基于棉花纤维品质的检验分析

纪晓杰

（青岛市纤维纺织品监督检验研究院，山东 青岛 266061）

对棉花质量的评判需要通过棉花纤维品质的检验，并对检验的结果进行分析，基于此确定棉花的颜色级。本研究旨在明确棉花检验指标，提出棉花颜色特征级指标的重要性，探讨中国棉花纤维品质的评价，重点分析国外棉花纤维品质评价的研究进展和国内棉花纤维品质评价的研究进展，以中国棉花公证检验阿拉尔实验室为例，介绍我国棉花检验实验室新设备的应用对提高棉花品质的帮助。

1 棉花纤维品质的检验

1.1 棉花检验指标

关于棉花纤维质量的检测指标，中国学者以及外国学者都对这方面的问题进行了研究。目前，主要的棉花质量检测指标包括颜色级、长度、强力、整齐度、马克隆值、反射率等。

测试棉花纤维长度时，有逐根法、分组法、不分组法、光电法等。中国目前采用的主要测量长度方法是手扯尺量法，分组划分的一个重要标准是1 mm。采用这种方法测试对检验人员的手法要求高，但是操作起来简便，不需使用复杂的仪器设备，而且具有代表性[1]。

均匀性主要是对纤束的长度分布情况进行了解，采用不同的测量方法。具体的指标是跨距均匀度和分梳均匀度。

成熟度指数是对纤维细胞壁的增厚程度予以反映的指标。细度指数所反映的是纤维的直径，综合指标即为棉花的马克隆值，主要通过仪器检验纤维对气流所产生的阻力大小获得。

在棉花纤维的各项指标当中，颜色级需要高度重视，主要采用直观判断的方法。现在，棉花的生产国和消费国在检验棉花的质量并进行评价时都使用这一指数。对棉花的色泽造成影响的指标主要包括棉花纤维的反射率以及棉花纤维的黄度。

棉花纤维的齐度，就是要对纤维束长度的分布情况进行了解。检验采用的方法不同，具体的指标包括整齐度和跨距整齐度。

1.2 棉花颜色级指标

在对棉花纤维的品质进行评价的过程中，一个重要的衡量指标是棉花的颜色级，根据比色法中的反射率和黄度指标定量分析棉花的颜色。

在棉花纤维检测的过程中，应用先进的科学技术可以获得良好的效果。使用大容量快速纤维测试仪时，可以对颜色特征级进行检测和研究。国外对棉花颜色级特征的研究比较早，其中，美国是最早从事这项研究的国家。通过使用不同的测色仪，根据测量的结果可以明确。棉花的颜色不同，纤维的品质也存在差异，主要体现为亮度的不同和色调深度的不同[2]。

美国通过棉花的颜色特征进行划分，主要包括3种类型，即白棉花、黄染棉花、点污棉花。中国对棉花颜色特征的研究虽然起步比较晚，但是已经形成了系统，主要包括4类，即白棉、淡点污棉、淡黄染棉和黄染棉。

2 中国棉花纤维品质的评价

棉花纤维质量评价需要严格按照程序进行，每个环节都不能忽视。评价的第一步是通过感官作出判断，基于此，不断细化棉花质量指标，然后设定量化指标，对棉花的纤维品进行质量分析，从而对棉花进行评价。从中国棉花纤维质量评价情况以及外国的棉花纤维质量评价情况来看，标准各有不同，每种棉花所设定的评价标准都不是固定不变的，而是不断变化的，并且与国家的经济、政治以及科学技术等元素存在关联性[3]。从评价标准的变化情况来看，主要是从定性分析到定量分析，从感官层面分析到应用工具分析，起初的分析比较粗糙，逐渐精细化。随着棉花纤维品质的评价不断发展，棉花质量评价体系也在不断完善。在检测棉纤维质量以及评价的过程中，需要严格按照有关的标准执行。虽然中国对于这项研究的起步比较晚，但是已经获得良好的研究成果。

2.1 国外棉花纤维品质评价的研究进展

进入18世纪的中后期阶段，英国的棉花商人采用商业实践的方式，按照棉花的颜色对棉花进行分类。19世纪，英国将棉花质量划分为上等质量、中等质量、下等质量以及污染质量。采用这种方法评价棉花品质时，一个重要的特点就是简单、容易操作，主要采用的是感官检验方法。但是，这种方法在具体的应用中存在局限性，而且具有模糊性特点[4]。由于所采用的方法缺乏科学性，评价的结果不够准确，而且缺乏合理性，很有可能导致贸易纠纷，但是也存在优点，即对棉花质量评价的发展起到促进作用。因此，虽然这种检验方法存在不足，但也具有积极意义。

20世纪，为提高棉花品质评价工作的可操作性，美国农业部提出了棉花纤维质量评价标准，主要划分为9个等级。但是，由于这个标准还没有颁布实施，这项工作就决定于贸易双方在实际应用中的情况。进入20世纪，国际上统一了棉花标准，明确了棉制品所具备的价值，使得棉制品有了更高的商业地位[5]。1923年，美国颁布并实施了《棉花标准法》，规定棉花质量检验工作需要与实物作比较，确保实物标准与贸易双方的检验需要相符合。

1930年以后，棉花的国际贸易发展速度加快。一些经济发达国家在检验棉花质量时使用检测仪器，重点监测纤维的长度和纤维的强度，并制定了科学有效的仪器检测方法，同时出台了检测标准。但是，从商业化情况来看，纤维质量的评价仍然以感官为主，主要是采用仪器检测方法虽然有较高的准确度，但是速度比较慢，而且操作比较烦琐，检测的进度慢，不能满足商业化发展需求。

进入20世纪中叶，美国研究并开发了一套棉花纤维检测系统。通过从实际应用角度深入研究，建立了棉花品质快速检测指标体系。棉花纤维检测系统可以对棉花的物理特性进行检测，这为仪器检测奠定了良好的基础。为了保证仪器检测实施的合法化，美国在法律上和政策上给予了支持，基于此，定量分析纤维质量并作出评价[6]。

2.2 国内棉花纤维品质评价的研究进展

20世纪60年代，中国针对国外棉花检测方法进行研究，并研究了先进的检测技术用于检测纤维品质，制定了符合中国棉花国情的标准。中国的棉花质量检测实现了标准化并规范化实施，基于统一检查的方式，对棉花贸易的发展起到了促进作用，推动了棉花产业的快速稳定发展。此后，我国颁布了棉花纤维检验标准，根据实际需要不断修订并予以完善，从原有的10种检测方法增加到15种检测方法。1999年，定量划分为棉花第二年检验指标，如此对于棉花纤维质量的检验从感官检验转向了仪器检验[7]。

进入21世纪，中国棉花质量检测体系进一步深化改革，专业人员应用大容量快速棉花检测仪对棉花纤维质量进行检测。目前，国内外学者都开始研究棉花纤维质量的检测与评价，取得了一定成果，对棉花品质的提高起到了促进作用。

3 中国棉花公证检验实验室的发展

随着中国科学科术发展速度的不断加快，棉花检验标准也越来越完善。中国已经成立了多家棉花公证检验实验室。以中国棉花公证检验阿拉尔实验室举例说明，该实检室在2009年成立，针对当地的棉花质量进行检验，该实验室平均每年需要对当地的30万吨棉花纤维进行检验，任务非常繁重[8]。这项工作经过了10多年的探索，并在技术上不断改进，已经获得了明显成效。在对棉花的检验中，主要采用了大容量棉花纤维测试仪（High Volume Instrument，HVI），该仪器技术先进，虽然检测的过程比较烦琐，但是检测的结果准确，能够检测棉花的各项物理性能指标，为第一师阿拉尔市的棉花质量提升提供保障。

在轧工质量方面，阿拉尔实验室的棉花质量检验人员按照检验标准通过感观进行检验。按照轧工质量的定义，对籽棉进行加工处理之后，判断皮棉外观形态的粗糙程度，明确棉花纤维含有疵点的种类以及疵点量，根据国家棉花实物标准对棉花的纤维品质作出准确的判断，设定3项指标，即优等、中等和差等[9]。

统计2018年度阿拉尔棉花加工企业公检细绒棉轧工质量状况发现，各个加工棉花的企业中，98.9%的企业轧工质量为P2档；五团加工厂的轧工质量比较好，八团加工厂和塔河种业金银川分公司的轧工质量也非常好。根据统计结果，11.3%的企业轧工质量为P1档。关于HVI检测仪检验指标，2018年，统计当地的棉花质量，区分棉花颜色级，主体为白棉3级，96.1%的白棉为3级以上；棉花的平均断裂比强度为28.33 cN/tex，平均长度为29.19 mm，棉花的平均长度整齐度指数是82.5，93.9%的棉花马克隆值为A级和B级。

4 结语

通过上述研究可以明确，农业优质品种的选育过程中，需要以样品实验作为依据，大量的棉花样品实验所产生的数据对棉花的选育都具有参考价值，有助于推进农业经济更好更快地发展。通过深入研究棉花纤维质量检验评价理论，提高棉花质量、促进棉花检验队伍专业化的同时，还需要提高检验水平、完善检验设备，创造更高的农业经济利润。