棉花的多功能利用——大自然对人类的馈赠，超乎想象的棉花

郑曙峰

（安徽省农业科学院棉花研究所，合肥 230031）

棉花是关系我国国计民生的大宗农产品和纺织工业原料来源，既是纤维作物，又是油料作物、饲料作物、燃料作物。棉业是产业关联度高、产业链长、商品化程度高的社会性大产业。作为加工原料型农产品，棉花在国际贸易中非常活跃，往往会成为国际贸易战或争端中的“武器”之一。棉花仅用约2.6%的农业生产用水、3%的耕地，供应了全人类约三分之一至四分之三的纤维。棉花耐旱、耐盐碱、耐瘠薄，可以让我国新疆广袤的盐碱荒漠变成令人神往的青青田野（棉花苗期至花铃期）和“白云”之乡（棉花吐絮期）。棉花还可以在重金属污染的农田里替代粮食作物种植，用于修复土壤[1-2]。棉花是大自然对人类的馈赠，集“棉、粮、油、饲、肥、药、（建）材、能（源）”于一身，人类几乎每时每刻离不了，绝对超乎想象。

1 服装家纺（衣被天下）

棉纤维是全球五大天然纤维棉、麻、毛、丝、竹中唯一随种子生产而来的纤维，是绿色低碳可持续的纺织纤维材料。棉纤维着生于棉籽上，每根纤维由单个细胞发育而来，具有多层带状中腔结构，有天然转曲。由其制成的棉织品，具有化学纤维不能替代的特性，如天然吸湿性强、透气性好、保暖适温、穿着舒适、不产生静电、防透视等。全棉内衣、全棉毛巾、棉纸巾、棉卫生巾、棉被、棉衬衫等，带给人们柔软和舒适温暖。

从20世纪50年代初到2014年，全球棉纤维占纺织纤维的29.6%～72.7%，2014年全球的人年均棉花纤维消费量达到3.41kg[3]。棉花被誉为“衣被天下”的作物，“花开天下暖，花落天下寒”“谁知姹紫嫣红外，衣被苍生别有花”“不恋虚名列夏花，洁身碧野布云霞。寒来舍子图宏志，飞雪冰冬暖万家”“人间此物最有情，待到冬来暖万家”等诗句就是对棉花的赞美。正所谓“衣食住行衣为首，丰衣足食棉当先”。

近年来，随着纺织机械、纺织工艺和材料等科学的发展，棉花纤维利用技术有了新的进步，主要表现在2个方面：一是新型高效棉纺织机的功能更强，用同样的原棉可以纺织强力更高的棉纱[4]；二是通过物理、化学和生物等方法改性棉纤维，既可以改善其原有特性，又可赋予其新的性能，如阻燃、超疏水、导电、抗菌、光催化及抗紫外等，除应用到纺织服装领域外，还逐渐应用于光催化、电磁防护、医疗卫生等高值化领域[5]。

2 油脂佳肴

棉籽仁约占棉籽质量的50%，含有35%以上的高品质油脂和37%～50%的蛋白质，是优质饲料蛋白原料和植物油料的重要来源[6-7]。棉籽油和棉籽蛋白分别占世界食用植物油和蛋白总供给量的10%和6%。棉籽油含大量人体必需的脂肪酸，其中含棕榈酸21.6%～24.8%，硬脂酸1.9%～2.4%，花生酸0.1%，油酸18.0%～30.7%，亚油酸44.9%～55.0%，与花生油中的主要脂肪酸组成相似。其中，亚油酸能有效抑制血液中胆固醇的升高，可以防止冠状动脉粥样硬化、保护前列腺，保持人体健康。棉籽油堪称高品质食用油。棉籽油中近80%为不饱和脂肪酸，富含维生素E、甾醇和角鲨烯等功能性成分[3，8-9]，维生素E含量显著高于花生油、菜籽油等主要植物油。棉籽油还具有很好的稳定性和起酥性，耐高温、抗氧化，更适合煎炸，能够延长煎炸食品的货架期。未精炼的粗制棉籽油中含微量棉酚，不能直接食用；精炼去除棉酚的合格棉籽油，可以放心食用。人体对棉籽油的消化吸收率为98%。全球每年约有10亿L棉籽油用来生产薯条、黄油、沙拉调味品。冰淇淋中也采用棉籽油生产的人造奶油替代传统奶油。

棉籽粉是优质蛋白质的来源[7]，还含有丰富的维生素A和维生素D。棉籽粉可以用于制作面条、豆腐、腐竹、水饺、烧饼、饼干、面包、可乐、发泡剂和乳化剂等，也是制作牙膏和冰淇淋的原料；脱毒的棉籽饼（粕）可以用于酿造酱油、制造味精[3]。棉花还可以养蜂产蜜。

3 化工军工

用棉籽油可以生产润滑油、生物柴油、肥皂、醇酸调和漆、脂肪酸等产品；用棉籽壳可制取活性炭、糠醛、乙酰丙酸、植物激素、木糖和木糖醇、苯酚和苯、丙烯酸和丙酮[3，6-7]。

棉花副产品短绒还可用于生产无烟火药、无纺布等。

4 美容医药

棉酚、棉根皮可以制药。棉酚可以用于生产男性避孕药，制成醋酸棉酚片可以治疗妇科病，也是抗癌药品中的有效成分之一；棉根皮浸膏等可治疗慢性气管炎。纯棉酚的价格是黄金价格的60倍左右。

棉籽油中富含多种维生素、脂肪酸和甾醇，这些成分比例合理，互为补充，精炼后可以制成独特的护肤品，能帮助皮肤锁住水分、抗氧化和延缓衰老。用棉籽油还可以生产天然维生素E、植物固醇等[3，8-9]。

棉花的花含有丰富的黄酮类物质，具有良好的治疗老年痴呆功效，可以用来制药[3]。

5 造纸造币

用棉短绒可以制造高级纸张，用棉花秸秆也可以造纸。令人意想不到的是，人民币竟也是“棉制品”。用来印人民币的纸张的主要成分是棉短绒。以95%的棉短绒和5%的木浆制造的印钞纸采用的是一类一级棉短绒。印钞纸不含增白剂，在紫光灯下不会有荧光反应，纸张光洁、坚韧、耐折、挺度好，并有一定的抗化学腐蚀性，可以在较长的时间内使用而不易损坏。我国每年仅生活用纸就消耗800万t，消耗多年生的树木约2亿棵。如果用生长期仅需短短几个月的棉短绒和秸秆来制造生活用纸，对助力我国“绿水青山”和“碳达峰、碳中和”战略具有十分重要的意义。

6 饲料菌料

脱毒的或无腺体棉花生产的棉籽饼（粕）（棉酚含量低于0.01%）是很好的蛋白质资源[7]，可直接与玉米、麸皮、米糠等混合，饲喂猪、鸡、鱼、虾、牛、羊、家蚕等。低酚棉（棉酚含量低于0.01%）的枝叶可以直接饲喂猪、羊、兔等。

棉籽壳含有纤维素、木质素、碳水化合物、蛋白质、矿物质等，是理想的食用菌培养料[3]。用棉籽壳培育食用菌，栽培容易、污染率低，在菌丝生长率、杂质控制与产品产量和品质等方面均优于稻草、麦秸、玉米芯和木屑等制作的培养料。此外，用棉籽壳制作的培养料具有广适性，可种植平菇、香菇、草菇、金针菇、双孢菇、滑菇、黑木耳、银耳、猴头菇、灵芝等。另外，棉花秸秆还可以用来生产栽培天麻的菌棒等。

7 建材原料

棉花秸秆可以制造人造板材、水泥装饰板、棉秆水泥瓦、保温板等建筑材料，还可以制作麻袋、绳索等。在多熟种植模式下，棉花收获后的秸秆可以作为荷兰豆等后茬作物的支架[10]。

8 燃料肥料

棉花秸秆是很好的发电燃料；可以被炭化，加工成炭粉、蜂窝煤、炭棒等；还可以粉碎还田，化作春泥更护“花”。此外，棉籽饼更是很好的有机肥料。

9 美景花艺

小到一朵棉花的“花”、一朵盛开的“絮”、一片彩色的棉叶、一束棉朵做成的花束，甚至一棵挂满铃壳的棉株，大到苗蕾期大片绿色的棉田、吐絮期疑似天上白云降落凡间的棉“海”，或秀美，或艳丽，或壮观，总会让人想去亲近她、欣赏她，总让人流连忘返。各大电商平台上热销的棉花花艺和催熟脱叶后集中吐絮的成片棉田成为网红打卡地就是最好的证明。

10 综合利用的“王者”

总而言之，棉花被称为“白色黄金”，牵动着人类7000年历史。随着科技的进步和社会的发展，棉花的价值不断地被丰富，逐渐成为集“棉、粮、油、饲、药、肥、（建）材、能（源）”于一体的农作物，堪称“作物之王”，产业价值与产业链延伸拓展潜力巨大。据统计，每生产100kg皮棉，其相应主、副产品的综合效益见表1。在种植业结构调整优化和耕地集约化利用方面，它对大豆、花生、饲用玉米具有显著替代效应。按我国每年种植333.33万hm2棉花计算，除可产约600万t皮棉外，还可满足近1.5亿人的油脂和蛋白质的年摄入量，相当于多种植约320万hm2小麦和390万hm2大豆，多产约1800万t小麦和780万t大豆。

表1 每生产100kg皮棉相应主、副产品的综合效益