棉花產業鏈探討

摘要：梳理了棉花作為資源通過不同產業轉移直達消費者的物質聯系、價值關聯、產業價值實現，包括產業鏈的組成、邏輯關系、關聯度、功能、相關產品等。產業鏈的組成包括：棉花種業、種植、籽棉初加工、紡織服裝制造、棉籽深加工利用、棉株加工利用、專用機械裝備制造與工藝設計（裝備、工藝、智能化系統等）及其他（期貨保險、社會化服務、技術研發和服務、創意設計、廢棉回收利用等支撐產業）。基于此繪制了棉花產業鏈圖，旨在便于棉業價值展現、提升公眾認知，推動棉花產業鏈高質量發展。

關鍵詞：棉花；全產業鏈；關系圖；種植；種業；加工；棉紡；服裝；纖維；油脂；飼料；菌料；醫藥；化工；軍工；生物基材料；非糧生物質；大食物觀；大農業觀；三產融合

收稿日期：2023-05-30" " " " "第一作者簡介：鄭曙峰，二級研究員，從事棉花栽培和標準化研究，zhengsf@188.com

基金項目：國家現代農業產業技術體系（CARS-15-32）；安徽省農業科學院科技創新團隊（2024YL008）

棉花是關系國計民生的重要農產品，是紡織服裝業（纖維）、油脂工業（棉籽油）、養殖業（飼料蛋白質）、食品（蛋白質等）、化工業（糠醛等）、醫藥保健業（棉酚、棉子糖等）、造紙業（棉短絨、棉稈皮等）、軍工（棉短絨等）、種植業[有機肥料、食（藥）用菌培養基料等]等產業的主要原料，因此有“棉頭紡尾”“棉頭油尾”“棉頭飼尾”“棉頭工尾”“棉頭食尾”之說。棉花產業是產業鏈長、產業關聯度高、商品化程度高的社會性大產業[1-3]，在大食物觀、大農業觀、三產融合等背景下，顯得尤為重要。

產業鏈是從原料到消費者的整個產業鏈條，涵蓋產品生產或服務提供的全過程，是產業各環節各部門之間基于一定的技術經濟關聯，并依據特定的邏輯關系和時空布局關系客觀形成的鏈條式關聯關系形態。筆者梳理總結了棉花作為資源通過不同產業轉移直達消費者的物質聯系、價值關聯、產業價值實現和增值的途徑，包括產業鏈的組成、邏輯關系、關聯度、功能、相關產品等，繪制了棉花產業鏈圖（圖1），旨在便于棉花產業價值展現、提升公眾認知，為提高以棉花為原料的農產品精深加工比重、棉花的綜合利用水平，延伸棉花產業鏈、提升價值鏈、共享利益鏈，促進棉花產業鏈高質量發展提供思路。

1 產業鏈的組成和邏輯關系

1.1 棉花種業

棉花種業是棉花種植業的上游，通過種質資源創制、新品種培育和良種繁育、精加工，為棉花種植業提供優良品種和優質的種子。

1.2 棉花種植

棉花種植通過應用優良品種，通用和棉花專用投入品（化肥、農藥、農膜、植物生長調節劑、脫葉催熟劑等，其中農膜主要在西北內陸棉區應用），智能水肥一體化系統（主要在西北內陸棉區應用）以及耕、種、管、收、殘膜回收等機械裝備，社會化服務等，生產出籽棉、棉稈。

1.3 籽棉初加工

籽棉初加工是將種植端生產的籽棉加工成皮棉和棉籽。

1.4 棉籽深加工

未脫絨的棉籽經剝絨加工成棉短絨和光棉籽，光棉籽經剝殼加工成棉籽殼和棉籽仁。因此，棉籽深加工包括棉籽殼深加工利用、棉短絨深加工利用和棉籽仁深加工利用。棉籽殼深加工終端產品包括食（藥）用菌培養基料、肥料、飼料、活性炭等材料及棉酚、單寧、糠醛等[4-6]。棉短絨深加工利用主要是制造無紡布、高級紙張，制硝化纖維素，生產土壤改良劑、肥料、飼料等，制醋酸纖維、黏膠纖維，制葡萄糖、乙醇，制纖維素醚類精細化工品等。棉籽仁深加工技術以直接浸出（一次性浸出）和預榨浸提為主[7]，中間產品包括棉籽原油、棉油腳、棉仁粕、棉酚、棉子糖、單寧、脫酚棉籽蛋白等，終端產品包括成品棉籽油（可食用）、食品（面包等）、化工產品（生物柴油等）、美容保健品（維生素E等）、藥品（男性避孕藥等）、工業用品（抗氧化劑等）、日用品（牙膏等）、飼料等[8-11]。

1.5 紡織服裝制造

以皮棉為原料，配以其他天然纖維、化學纖維等，通過紡紗、非織造，形成紗、布、無紡布等，制成服裝、家紡、服飾、工業用紡織品、常規醫療用品、裝飾用品等。

1.6 棉株加工利用

棉株的加工利用以棉稈、棉根、棉花的花、棉葉為原料。其中，棉株可以直接利用，如粉碎還田作肥料、作為荷蘭豆等冬季作物支架；可進行燃料發電等能源化利用[12]，或作為大牲畜（反芻動物）飼料等[8-11]；還可通過深加工，造紙，制造人造板材、建筑材料，提取棉稈皮紡織纖維，制作棉稈皮麻袋、繩索，制取葡萄糖，生產乙醇，提取棉酚等。棉花的根、葉、花可制藥等。棉花秸稈經過酶解水解產出混合糖（五碳糖、六碳糖）和黃腐酸。其中：混合糖可加工成乳酸，進而生產丙交酯，而后聚合為聚乳酸，聚乳酸經改性后可生產食品包裝、纖維織物、工程塑料、可降解地膜等；黃腐酸可生產肥料和土壤調理劑[13]。

1.7 棉花機械裝備制造與工藝設計

主要包括棉種加工設備，棉花加工機械設備，棉紡織機械設備、工藝及綠色化智能化管理系統，服裝制造設備，棉籽及棉稈深加工機械設備，棉花種植專用機械設備（如采棉機、播種機等），棉短絨、棉籽殼、棉籽仁等加工機械設備，為棉花種植、籽棉初加工、棉籽深加工利用、紡織服裝和棉株加工利用等提供裝備、工藝、智能化系統等。

1.8 其他

包括棉花種植社會化服務（含技術服務）、保險、原棉流通貿易（含公檢、期貨等）、紡織服裝流通貿易、紡織服裝創意設計、廢舊棉纖維再利用等，為棉花產業提供金融保險、社會化服務、技術研發和服務等支撐。

2 產業鏈的終端產品和價值實現

棉花種植產物包括籽棉、棉株（主要是棉稈）。其中：籽棉中棉纖維約占40%、棉籽約占60%，棉稈產量為皮棉產量的4倍左右；未剝絨的棉籽中含短絨10%～15%、棉籽殼30%～35%、棉籽油15%～20%、蛋白質 20%～30%；完全脫殼的棉籽仁制成的棉仁餅、粕中粗蛋白質的含量達40%～44%，與大豆餅的粗蛋白質含量相當[1-2]。據統計，棉籽是我國第3或第4大油料來源[14]，棉籽油約占我國食用油的16%，棉籽粕是我國第2大飼用植物蛋白來源[9]。因此，近年來，越來越多的專家認為棉花是集“纖、油、飼”等多種功能于一體的作物[1-3]，其核心產品至少應包括棉纖維、油脂和飼料。但傳統觀點認為，棉花是紡織工業原料，其中棉纖維是主產品，而其他均為副產品。筆者認為，這一觀點不利于棉花作為戰略資源的充分利用，不利于棉花產業鏈的延長和增值，不利于棉花產業高質量發展；因此，將棉花產業鏈的終端產品分為核心產品和其他產品。終端產品和價值可通過如下途徑來實現，即：紡織品化（fabric）、油脂化（oil conversion）、飼料化（feedstuff conversion）、肥料化（fertilization）、能源化（energization）、基料化（CM： cultivated materialization for edible fungi and medicinal fungi cultivated）、藥品/美容保健品/食品/化工品/農用品等的原料化（RM： raw materialization for drugs， health care and beauty care products， food， chemicals， agricultural products， et al）、建材/造紙等材料化（MM： manufacturing materialization）等（圖1）。

2.1 核心產品和價值實現

2.1.1 紡織服裝等棉纖維制品。棉纖維通過紡織或非紡織制成服裝服飾、生活日用品、工業用紡織品、常規醫療用品等，是棉花產業鏈最核心、最大、最基本的利用途徑。

2.1.2 油脂。棉籽仁通過精深加工生產出棉籽油（包括棉籽原油和成品棉籽油[15]，其中成品棉籽油可供食用）[1-3]。

2.1.3 飼料。棉籽、棉籽殼、棉仁粕、棉籽餅粕、棉稈、棉花機渣（棉花收獲、加工皮棉等過程中產生的毛棉籽、棉葉、棉鈴殼等雜質和下腳料的總稱）通過直接利用或脫毒等飼料化處理，制成動物飼料[8-12]。

2.2 其他產品和價值實現

2.2.1 食（藥）用菌培養基料。棉籽殼、棉短絨、棉稈、棉花機渣和下腳料可作為食（藥）用菌培養基料，生產獲得食（藥）用菌[1-3]。

2.2.2 肥料、土壤改良劑。棉籽殼、棉籽餅、棉短絨、棉稈、棉花機渣等可制成有機肥料、黃腐酸；棉短絨可生產土壤改良劑[1-3]。

2.2.3 生物農藥、生物獸藥、生物刺激素、植物激素。棉籽仁、棉籽殼、棉稈中提取的棉酚可生產生物農藥、生物獸藥，棉籽殼、棉花的花中可提取生物刺激素、植物激素[1-3]。

2.2.4 造紙造幣。棉短絨可用于制造高級紙張，制成鈔票紙、蠟紙、濾紙、銅版紙、高級皺紋衛生紙等；棉花秸稈也可造紙[1-3]。

2.2.5 能源。棉花秸稈可作為發電燃料，可被炭化加工成炭粉、蜂窩煤、炭棒，還可制成生物柴油等生物燃料[16]。棉花秸稈經過酶解/水解可產出混合糖，然后加工成可用于生物航空煤油的生物乙醇，在一定程度上代替石油[13]。

2.2.6 藥品、美容保健品[1-3]。棉短絨可用于制葡萄糖、乙醇；棉籽殼可用于制取活性炭、多孔碳材料，用于醫藥。棉籽殼、棉籽仁、棉株中可以提取棉酚，用于生產抗生育、抗腫瘤、抗病毒、婦科疾病用藥等。棉仁粕、棉籽殼中可提取棉子糖、單寧、植酸等。棉子糖可用于生產改善消化、增強免疫力、抗衰老、抗癌等藥物；單寧可用于生產止血、抑制微生物、抗過敏、抗突變、抗腫瘤、抗衰老等藥物；植酸可作為抗氧化劑、穩定劑等用于醫藥等行業。棉根可用于生產棉根皮浸膏片、復方咳寧片、復方棉根注射液、棉根糖漿、復方棉膽片等。棉花的花中可提取黃酮類物質生產治療阿爾茨海默病（俗稱“老年癡呆”）的藥物。棉籽油中富含多種維生素、脂肪酸和甾醇，可生產具有鎖水、抗氧化和延緩衰老等功效的護膚品等。

2.2.7 食品[1-3]。除生產成品棉籽油外，棉籽仁中棉籽蛋白脫酚后可釀造醬油、制造味精，制作面條、豆腐、腐竹、水餃、燒餅、餅干、面包等，作為軟飲料蛋白增補劑、發泡劑和乳化劑等，制作牙膏和冰淇淋等。棉籽原油可用于生產色拉油、代可可脂等。棉仁粕中提取植酸，作為抗氧化劑、穩定劑等用于食品等行業。棉葉和棉花的花中富含近20種有機酸（檸檬酸和蘋果酸等），可提取用于生產食品；棉花的花可養蜂采蜜。

2.2.8 化工品[1-3]。棉短絨可用于制硝化纖維素（纖維素硝酸酯）。其中：低氮硝棉（氮的質量分數小于11%）乙醇膠化后與樟腦共熱制成賽璐珞，制梳子、紐扣、鋼筆桿、乒乓球等；中氮硝棉（氮的質量分數在11%～13%）溶于乙醇與乙醚的混合溶劑中制成珂珞酊（火棉膠），制作噴漆、照相底片等；高氮硝棉（氮的質量分數大于13%，火藥棉）制無煙火藥。棉短絨還可用于制醋酸纖維、黏膠纖維，制葡萄糖、乙醇，制纖維素醚類精細化工品（具有增稠、分散、懸浮等功能）等。棉籽殼可用于提取苯酚、苯、丙烯酸、丙酮等化工原料。棉籽油可用于生產潤滑油、生物柴油、肥皂、醇酸調和漆等。棉油腳可用于制油泥皂、農業皂等。棉籽仁可用于生產天然染料、抗氧化劑、穩定劑、阻燃劑等。棉花秸稈經過酶解/水解產

出的混合糖可用于生產食品包裝、纖維織物、工程塑料、可降解地膜等[13]。

2.2.9 建材等。棉花秸稈可制造生物基板材（刨花板、纖維板）、建筑材料（水泥的骨料）等，也可用于提取棉稈皮紡織纖維，制造纖維素材料，生產棉稈皮麻袋、繩索等[1-3]。

2.2.10 纖維高值化功能性利用。主要包括：生物醫藥（生產給藥載體、智能監測等醫用儀器）、軍工（用于防彈、化學防護等）、電力設備制造（生產高性能電極）、智能穿戴（用于生物傳感、運動供電等）。

2.2.11 外延行業及服務。棉花可在重金屬污染的農田替代糧食作物種植，用于修復土壤[3，17]；植棉還可進行碳匯交易；可將彩葉棉、彩絮棉、帶吐絮鈴的棉株、棉枝、鈴殼等制作成花藝或景觀（室內景觀、大地景觀）[18]；可通過廢舊棉纖維再利用來增加價值、減少污染和碳排放。此外，棉花種植農業投入品（含棉花良種，棉花專用化肥、農藥、農膜、植物生長調節劑、脫葉催熟劑，專用機械，智能水肥一體化系統等）生產銷售及生產技術服務、棉花加工/棉紡織/服裝制造等專用機械裝備、智能制造系統及社會化服務（技術服務等）、保險、原棉流通貿易（含公證檢驗、期貨、質量追溯等）、紡織服裝流通貿易、紡織服裝創意設計等環節，可通過各終端產品實現價值和增值。

近年來，我國學者創制出了纖維為粉紅色的新型彩色纖維棉花[19]，發現了棉花源新型高效廣譜殺蟲蛋白GhJAZ24[20]，并揭示了天然產物棉酚具有廣譜抑制冠狀病毒的新功能[21]，為棉花的多功能開發提供了新途徑。另外，我國研究人員在棉花秸稈高值化利用（生產生物基材料、化學品和制備生物燃料等）[22]，棉花秸稈生物炭用于修復殘膜污染棉田[23]，棉籽殼提取多酚[24]，棉花花器官類黃酮天然活性成分高效提取[25]，合理利用棉籽無酚、（-）-棉酚和（+）-棉酚開發其“藥飼同源”新功能[26]等方面提出了新的思路和新的方法。

參考文獻：

[1] 中國農業科學院棉花研究所. 中國棉花栽培學[M]. 4版. 上海：上海科技出版社，2019.

[2] 鄭曙峰. 棉花的多功能利用——大自然對人類的饋贈，超乎想象的棉花[J]. 中國棉花，2022，49（1）：7-9.

[3] 鄭曙峰. 安徽棉花產業[M]. 北京：中國農業出版社，2025.

[4] 祝水金. 棉副產品加工與利用研究進展[C]//中國農學會棉花分會. 中國農學會棉花分會40年征文暨2019年年會論文匯編. 安陽：中國棉花雜志社，2019：120-124.

[5] 蘭宏兵，余述燕，朱慶莉. 棉籽中棉子糖和棉酚綜合利用研究進展[J]. 安徽化工，2021，47（3）：1-3.

[6] 榮夢杰，王爽，馬磊，等. 棉酚的提取及應用研究進展[J]. 中國棉花，2019，46（3）：1-6，10.

[7] 楊偉華，許紅霞，王延琴，等. 棉籽油與棉籽蛋白加工技術研究新進展[J]. 中國棉花加工，2013（6）：37-39.

[8] 龍遺磊，吾買爾江·庫爾班，馬青山，等. 新疆棉籽蛋白產業發展概述[J]. 中國棉花，2023，50（8）：25-29.

[9] 馮東河，郭同軍，桑斷疾. 棉副產品飼料化利用技術實用手冊[M]. 上海：上海科技出版社，2021.

[10] 王方正，師勇強，王文魁，等. 棉花秸稈飼料化前景與技術分析[J]. 中國棉花，2022，49（11）：37-41.

[11] 劉永明，關淑仙，王文靜，等. 棉籽作畜禽飼料的營養價值、脫毒方法及應用研究進展[J]. 中國棉花，2023，50（9）：35-41.

[12] 路順萍，李龍龍，陳雪文，等. 棉副產品在畜禽養殖業中應用的研究進展[J]. 飼料研究，2024，47（3）：143-148.

[13]王成龍，高維圣，張穎超，等. 我國生物基材料產業發展現狀及趨勢[J]. 化學工業，2024，42（4）：40-46.

[14] 王瑞元. 2018年我國油料油脂生產供應情況淺析[J]. 中國油脂，2019，44（6）：1-5.

[15] 全國糧油標準化技術委員會. 棉籽油：GB/T 1537—2019[S]. 北京：國家市場監督管理總局，中國國家標準化管理委員會，2019.

[16] 張蓓蓓，耿維，崔建宇，等. 中國棉花副產品作為生物質能源利用的潛力評估[J]. 棉花學報，2016，28（4）：384-391.

[17] 鄭曙峰. 安徽省發展機采棉再探討——兼論棉花產業高質量發展[J]. 中國棉花，2023，50（7）：8-12.

[18] 鄭曙峰，趙麗. 用于制作花藝的棉花栽培技術和花藝制作方法——把棉花種成“花”和“風景”[J]. 中國棉花，2023，50（8）：35-36，48.

[19] Ge X Y，Wang P，Wang Y，et al. Development of an eco-friendly pink cotton germplasm by engineering betalain biosynthesis pathway[J]. Plant Biotechnology Journal，2023，21（4）：674-676.

[20] Mo H J，Chang H M，Zhao G，et al. iJAZ-based approach to engineer lepidopteran pest resistance in multiple crop species[J]. Nature Plants，2024，10（5）：771-784.

[21] Wang W J，Li W K，Wen Z Y，et al. Gossypol broadly inhibits coronaviruses by targeting RNA-dependent RNA polymerases[J/OL]. Advanced Science，2022，9：2203499（2022-10-20）[2023-05-29]. https：//doi.org/10.1002/advs.202203499.

[22] Cai C G，Wang Z B，Ma L，et al. Cotton stalk valorization towards bio-based materials，chemicals，and biofuels： a review[J/OL]. Renewable and Sustainable Energy Reviews，2024，202：114651（2024-06-11）[2024-06-18]. https：//doi.org/10.1016/j.rser.2024.114651.

[23] Wu C C，Ma Y J，Shan Y P，et al. Exploring the potential of biochar for the remediation of microbial communities and element cycling in microplastic-contaminated soil[J/OL]. Chemosphere，2024，362：142698（2024-06-24）[2024-07-26]. https：//doi.org/10.1016/j.chemosphere.2024.142698.

[24] Cui J，Fang D，Tian X Q，et al. Sustainable conversion of cottonseed hulls to valuable proanthocyanidins through ultrasound-assisted deep eutectic solvent extraction[J/OL]. Ultrasonics Sonochemistry，2023，100：106605（2023-09-18）[2024-07-26]. https：//doi.org/10.1016/j.ultsonch.2023.106605.

[25] Xu S J， Fang D， Tian X Q， et al. Subcritical water extraction of bioactive compounds from waste cotton （Gossypium hirsutum L.） flowers[J/OL]. Industrial Crops and Products，2021，164：113369（2021-03-02）[2024-07-26]. https：//doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.113369.

[26] Wang W J，Li J，Liu J C，et al. Utilising cottonseed in animal feeding： a dialectical perspective[J]. Modern Agriculture，2023，1（2）：112-121.

（責任編輯：楊子山 責任校對：秦凡）