【摘要】：棉花是重要的紡織工業(yè)原料,品質(zhì)優(yōu)劣直接關(guān)系到紡織企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效益。新疆具有發(fā)展棉花的自然條件和資源優(yōu)勢,至2016年棉花總產(chǎn)占全國總產(chǎn)的68%。發(fā)展機(jī)采棉有利于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化經(jīng)營、大幅降低植棉成本和提高勞動生產(chǎn)率,推動棉花生產(chǎn)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。然而,機(jī)采棉在新疆棉區(qū)快速實(shí)施過程中,現(xiàn)有的原棉品質(zhì)變劣問題日益突出,如何改善機(jī)采原棉品質(zhì),已成為新疆棉花產(chǎn)業(yè)迫切需要解決的問題。機(jī)采棉技術(shù)是一項(xiàng)涉及棉花品種選育、栽培管理、機(jī)械采收、清理加工和收購檢測等多個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)對纖維品質(zhì)損傷程度如何,有待深入研究。因此,本研究針對機(jī)采棉存在的問題,從遺傳品質(zhì)、生產(chǎn)品質(zhì)和產(chǎn)后品質(zhì)3方面分析了新疆棉區(qū)纖維品質(zhì)的變化規(guī)律及品質(zhì)變劣的根本原因,在此基礎(chǔ)上,以溫度變化→脫葉催熟→機(jī)械采收→清理加工為主線,系統(tǒng)分析了纖維品質(zhì)的損傷程度及損傷分布,探討改善原棉品質(zhì)的技術(shù)途徑。主要研究結(jié)果如下:1.新疆棉花纖維品質(zhì)現(xiàn)狀及原棉品質(zhì)損傷源分析纖維長度以新疆地方的最長,高出全國均值0.20 mm;斷裂比強(qiáng)度則以新疆兵團(tuán)和新疆地方的最低,僅為28 cN/tex。新疆棉花長度在27 mm級的比例雖有所降低,但29 mm級比例逐年降低且波動較大;斷裂比強(qiáng)度的“強(qiáng)級”和“很強(qiáng)級”所占比例全國最低,僅占20%和3.0%左右,“差級”比例則是全國最高,約占10%。馬克隆值以新疆最優(yōu),但近幾年呈明顯升高的趨勢。因此,各指標(biāo)差級棉纖維比例增加和強(qiáng)級比例降低是新疆原棉品質(zhì)的基本狀況,尤其是斷裂比強(qiáng)度。田間生產(chǎn)和機(jī)械采收對纖維品質(zhì)的損傷具有不穩(wěn)定性,損傷變幅范圍廣;田間生產(chǎn)中比強(qiáng)度損傷量2 cN/tex的品種占35%、長度損傷量2 mm的品種占12%,機(jī)械采收中比強(qiáng)度損傷量2cN/tex的試點(diǎn)占17%。機(jī)采棉清理加工均會對纖維品質(zhì)造成損傷,約有84%以上試點(diǎn)的長度和比強(qiáng)度降低了1~2個單位。分析其原因,造成纖維損傷的關(guān)鍵在于新疆棉區(qū)的機(jī)采棉含雜率過高。從品種審定、田間生產(chǎn)到加工成原棉的一系列環(huán)節(jié)中,纖維品質(zhì)雖會有所損傷,但田間生產(chǎn)仍使27%品種的比強(qiáng)度表現(xiàn)增加,機(jī)械采收仍有47%試點(diǎn)的纖維長度和33%試點(diǎn)的比強(qiáng)度表現(xiàn)增加。2.新疆棉區(qū)溫度變化對纖維強(qiáng)力形成的影響及調(diào)控棉纖維發(fā)育前期,高的夜間溫度降低了纖維素的累積速率,明顯阻礙了纖維素合成,不利于纖維比強(qiáng)度的形成。增加纖維素快速累積期的夜間溫度顯著延遲了纖維素快速累積期的起始時間,纖維素累積速率適宜,易形成高強(qiáng)纖維。棉纖維發(fā)育后期,增加夜間溫度對纖維素累積特性和比強(qiáng)度無顯著影響。因此,夜間溫度對纖維比強(qiáng)度的差異性影響,主要由纖維素在開花至纖維素快速累積期起始期間的平均累積速率的差異所決定。棉纖維發(fā)育期≥15℃有效積溫是影響纖維比強(qiáng)度的主要溫度因子,二者的相關(guān)性在纖維不同發(fā)育階段則表現(xiàn)出相反趨勢。在棉花開花至纖維素快速累積期起始時間內(nèi),較多的有效積溫使纖維素在開花至纖維素快速累積期起始時間的平均累積速率(V_1)直線降低,這并不利于增加纖維比強(qiáng)度。在纖維素快速累積期,≥15℃有效積溫的增加顯著提高了V_1,纖維素快速累積期的持續(xù)時間(T)隨有效積溫的增加而顯著延長,纖維比強(qiáng)度亦呈增加趨勢。因此,棉纖維不同發(fā)育階段≥15℃有效積溫對纖維比強(qiáng)度的影響存在差異性,主要由≥15℃有效積溫對V_1的差異影響所決定,適宜的V_1則易形成高強(qiáng)纖維。3.脫葉催熟劑對機(jī)采棉花葉片脫落和纖維品質(zhì)的影響在噴施脫葉催熟劑后7.0±1.0 d內(nèi),棉花葉片脫落率最高、達(dá)55%~79%,且與最高溫度和≥15℃有效積溫呈顯著的線性關(guān)系。若要在噴施脫葉催熟劑后7.0±1.0 d內(nèi)實(shí)現(xiàn)55%的葉片脫落率,則應(yīng)滿足最高溫度大于27.2℃、≥15℃有效積溫大于4.6℃/d。因此,噴施脫葉催熟劑后7.0±1.0 d內(nèi)是實(shí)現(xiàn)良好脫葉效果的關(guān)鍵時間段,最高溫度和≥15℃有效積溫則是影響的關(guān)鍵因素。脫葉催熟劑對纖維長度的影響較小,其損傷量主要在-0.5 mm~0.0 mm,且有半數(shù)品種呈增加趨勢。纖維比強(qiáng)度則受脫葉催熟劑的影響較為明顯,其損傷量變幅更大、集中分布在-4 c N/tex~0 cN/tex,并隨噴施時間提前損傷變幅顯著擴(kuò)大;但在鈴齡37 d噴施時有61%的品種其比強(qiáng)度表現(xiàn)增加趨勢,纖維比強(qiáng)度對脫葉催熟劑的反應(yīng)更為敏感。纖維比強(qiáng)度與棉鈴體積呈顯著正相關(guān)關(guān)系,棉鈴體積越大則需要較長的棉鈴鈴期,而纖維比強(qiáng)度損傷量隨棉鈴鈴期延長而加劇。因此,可根據(jù)“脫葉催熟劑噴施時間/棉鈴鈴期”綜合考慮棉鈴鈴期和比強(qiáng)度損傷量,以確定脫葉催熟劑的噴施時間。當(dāng)生產(chǎn)31 cN/tex的纖維就需要棉鈴體積31.8 cm~3,棉鈴鈴期60.0 d,確�！懊撊~催熟劑噴施時間/棉鈴鈴期”0.68,在鈴齡40.9 d后噴施脫葉催熟劑可控制纖維比強(qiáng)度損傷小于0.5 cN/tex。4.新疆棉花機(jī)械采收對纖維品質(zhì)的影響棉花機(jī)械采收對纖維品質(zhì)各指標(biāo)的影響存在差異。纖維長度和馬克隆值在機(jī)采棉和手采棉間無顯著性變化,且在不同試驗(yàn)點(diǎn)和品種間差異較小;與手采棉相比,機(jī)采棉的纖維比強(qiáng)度、整齊度及紡紗一致性指數(shù)顯著降低,其中比強(qiáng)度和紡紗一致性指數(shù)在不同試驗(yàn)點(diǎn)變化較大,最大降幅可達(dá)11%、26%,且有63%的品種呈顯著降低趨勢。多個纖維品質(zhì)指標(biāo)中以短纖維率的變化最為明顯,機(jī)采棉的短纖維率較手采棉平均增加了51%,試驗(yàn)點(diǎn)和品種間的最大增幅分別達(dá)到90%、130%。5.新疆棉區(qū)機(jī)采棉清理加工工序?qū)w維品質(zhì)的影響籽棉清理對纖維比強(qiáng)度的影響較為復(fù)雜,77%的試驗(yàn)點(diǎn)呈下降趨勢,且有1/3的試驗(yàn)點(diǎn)達(dá)顯著性差異水平、平均損傷量1.4 cN/tex;并以第2、3道工序的損傷最大,每道損傷0.65 cN/tex。籽棉清理后比強(qiáng)度的損傷量受籽棉葉雜含量的影響不顯著,而與葉雜黏著性密切相關(guān);但是,新疆棉區(qū)審定的棉花品種中,幾乎沒有無茸毛葉片的品種。因此,籽棉清理使比強(qiáng)度存在潛在損傷,損傷量的大小主要與葉雜黏著性有關(guān),品種選擇應(yīng)注重葉片特性和苞葉性狀,使機(jī)采籽棉葉雜手清率45%。與軋花前相比,皮棉清理后纖維比強(qiáng)度無顯著性變化,纖維長度和短纖指數(shù)的變化最為明顯,纖維長度損傷量1.0 mm的試驗(yàn)點(diǎn)占全部試驗(yàn)點(diǎn)的46%、短纖指數(shù)損傷率20%的試驗(yàn)點(diǎn)占全部試驗(yàn)點(diǎn)的85%。不同清理道數(shù)間,以第三道皮棉清理對纖維損傷較大,使纖維長度降低0.35 mm、短纖指數(shù)增加0.65%。因此,新疆棉花加工廠最多采用1道、或嘗試不使用皮棉清理,堅決不能使用3道皮棉清理。
【圖文】：

期為新疆棉花通過合理的栽培技術(shù)和品種選育改善原棉品質(zhì)花公正檢驗(yàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)來源于 2008~2016 年度新體制棉花公w.ccqsc.gov.cn/），包括安徽、湖北、湖南、江蘇、江西、山西、陜西、天津、甘肅和新疆 14 個省、直轄市及自治區(qū)的鋸齒細(xì)絨棉檢測數(shù)據(jù)，，其中，新疆又分為新疆生產(chǎn)建設(shè)兵，簡稱“新疆兵團(tuán) XPCC”）、新疆維吾爾自治區(qū)（包括新疆地方 XUAR”）。纖維品質(zhì)檢測指標(biāo)包括上半部平均長度（簡稱“比強(qiáng)度”）和馬克隆值，按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB 1103.1-加工細(xì)絨棉》（中國纖維檢驗(yàn)局，2012）劃分品質(zhì)指標(biāo)等級 看出，新疆兵團(tuán)的棉花檢驗(yàn)量居全國首位，占全國總檢驗(yàn)量占 27%；山東占 10%，湖北和河北占 7.0%左右；其余各省占比例均＜2.0%。為此，選擇湖北、河北和山東、新疆兵團(tuán)域棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)、西北內(nèi)陸棉區(qū)。

表 2-1 棉纖維上半部平均長度和斷裂比強(qiáng)度的均值和與全國差值的方差分析表Table 2-1 Mean values for fiber upper half mean length and fiber strength. ANOVA P value indicate thesignificance of province and year on each variable纖維品質(zhì)Fiber quality上半部平均長度(mm)Upper half mean length斷裂比強(qiáng)度Strength (cN/tex)均值aAverage value與全國的差值bDifference value均值aAverage value與全國的差值bDifference value省份 湖北 Hubei 28.64±0.37b -0.13±0.33b 29.14±0.62a 0.93±0.77aProvince 河北 Hebei 28.56±0.47b -0.21±0.40b 28.91±0.76a 0.69±0.85a山東 Shandong 28.48±0.34b -0.28±0.37b 29.03±0.73a 0.81±0.83a新疆地方 XUAR 28.96±0.34a 0.20±0.11a 28.08±0.43b -0.15±0.20b新疆兵團(tuán) XPCC 28.62±0.33b -0.14±0.11b 27.76±0.49b -0.48±0.38bP 值 省份 Province 0.0222 - 0.0001 -P value 年份 Year 0.0042 - 0.0967 -注: 表中小寫字母表示為差異水平 0.05.a, 均值是纖維長度和比強(qiáng)度在各省份的平均值.b, 與全國的差值是各省份的纖維長度和比強(qiáng)度的平均值與全國平均值的差值. Note: Minuscules indicate significance at the 0.05 levels of probability.a, Average values are the average of fiber length and strength among five provinces.b, difference values are the difference offiber length and strength between each province and the national average.
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S562

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2615791