裂比強度指標并未給出明確標定,我們按照細絨棉現行國家標準分檔進行分級和分析,長度整齊度分“U1很高”、“U2高”、“U3中等”、“U4低”和“U5很低”5 個級別;斷裂比強度 分“S1很 強”、“S2強”、“S3中 等”、“S4差”、“S5很差”5 個級別。
新疆長絨棉主要分布在阿克蘇地區,從新疆維吾爾自治區纖維質量監測中心近4 年(2017 年至2020 年)阿克蘇地區長絨棉數據取樣,其中2017 年取樣包數為97 361 包,2018 年取樣包數為101 427 包,2019 年 取 樣 包 數 為86 528 包,2020 年取樣包數為58 243 包。
基于GB/T 19635—2005《棉花 長絨棉》標準,采用USTER HVI1000 型大容量纖維測試儀,綜合選取表征長絨棉質量的5 個指標:纖維品級、馬克隆值檔次、長度級、長度整齊度指數和斷裂比強度。
對長絨棉的5 個質量指標使用Origin 軟件進行統計,對比2017 年至2020 年質量變化。
長絨棉品級是長絨棉質量優劣的綜合性指標,長絨棉品級包括1 級至5 級,級數越大,代表長絨棉質量越差。2017 年至2020 年阿克蘇地區長絨棉品級統計數據如下。長絨棉品級1 級占比:2017 年 99.26%,2018 年 43.55%,2019 年19.15%,2020 年4.92%。可以看出1 級占比逐年降低。長絨棉品級2 級占比:2017 年0.74%,2018 年 56.40%,2019 年 80.56%,2020 年95.08%。可以看出,長絨棉品級2 級占比逐年增大。
馬克隆值是纖維細度和成熟度的綜合性指標,馬克隆值指標在棉花貿易、紡紗配棉、紡紗工藝參數設置以及成紗質量中占有重要地位。2017 年至2020 年阿克蘇地區長絨棉馬克隆值統計數據如下。馬克隆值A 級和B2級的長絨棉合計占比:2017 年99.56%,2018 年99.36%,2019年99.21%,2020 年98.94%;這4 年中長絨棉馬克隆值A 級和B2級的合計占比均在98%以上。而 就A 級 占 比 而 言,2017 年20.31%,2018 年25.24%,2019 年17.78%,2020 年46.73%;可見A 級占比在近4 年中有波動,2020 年長絨棉馬克隆值高級別棉花比例有所增長。
對于棉紡企業而言,首先關注的是長絨棉的纖維長度指標。2017 年至2020 年長絨棉纖維長度統計數據如下。近4 年,長絨棉纖維長度級在35 mm 級以上的棉花均占95%。其中,2017 年、2018 年、2019 年及2020 年的長絨棉纖維長度級在36 mm 級及以上占比分別為82.48%、74.82%、88.19%和89.00%,2020 年39 mm 級棉花 占 比14.71%,比2017 年8.40%、2018 年3.60%和2019 年9.35%占比都高。由此得出,2020 年長絨棉纖維長度級比前3 年有所增長。
長絨棉長度整齊度對紡紗工藝參數設定、成紗質量和制成率等具有一定的影響。2017 年至2020 年長絨棉長度整齊度統計數據如下。近4 年中長絨棉纖維長度整齊度,以“U1很高”和“U2高”等級為主,分布在“U4低”和“U5很低”等級的長絨棉占比均在0.004%以下,“U3中等”等級占比中最高年度的占比也僅為0.24%。長度整齊度分布 在“U1很 高”等 級 的 長 絨 棉 占 比:2017 年82.32%,2018 年85.08%,2019 年89.05%,2020年85.94%。通過該數據可知,長絨棉的長度整齊度指標表現優異。
長絨棉的斷裂比強度是纖維的抗拉強度指標,斷裂比強度高,在紡紗清梳工序中纖維不易損傷,有利于除雜,相應的成紗強力高。2017 年至2020 年長絨棉斷裂比強度統計數據如下:2017年、2018 年、2019 年長絨棉斷裂比強度100%都在“S1很強”等級;2020 年長絨棉斷裂比強度在“S1很強”占比為99.9%,在“S2強”占比為0.10%。由此可見,長絨棉斷裂比強度指標較為優異。
通過對2017 年至2020 年新疆阿克蘇地區長絨棉質量數據跟蹤分析發現,長絨棉纖維長度2017 年至2020 年36 mm 標準級以上棉花占比在74.82%以上;長度整齊度及斷裂比強度性能優異;馬克隆值A 級和B2級的長絨棉占比均在98%以上;長絨棉品級一般在1 級至2 級,2 級比例逐年增大,而1 級比例逐年減小。通過分析我們可以看出,近4 年新疆阿克蘇地區的長絨棉質量總體較好,除長絨棉品級有所下降外,長絨棉的其他質量指標均比較穩定,能夠滿足生產高檔紡織品的質量要求。
各年度長絨棉的質量情況受種植氣候條件、種植環境條件、棉花品種、棉花種植技術、棉花采收及加工工藝等因素影響,需要從選育推廣長絨棉優良品種、改善棉花種植氣候環境條件、加強長絨棉田間管理、改進長絨棉采收和加工設備工藝等多方面形成合力,通過全流程優化提高長絨棉的品質質量。例如,可在不同區域及氣候條件逐年變化的情況下,因地制宜,不斷拓展新的長絨棉品種;在廣泛推廣棉花機械化采摘的前提下,探究適宜長絨棉機采的品種、機采種植模式、機械采摘的方式及方法和軋花工藝;結合織物風格及織物需求,探究長絨棉紡紗加工的最優工藝;最終,在各方不斷努力下使我國長絨棉的品質逐年提高,建立我國高質量的長絨棉自主品牌。