長江流域棉區棉花含雜率現狀調查與研究

徐守東等

摘要：

本文對長江流域棉區棉花加工過程中不同環節抽取的棉花含雜率檢驗樣品，按照GB/T 6499—2007《原棉含雜率試驗方法》逐一進行檢測，獲得棉花含雜率數據。采用數據集中趨勢與離散程度的分析方法分析不同采樣點棉花含雜率的分布狀況。結果顯示，長江流域棉區加工后皮棉含雜率樣本均值為1.657%，在置信度為0.95的條件下，置信區間為（1.603%，1.711%）。本研究結果可為修訂棉花含雜率國家標準提供一定的數據支撐。

關鍵詞：長江流域棉區；棉花加工；含雜率現狀

棉花含雜率檢驗是棉花質量檢驗的重要內容，含雜率是貿易中計算公定重量的關鍵指標。近年來，隨著棉花加工工藝的改進和加工設備性能的提高，棉花實際含雜率大小有了一定變化。現行國家標準規定的棉花含雜率標準值已不能準確反映目前棉花實際的含雜率狀況。

長期以來，由于沒有準確可靠的棉花含雜率標準數據，無法確定將含雜率標準值定在多少能夠反映我國棉花含雜率的現狀。細絨棉國家標準的幾次修訂都沒有調整含雜率內容，以至于1972年確定的標準值一直沿用至今[1]。

為了推動GB 1103國家標準后續修訂工作的開展，做好棉花標準含雜率設限調整的研究工作，本研究針對長江流域棉區棉花加工過程中不同環節的棉花含雜率進行調研，分析長江流域棉區棉花含雜率分布現狀。

1 方案設計

1.1 取樣

1.1.1 取樣對象

按照全國棉花含雜率現狀調查研究的整體規劃，依據長江流域棉區棉花產量在全國總體棉花產量所占的比重，確定在長江流域棉區選取3個棉花加工廠作為本次長江流域棉區棉花含雜率現狀的調查與研究對象。

1.1.2 取樣點選取

本次調研工作在對所加工皮棉的棉花含雜率調研的前提下，對棉花加工過程中不同環節的棉花含雜率進行調研，以確定棉花含雜率在棉花加工過程中的變化趨勢。

圍繞棉花從籽棉堆垛到加工完畢這一流程，在每個棉花加工廠設定4個取樣點進行取樣，即設定籽棉清理前、后兩個取樣點和皮棉清理前、后兩個取樣點，如圖1所示。

1.2 測試

為減少測試環境造成的誤差和測試儀器臺間誤差，本次調研對所取樣品，采用固定儀器、固定地點、專人集中測試。考慮到測試人員的技術穩定性，專門安排了具有長期檢驗經驗的執業棉檢師和專業測試人員，采用YG042型原棉雜質分析機，按照GB/T 6499—2007《原棉含雜率試驗方法》的相關規定進行測試[2]。所取長江流域棉區不同采樣點棉花含雜率樣本容量如表1所示。

1.3 分析方法

為了分析長江流域棉區不同工藝條件下不同采樣點的棉花含雜率分布狀況，通過對調研數據進行分析，確定通過算術平均值、標準差、中位數、最大值、最小值、上四分位數、下四分位數，對不同采樣點棉花含雜率數據的集中性、分散性、對稱性進行分析，確定長江流域棉區棉花含雜率的分布趨勢。

算術平均值是集中趨勢中最主要的測度值。算術平均值計算公式如式（1）所示。

（1）

標準差是根據全部數據計算的，反映每個數據與其算術平均數相比平均相差的數值，它能準確地反映出數據的差異程度，標準差是實際中應用最廣泛的離散程度度量值[3]。標準差計算公式如式（2）所示。

（2）

箱形圖也稱箱須圖或盒須圖，用于反映一組數據分布的集中趨勢和離散趨勢。箱形圖把一組數據從大到小排列，分別計算、顯示出它的最大值、上四分位數、中位值、下四分位數、最小值。箱形圖的箱子越長表示數據離散程度越大，中位值若在箱子中心位置，表示數據分布對稱；中位值偏離箱子中心越遠，表示數據分布越偏離中位數[3]。

2 數據分析結果

2.1 籽棉清理前棉花含雜率現狀分析

長江流域棉區籽棉清理前棉花含雜率樣本均值X=3.307%，樣本標準差S=0.923%，在置信度為0.95條件下，總體均值的置信區間為（3.210%，3.405%）。長江流域棉區籽棉清理前棉花含雜率折線如圖2所示。

長江流域棉區籽棉清理前棉花含雜率最大值為5.555%，上四分位數為4.057%，中位數為3.307%，下四分位數為2.570%，最小值為1.341%。棉花含雜率箱形圖如圖3所示。由于其箱子較長，說明籽棉清理前棉花含雜率分布較離散，而中位數幾乎位于箱子中心，說明籽棉清理前棉花含雜率以樣本均值X=3.307%為中心，分布比較對稱。

2.2 籽棉清理后棉花含雜率現狀分析

長江流域棉區籽棉清理后棉花含雜率樣本均值X=2.834%，樣本標準差S=0.790%，在置信度為0.95條件下，總體均值的置信區間為（2.751%，2.917%）。長江流域棉區籽棉清理后棉花含雜率折線圖如圖4所示。

長江流域棉區籽棉清理后棉花含雜率最大值為4.226%，上四分位數為3.447%，中位數為2.982%，下四分位數為2.282%，最小值為0.290%。棉花含雜率箱形圖如圖5所示。由于其箱子較長，說明籽棉清理前棉花含雜率分布較離散，而中位數略偏向上四分位數方向，說明籽棉清理前棉花含雜率以樣本均值X=2.834%為中心，分布相對偏向較小數值方向。

2.3 皮棉清理前棉花含雜率現狀分析

長江流域棉區皮棉清理前棉花含雜率樣本均值X=3.209%，樣本標準差S=0.799%，在置信度為0.95條件下，總體均值的置信區間為（3.124%，3.293%）。長江流域棉區皮棉清理前棉花含雜率折線圖如圖6所示。

長江流域棉區皮棉清理前棉花含雜率最大值為5.446%，上四分位數為3.749%，中位數為3.204%，下四分位數為2.770%，最小值為0.846%。棉花含雜率箱形圖如圖7所示。由于其箱子較長，說明籽棉清理前棉花含雜率分布較離散，而中位數幾乎接近中心方向，說明籽棉清理前棉花含雜率以樣本均值X=2.834%為中心，分布相對對稱。

2.4 皮棉清理后棉花含雜率現狀分析

長江流域棉區皮棉清理后棉花含雜率樣本均值X=1.657%，樣本標準差S=0.510%，在置信度為0.95條件下，總體均值的置信區間為（1.603%，1.711%）。長江流域棉區皮棉清理后棉花含雜率折線圖如圖8所示。

長江流域棉區皮棉清理后棉花含雜率最大值為3.404%，上四分位數為1.836%，中位數為1.602%，下四分位數為1.328%，最小值為0.294%。棉花含雜率箱形圖如圖9所示。由于其箱子較短，說明籽棉清理前棉花含雜率分布較集中，而中位數略偏向上四分位數方向，說明籽棉清理前棉花含雜率以樣本均值X=1.657%為中心，分布相對偏向較小數值方向。

2.5 長江流域棉區棉花含雜率現狀分析

通過對長江流域棉區不同采樣點棉花平均含雜率折線圖和箱形圖分析，繪制長江流域棉區不同采樣點平均棉花含雜率比較圖如圖10所示。

從不同采樣點平均棉花含雜率比較圖上可以看出，通過籽棉清理和皮棉清理設備的清雜作用，棉花含雜率從籽棉清理前的3.307%降低到皮棉清理后的1.657%，降低了1.65個百分點。在籽棉清理環節，通過籽棉清理設備的清雜作用，棉花含雜率從籽棉清理前的3.307%降低到籽棉清理后的2.834%，降低了0.473個百分點；在皮棉清理環節，通過皮棉清理設備的清雜作用，棉花含雜率從皮棉清理前的3.209%降低到皮棉清理后的1.657%，降低了1.552個百分點。而在軋花過程中，在軋花機鋸片高速旋轉勾拉作用下，皮棉從棉籽上脫離，由于籽棉中摻雜的僵瓣、不孕籽等在這一過程中破碎形成新的雜質，造成皮棉清理前棉花含雜率比籽棉清理后棉花含雜率反而增加了0.375個百分點。

3 結論與討論

通過對長江流域棉區3個棉花加工廠不同采樣點棉花含雜率取樣、檢測、統計，并采用數據集中趨勢與離散程度的方法對籽棉清理前棉花含雜率、籽棉清理后棉花含雜率、皮棉清理前棉花含雜率和皮棉清理后棉花含雜率進行分析，并通過比較不同采樣點平均棉花含雜率的比較，掌握長江流域棉區棉花加工工藝中棉花含雜率的變化趨勢。

從調研數據分析、比較可知，雖然長江流域棉區籽棉清理前棉花含雜率分布相對比較分散，但通過相關的加工工藝，皮棉清理后的棉花含雜率分布相對比較集中，棉花含雜率的樣本均值X=1.657%。

對長江流域棉區不同采樣點棉花含雜率分布趨勢分析可知，籽棉清理環節與皮棉清理環節清雜效果明顯，棉花含雜率分別降低0.473%和1.552%，特別是皮棉清理環節，皮棉清理機對于棉花含雜率的降低起到了主要作用。

該研究獲得了長江流域棉區的棉花含雜率實際結果，也給出了棉花含雜率在棉花加工工藝工程中的變化趨勢，可為我國棉花標準含雜率的修訂提供一定的理論參考和數據支撐。

參考文獻：

[1] GB 1103.1—2012 棉花 第一部分：鋸齒加工細絨棉[S] .

[2] GB/T 6499—2007 原棉含雜率試驗方法[S].

[3] 蒲括，邵朋.精通Excel數據統計與分析[M].北京：人民郵電出版社，2014：1-83.

（作者單位：徐守東、吳國新、劉從九、石春華，安徽財經大學棉花工程研究所；熊宗偉，中國纖維檢驗局）