棉花色特征圖分析探討

    棉花的顏色特征是評判棉花質量的重要指標。色特征檢驗是棉花標準改革的核心和難點之一，事關我國棉花檢驗從以品級為代表的感官檢驗到儀器化檢驗之過渡，具有十分重要的意義。本文分析了天津市近三年棉花儀器化檢驗色特征與品級檢驗數據，參考美國色特征檢驗情況，對我國棉花色特征檢驗和色特征圖進行了分析探討。

1顏色特征測試原理

    任一物體的顏色，都可以用色度學的三個基本參數來描述它的特性，即明度、色調和飽和度。經典理論認為，棉花的色調在孟塞爾色空間的10YR平面上。因此，在10YR色平面上，只要用明度和飽和度兩個坐標來刻畫棉花的顏色特性。即用Rd（反射率）來描述棉花明度指標，用黃色深度（＋b）描述棉花飽和度指標。

    成熟好的棉纖維，由于結晶度、聚合度和取向度都較高，纖維結構組織緊湊，沉積的纖維素多，外形較接近于圓柱形，因此反射的光線強，反射率高。因此通過觀察棉花的色澤特征，可以整體判斷棉花質量的好壞，這就是色特征分級的理論依據。

2天津市近三年棉花色特征與品級檢驗分析

    2.1儀器化檢驗色特征級分布比例

    近三年來，天津所儀器化檢驗棉花2.56萬噸，從色特征級分布比例來看（見圖1），2007年到2009年，色特征白棉2級的比例連續減少，白棉3級大幅減少后略有增加，白棉4級則從45%增加到08年的70%，09年和08年相當，并出現了少量白棉5級及以下等級。

    直觀上看，似乎棉花顏色質量在下降，但實際上是由于每年檢驗量的差異較大而顯現的。從圖1中還可以看到三年中白棉4級的比例都是最高，其次才是白棉3級。隨著儀器化檢驗覆蓋面不斷增加，檢驗結果統計將更加全面地反映天津市棉花加工質量的真實狀況。

圖1  2007-2009年天津市棉花儀器化檢驗色特征級分布比例

    2.2色特征級與品級關系

    從品級和色特征級分布散點圖來看，色特征和品級之間存在一定規律?？傮w趨勢來看，品級低的色特征級低，品級高的色特征級高，但不符合此規律的樣品很多。如圖2和圖3顯示部分低品級棉花色特征和高品級棉花相同，而圖4所示品級2級的色特征級還不如有的3、4級棉花。這說明品級和色特征并不是一一對應的，不能完全拿品級的顏色特征去套色特征級。

圖2  2007年天津市棉花品級與色特征級分布散點圖

圖3  2008年天津市棉花品級與色特征級分布散點圖

圖4  2009年天津市棉花品級與色特征級分布散點圖

3 中美棉花色特征檢驗對照

    3.1中國棉花色特征檢驗

    2002年棉花檢驗體制改革啟動，我國才開始大規模使用大容量棉纖維測試儀（HVI）來檢測包括棉花色特征在內的諸多指標。在這之前，我國棉花檢驗基本以感官和物理檢驗為主，只有個別單位具有HVI設備或其他測色儀，一般僅限于研究使用。

    目前我國棉花色特征檢驗主要依據GB 1103–2007《棉花 細絨棉》，該標準中的色特征圖借鑒了美國棉花色特征圖的原理和使用情況，經過連續幾年大量檢驗和調查數據后，根據我國棉花色特征值Rd、＋b分布情況，并結合國棉質量特點和生產、加工、檢驗、使用等環節，將我國棉花色特征分成白棉、淡黃染棉、黃染棉三類共13個顏色級。每一色特征級包括一定范圍的(Rd，＋b)值，在以Rd為縱坐標，＋b為橫坐標的圖上畫出，用于HVI設備對棉花色特征進行快速檢驗，并具有較高的科學性和中國本土特色。但是美國棉花色特征圖已使用了五十多年，而國內色特征圖誕生只有幾年時間，還需要不斷完善。

    3.2美國棉花色特征檢驗

    美國是研究和應用棉花色特征圖最早的國家，自上世紀50年代開始，美棉色特征級由感官檢驗自然過渡到儀器檢驗，其棉花標準已成為世界通行標準。美國確定棉花品級的條件有：色澤特征、葉屑等級、軋工。分級方法是人工分級和儀器測試并重,兩者有異議時,以分級員感官檢測結果為準。在感官檢驗情況下，棉花色特征實物標準是棉花色特征級的評定依據。

    美國分級員依據棉花色特征實物標準進行感官檢驗，首先判定棉花的類型，之后再判定棉花屬于該類型中的某一級，在定級的過程中還要結合棉花樣品中所含葉屑的多少決定是否降級。美國棉花色特