常温下陆地棉品级实物标准颜色变异分析

李朋 ，牛增元 ，张建宏 ，史建峰 ，傅科杰 ，连素梅 *

（1.河北出入境检验检疫局技术中心/国家级棉花检测重点实验室，石家庄050051；2.山东出入境检验检疫局技术中心，山东青岛266555；3.河北省农林科学研究院棉花研究所，石家庄050051；4.宁波出入境检验检疫局技术中心，浙江宁波315012）

品级是棉花检验中最重要的项目，是决定棉花纺用价值的重要指标。科学准确定级有利于棉花贸易的公平交易，有利于纺织企业合理配棉。目前，我国进口棉花分级大都采用感官检验方法，即依据国际通用实物标准色特征对棉花进行定级。因此，棉花品级实物标准色特征的准确性、稳定性是保证检测结果的重要因素。由于棉纤维除去本身主要的纤维素成分之外，还含有少量多缩戊糖、蜡质、蛋白质、脂肪、水溶性物质、灰分等伴生物，在保存及使用过程中，这些物质容易受到环境温度、湿度、光照度、氧化等因素作用而产生变化，从而影响棉花色特征[1]，故合适的保存环境是保证标准样品状态稳定的关键因素。

根据美国农业部规定，美国陆地棉品级实物标准有效期为1年，即从当年的7月1日至次年的6月30日。由于存在订购和运输等环节，标准样品到达实验室时往往已过去几个月，实验室实际能够在有效期内使用样品的时间仅为8个月左右，并且每年都需要进行购置。据调查，国内外棉花实验室大多将棉花品级实物标准（以下简称“标准样品”）置于分级室中，而对这样的环境中标准样品颜色级变化情况并没有进行过科学研究。因此，河北出入境检验检疫局棉花实验室从2011年开始着手并持续进行了一系列试验，来研究美国陆地棉标准样品颜色特征的变异情况。

1 材料与方法

1.1 试验样品

该研究选用2011年度美国陆地棉品级实物标准样品进行测试，对每盒标准样品中的6块样品均进行编号测试，例如GM（Good Middling）级标准样品编号为 11(1)、 11(2)、11(3)、11(4)、11(5)、11(6)，以此类推。

1.2 保存环境

测试样品在河北出入境检验检疫局棉花分级实验室常态环境中保存。

1.3 试验方法

使用HVI大容量棉花测试仪对选用样品进行色特征测试，从2011年10月份开始每2个月进行1次测试，每次测试均在恒温恒湿实验室 （温度（20±1）℃，相对湿度（65±2）%）内进行。每次测试前均用颜色校准瓷板对HVI设备进行校准，以减小设备误差；每次测试均由同一名测试人员来完成，以减小人员不同造成的误差；每只样品均测试6次，以减小随机误差。

1.4 数据选取与统计分析方法

本课题从开始之日起到目前已经积累了大量数据，由于数据量巨大，本文仅选取白棉类GM、M（Middling）、LM （Low Middling）、GO （Good Ordinary）标准样品（分级色泽代码分别为11，31，51，71）每半年的测试数据进行分析。

使用Microsoft Excel 2007软件进行变化曲线的绘制，并建立线性回归方程、计算相关系数r，查询相关系数临界值表，若|r|＞r0.01，则说明样品变化与时间极显著相关。

2 结果与分析

2.1 黄度变异分析

白棉类GM、M、LM、GO标准样品的黄色深度（黄度，＋b）测试数据变化曲线如图1所示。

图1 白棉类GM、M、LM、GO标准样品黄度(+b)变化曲线

从图1可以看出，棉花标准样品黄度随时间变化较为明显，呈现出黄度越来越高的趋势，这也与我们的经验判断相符，并且呈现出等级越高、成熟度越好的棉花黄度变化越明显的现象。

为证明黄度变化与时间的相关性，对白棉类GM、M、LM、GO标准样品对应的第 1块样品检测数据与其相应时间点进行相关性分析，结果见表1。

上述样品黄度回归方程的r值均大于r0.01。因此，所有样品黄度变化和存储时间存在极显著的正相关性。

2.2 反射率变化分析

根据白棉类GM、M、LM、GO标准样品的反射率（Rd）测试数据绘制其变化曲线，如图2所示。从图2来看，棉花样品反射率随存储时间延长而下降，但变化幅度很小。

表1 标准样品黄度回归方程及r值

2.3 颜色级变化情况

棉花标准样品颜色级是由反射率和黄度组成的二维坐标等级，参照美国陆地棉颜色分级图[2]，根据各个标准样品每次测得的反射率和黄度即可得到该样品的相应颜色级，HVI测试得到的颜色级就是依据该图得出。本试验标准样品颜色级变化情况见表2。

图2 白棉类GM、M、LM、GO标准样品反射率（Rd）变化曲线

3 结论

在自然环境下经过6年存放，白棉类国际标准棉样颜色级发生了变化，颜色级的变化呈现出如下特点：（1）等级高的标准样品颜色级降级现象较为明显。本试验中，颜色级最高的GM级中6块样品已全部变化为淡点污甚至点污类棉花，而颜色级最低的GO级中的6块样品基本保持该等级未发生变化。（2）白棉类国际标准棉样颜色级在实验室自然环境下变异较为缓慢，主要体现为棉花黄度的增加，部分标准样品由白棉类降级为了淡点污棉甚至点污棉；标准样品颜色级的稳定保持期在2年左右。

因此，在该环境下国际标准样品的有效期可以适当延长，以增加其利用率，同时也可以减轻棉花实验室负担[4-5]。但在其他环境下，白棉类国际标准棉样颜色级的变化情况应另做讨论。

表2 标准样品颜色级变化情况