棉花产业链探讨

摘要：梳理了棉花作为资源通过不同产业转移直达消费者的物质联系、价值关联、产业价值实现，包括产业链的组成、逻辑关系、关联度、功能、相关产品等。产业链的组成包括：棉花种业、种植、籽棉初加工、纺织服装制造、棉籽深加工利用、棉株加工利用、专用机械装备制造与工艺设计（装备、工艺、智能化系统等）及其他（期货保险、社会化服务、技术研发和服务、创意设计、废棉回收利用等支撑产业）。基于此绘制了棉花产业链图，旨在便于棉业价值展现、提升公众认知，推动棉花产业链高质量发展。

关键词：棉花；全产业链；关系图；种植；种业；加工；棉纺；服装；纤维；油脂；饲料；菌料；医药；化工；军工；生物基材料；非粮生物质；大食物观；大农业观；三产融合

收稿日期：2023-05-30" " " " "第一作者简介：郑曙峰，二级研究员，从事棉花栽培和标准化研究，zhengsf@188.com

基金项目：国家现代农业产业技术体系（CARS-15-32）；安徽省农业科学院科技创新团队（2024YL008）

棉花是关系国计民生的重要农产品，是纺织服装业（纤维）、油脂工业（棉籽油）、养殖业（饲料蛋白质）、食品（蛋白质等）、化工业（糠醛等）、医药保健业（棉酚、棉子糖等）、造纸业（棉短绒、棉秆皮等）、军工（棉短绒等）、种植业[有机肥料、食（药）用菌培养基料等]等产业的主要原料，因此有“棉头纺尾”“棉头油尾”“棉头饲尾”“棉头工尾”“棉头食尾”之说。棉花产业是产业链长、产业关联度高、商品化程度高的社会性大产业[1-3]，在大食物观、大农业观、三产融合等背景下，显得尤为重要。

产业链是从原料到消费者的整个产业链条，涵盖产品生产或服务提供的全过程，是产业各环节各部门之间基于一定的技术经济关联，并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。笔者梳理总结了棉花作为资源通过不同产业转移直达消费者的物质联系、价值关联、产业价值实现和增值的途径，包括产业链的组成、逻辑关系、关联度、功能、相关产品等，绘制了棉花产业链图（图1），旨在便于棉花产业价值展现、提升公众认知，为提高以棉花为原料的农产品精深加工比重、棉花的综合利用水平，延伸棉花产业链、提升价值链、共享利益链，促进棉花产业链高质量发展提供思路。

1 产业链的组成和逻辑关系

1.1 棉花种业

棉花种业是棉花种植业的上游，通过种质资源创制、新品种培育和良种繁育、精加工，为棉花种植业提供优良品种和优质的种子。

1.2 棉花种植

棉花种植通过应用优良品种，通用和棉花专用投入品（化肥、农药、农膜、植物生长调节剂、脱叶催熟剂等，其中农膜主要在西北内陆棉区应用），智能水肥一体化系统（主要在西北内陆棉区应用）以及耕、种、管、收、残膜回收等机械装备，社会化服务等，生产出籽棉、棉秆。

1.3 籽棉初加工

籽棉初加工是将种植端生产的籽棉加工成皮棉和棉籽。

1.4 棉籽深加工

未脱绒的棉籽经剥绒加工成棉短绒和光棉籽，光棉籽经剥壳加工成棉籽壳和棉籽仁。因此，棉籽深加工包括棉籽壳深加工利用、棉短绒深加工利用和棉籽仁深加工利用。棉籽壳深加工终端产品包括食（药）用菌培养基料、肥料、饲料、活性炭等材料及棉酚、单宁、糠醛等[4-6]。棉短绒深加工利用主要是制造无纺布、高级纸张，制硝化纤维素，生产土壤改良剂、肥料、饲料等，制醋酸纤维、黏胶纤维，制葡萄糖、乙醇，制纤维素醚类精细化工品等。棉籽仁深加工技术以直接浸出（一次性浸出）和预榨浸提为主[7]，中间产品包括棉籽原油、棉油脚、棉仁粕、棉酚、棉子糖、单宁、脱酚棉籽蛋白等，终端产品包括成品棉籽油（可食用）、食品（面包等）、化工产品（生物柴油等）、美容保健品（维生素E等）、药品（男性避孕药等）、工业用品（抗氧化剂等）、日用品（牙膏等）、饲料等[8-11]。

1.5 纺织服装制造

以皮棉为原料，配以其他天然纤维、化学纤维等，通过纺纱、非织造，形成纱、布、无纺布等，制成服装、家纺、服饰、工业用纺织品、常规医疗用品、装饰用品等。

1.6 棉株加工利用

棉株的加工利用以棉秆、棉根、棉花的花、棉叶为原料。其中，棉株可以直接利用，如粉碎还田作肥料、作为荷兰豆等冬季作物支架；可进行燃料发电等能源化利用[12]，或作为大牲畜（反刍动物）饲料等[8-11]；还可通过深加工，造纸，制造人造板材、建筑材料，提取棉秆皮纺织纤维，制作棉秆皮麻袋、绳索，制取葡萄糖，生产乙醇，提取棉酚等。棉花的根、叶、花可制药等。棉花秸秆经过酶解水解产出混合糖（五碳糖、六碳糖）和黄腐酸。其中：混合糖可加工成乳酸，进而生产丙交酯，而后聚合为聚乳酸，聚乳酸经改性后可生产食品包装、纤维织物、工程塑料、可降解地膜等；黄腐酸可生产肥料和土壤调理剂[13]。

1.7 棉花机械装备制造与工艺设计

主要包括棉种加工设备，棉花加工机械设备，棉纺织机械设备、工艺及绿色化智能化管理系统，服装制造设备，棉籽及棉秆深加工机械设备，棉花种植专用机械设备（如采棉机、播种机等），棉短绒、棉籽壳、棉籽仁等加工机械设备，为棉花种植、籽棉初加工、棉籽深加工利用、纺织服装和棉株加工利用等提供装备、工艺、智能化系统等。

1.8 其他

包括棉花种植社会化服务（含技术服务）、保险、原棉流通贸易（含公检、期货等）、纺织服装流通贸易、纺织服装创意设计、废旧棉纤维再利用等，为棉花产业提供金融保险、社会化服务、技术研发和服务等支撑。

2 产业链的终端产品和价值实现

棉花种植产物包括籽棉、棉株（主要是棉秆）。其中：籽棉中棉纤维约占40%、棉籽约占60%，棉秆产量为皮棉产量的4倍左右；未剥绒的棉籽中含短绒10%～15%、棉籽壳30%～35%、棉籽油15%～20%、蛋白质 20%～30%；完全脱壳的棉籽仁制成的棉仁饼、粕中粗蛋白质的含量达40%～44%，与大豆饼的粗蛋白质含量相当[1-2]。据统计，棉籽是我国第3或第4大油料来源[14]，棉籽油约占我国食用油的16%，棉籽粕是我国第2大饲用植物蛋白来源[9]。因此，近年来，越来越多的专家认为棉花是集“纤、油、饲”等多种功能于一体的作物[1-3]，其核心产品至少应包括棉纤维、油脂和饲料。但传统观点认为，棉花是纺织工业原料，其中棉纤维是主产品，而其他均为副产品。笔者认为，这一观点不利于棉花作为战略资源的充分利用，不利于棉花产业链的延长和增值，不利于棉花产业高质量发展；因此，将棉花产业链的终端产品分为核心产品和其他产品。终端产品和价值可通过如下途径来实现，即：纺织品化（fabric）、油脂化（oil conversion）、饲料化（feedstuff conversion）、肥料化（fertilization）、能源化（energization）、基料化（CM： cultivated materialization for edible fungi and medicinal fungi cultivated）、药品/美容保健品/食品/化工品/农用品等的原料化（RM： raw materialization for drugs， health care and beauty care products， food， chemicals， agricultural products， et al）、建材/造纸等材料化（MM： manufacturing materialization）等（图1）。

2.1 核心产品和价值实现

2.1.1 纺织服装等棉纤维制品。棉纤维通过纺织或非纺织制成服装服饰、生活日用品、工业用纺织品、常规医疗用品等，是棉花产业链最核心、最大、最基本的利用途径。

2.1.2 油脂。棉籽仁通过精深加工生产出棉籽油（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 饲料。棉籽、棉籽壳、棉仁粕、棉籽饼粕、棉秆、棉花机渣（棉花收获、加工皮棉等过程中产生的毛棉籽、棉叶、棉铃壳等杂质和下脚料的总称）通过直接利用或脱毒等饲料化处理，制成动物饲料[8-12]。

2.2 其他产品和价值实现

2.2.1 食（药）用菌培养基料。棉籽壳、棉短绒、棉秆、棉花机渣和下脚料可作为食（药）用菌培养基料，生产获得食（药）用菌[1-3]。

2.2.2 肥料、土壤改良剂。棉籽壳、棉籽饼、棉短绒、棉秆、棉花机渣等可制成有机肥料、黄腐酸；棉短绒可生产土壤改良剂[1-3]。

2.2.3 生物农药、生物兽药、生物刺激素、植物激素。棉籽仁、棉籽壳、棉秆中提取的棉酚可生产生物农药、生物兽药，棉籽壳、棉花的花中可提取生物刺激素、植物激素[1-3]。

2.2.4 造纸造币。棉短绒可用于制造高级纸张，制成钞票纸、蜡纸、滤纸、铜版纸、高级皱纹卫生纸等；棉花秸秆也可造纸[1-3]。

2.2.5 能源。棉花秸秆可作为发电燃料，可被炭化加工成炭粉、蜂窝煤、炭棒，还可制成生物柴油等生物燃料[16]。棉花秸秆经过酶解/水解可产出混合糖，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 药品、美容保健品[1-3]。棉短绒可用于制葡萄糖、乙醇；棉籽壳可用于制取活性炭、多孔碳材料，用于医药。棉籽壳、棉籽仁、棉株中可以提取棉酚，用于生产抗生育、抗肿瘤、抗病毒、妇科疾病用药等。棉仁粕、棉籽壳中可提取棉子糖、单宁、植酸等。棉子糖可用于生产改善消化、增强免疫力、抗衰老、抗癌等药物；单宁可用于生产止血、抑制微生物、抗过敏、抗突变、抗肿瘤、抗衰老等药物；植酸可作为抗氧化剂、稳定剂等用于医药等行业。棉根可用于生产棉根皮浸膏片、复方咳宁片、复方棉根注射液、棉根糖浆、复方棉胆片等。棉花的花中可提取黄酮类物质生产治疗阿尔茨海默病（俗称“老年痴呆”）的药物。棉籽油中富含多种维生素、脂肪酸和甾醇，可生产具有锁水、抗氧化和延缓衰老等功效的护肤品等。

2.2.7 食品[1-3]。除生产成品棉籽油外，棉籽仁中棉籽蛋白脱酚后可酿造酱油、制造味精，制作面条、豆腐、腐竹、水饺、烧饼、饼干、面包等，作为软饮料蛋白增补剂、发泡剂和乳化剂等，制作牙膏和冰淇淋等。棉籽原油可用于生产色拉油、代可可脂等。棉仁粕中提取植酸，作为抗氧化剂、稳定剂等用于食品等行业。棉叶和棉花的花中富含近20种有机酸（柠檬酸和苹果酸等），可提取用于生产食品；棉花的花可养蜂采蜜。

2.2.8 化工品[1-3]。棉短绒可用于制硝化纤维素（纤维素硝酸酯）。其中：低氮硝棉（氮的质量分数小于11%）乙醇胶化后与樟脑共热制成赛璐珞，制梳子、纽扣、钢笔杆、乒乓球等；中氮硝棉（氮的质量分数在11%～13%）溶于乙醇与乙醚的混合溶剂中制成珂珞酊（火棉胶），制作喷漆、照相底片等；高氮硝棉（氮的质量分数大于13%，火药棉）制无烟火药。棉短绒还可用于制醋酸纤维、黏胶纤维，制葡萄糖、乙醇，制纤维素醚类精细化工品（具有增稠、分散、悬浮等功能）等。棉籽壳可用于提取苯酚、苯、丙烯酸、丙酮等化工原料。棉籽油可用于生产润滑油、生物柴油、肥皂、醇酸调和漆等。棉油脚可用于制油泥皂、农业皂等。棉籽仁可用于生产天然染料、抗氧化剂、稳定剂、阻燃剂等。棉花秸秆经过酶解/水解产

出的混合糖可用于生产食品包装、纤维织物、工程塑料、可降解地膜等[13]。

2.2.9 建材等。棉花秸秆可制造生物基板材（刨花板、纤维板）、建筑材料（水泥的骨料）等，也可用于提取棉秆皮纺织纤维，制造纤维素材料，生产棉秆皮麻袋、绳索等[1-3]。

2.2.10 纤维高值化功能性利用。主要包括：生物医药（生产给药载体、智能监测等医用仪器）、军工（用于防弹、化学防护等）、电力设备制造（生产高性能电极）、智能穿戴（用于生物传感、运动供电等）。

2.2.11 外延行业及服务。棉花可在重金属污染的农田替代粮食作物种植，用于修复土壤[3，17]；植棉还可进行碳汇交易；可将彩叶棉、彩絮棉、带吐絮铃的棉株、棉枝、铃壳等制作成花艺或景观（室内景观、大地景观）[18]；可通过废旧棉纤维再利用来增加价值、减少污染和碳排放。此外，棉花种植农业投入品（含棉花良种，棉花专用化肥、农药、农膜、植物生长调节剂、脱叶催熟剂，专用机械，智能水肥一体化系统等）生产销售及生产技术服务、棉花加工/棉纺织/服装制造等专用机械装备、智能制造系统及社会化服务（技术服务等）、保险、原棉流通贸易（含公证检验、期货、质量追溯等）、纺织服装流通贸易、纺织服装创意设计等环节，可通过各终端产品实现价值和增值。

近年来，我国学者创制出了纤维为粉红色的新型彩色纤维棉花[19]，发现了棉花源新型高效广谱杀虫蛋白GhJAZ24[20]，并揭示了天然产物棉酚具有广谱抑制冠状病毒的新功能[21]，为棉花的多功能开发提供了新途径。另外，我国研究人员在棉花秸秆高值化利用（生产生物基材料、化学品和制备生物燃料等）[22]，棉花秸秆生物炭用于修复残膜污染棉田[23]，棉籽壳提取多酚[24]，棉花花器官类黄酮天然活性成分高效提取[25]，合理利用棉籽无酚、（-）-棉酚和（+）-棉酚开发其“药饲同源”新功能[26]等方面提出了新的思路和新的方法。

参考文献：

[1] 中国农业科学院棉花研究所. 中国棉花栽培学[M]. 4版. 上海：上海科技出版社，2019.

[2] 郑曙峰. 棉花的多功能利用——大自然对人类的馈赠，超乎想象的棉花[J]. 中国棉花，2022，49（1）：7-9.

[3] 郑曙峰. 安徽棉花产业[M]. 北京：中国农业出版社，2025.

[4] 祝水金. 棉副产品加工与利用研究进展[C]//中国农学会棉花分会. 中国农学会棉花分会40年征文暨2019年年会论文汇编. 安阳：中国棉花杂志社，2019：120-124.

[5] 兰宏兵，余述燕，朱庆莉. 棉籽中棉子糖和棉酚综合利用研究进展[J]. 安徽化工，2021，47（3）：1-3.

[6] 荣梦杰，王爽，马磊，等. 棉酚的提取及应用研究进展[J]. 中国棉花，2019，46（3）：1-6，10.

[7] 杨伟华，许红霞，王延琴，等. 棉籽油与棉籽蛋白加工技术研究新进展[J]. 中国棉花加工，2013（6）：37-39.

[8] 龙遗磊，吾买尔江·库尔班，马青山，等. 新疆棉籽蛋白产业发展概述[J]. 中国棉花，2023，50（8）：25-29.

[9] 冯东河，郭同军，桑断疾. 棉副产品饲料化利用技术实用手册[M]. 上海：上海科技出版社，2021.

[10] 王方正，师勇强，王文魁，等. 棉花秸秆饲料化前景与技术分析[J]. 中国棉花，2022，49（11）：37-41.

[11] 刘永明，关淑仙，王文静，等. 棉籽作畜禽饲料的营养价值、脱毒方法及应用研究进展[J]. 中国棉花，2023，50（9）：35-41.

[12] 路顺萍，李龙龙，陈雪文，等. 棉副产品在畜禽养殖业中应用的研究进展[J]. 饲料研究，2024，47（3）：143-148.

[13]王成龙，高维圣，张颖超，等. 我国生物基材料产业发展现状及趋势[J]. 化学工业，2024，42（4）：40-46.

[14] 王瑞元. 2018年我国油料油脂生产供应情况浅析[J]. 中国油脂，2019，44（6）：1-5.

[15] 全国粮油标准化技术委员会. 棉籽油：GB/T 1537—2019[S]. 北京：国家市场监督管理总局，中国国家标准化管理委员会，2019.

[16] 张蓓蓓，耿维，崔建宇，等. 中国棉花副产品作为生物质能源利用的潜力评估[J]. 棉花学报，2016，28（4）：384-391.

[17] 郑曙峰. 安徽省发展机采棉再探讨——兼论棉花产业高质量发展[J]. 中国棉花，2023，50（7）：8-12.

[18] 郑曙峰，赵丽. 用于制作花艺的棉花栽培技术和花艺制作方法——把棉花种成“花”和“风景”[J]. 中国棉花，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.

（责任编辑：杨子山 责任校对：秦凡）