棉花的顏色特征是評(píng)判棉花質(zhì)量的重要指標(biāo)。色特征檢驗(yàn)是棉花標(biāo)準(zhǔn)改革的核心和難點(diǎn)之一，事關(guān)我國(guó)棉花檢驗(yàn)從以品級(jí)為代表的感官檢驗(yàn)到儀器化檢驗(yàn)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(yàn)色特征與品級(jí)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，參考美國(guó)色特征檢驗(yàn)情況，對(duì)我國(guó)棉花色特征檢驗(yàn)和色特征圖進(jìn)行了分析探討。

1顏色特征測(cè)試原理

    任一物體的顏色，都可以用色度學(xué)的三個(gè)基本參數(shù)來描述它的特性，即明度、色調(diào)和飽和度。經(jīng)典理論認(rèn)為，棉花的色調(diào)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(gè)坐標(biāo)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(biāo)，用黃色深度（＋b）描述棉花飽和度指標(biāo)。

    成熟好的棉纖維，由于結(jié)晶度、聚合度和取向度都較高，纖維結(jié)構(gòu)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(qiáng)，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(zhì)量的好壞，這就是色特征分級(jí)的理論依據(jù)。

2天津市近三年棉花色特征與品級(jí)檢驗(yàn)分析

    2.1儀器化檢驗(yàn)色特征級(jí)分布比例

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

    直觀上看，似乎棉花顏色質(zhì)量在下降，但實(shí)際上是由于每年檢驗(yàn)量的差異較大而顯現(xiàn)的。從圖1中還可以看到三年中白棉4級(jí)的比例都是最高，其次才是白棉3級(jí)。隨著儀器化檢驗(yàn)覆蓋面不斷增加，檢驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)將更加全面地反映天津市棉花加工質(zhì)量的真實(shí)狀況。

圖1  2007-2009年天津市棉花儀器化檢驗(yàn)色特征級(jí)分布比例

    2.2色特征級(jí)與品級(jí)關(guān)系

    從品級(jí)和色特征級(jí)分布散點(diǎn)圖來看，色特征和品級(jí)之間存在一定規(guī)律。總體趨勢(shì)來看，品級(jí)低的色特征級(jí)低，品級(jí)高的色特征級(jí)高，但不符合此規(guī)律的樣品很多。如圖2和圖3顯示部分低品級(jí)棉花色特征和高品級(jí)棉花相同，而圖4所示品級(jí)2級(jí)的色特征級(jí)還不如有的3、4級(jí)棉花。這說明品級(jí)和色特征并不是一一對(duì)應(yīng)的，不能完全拿品級(jí)的顏色特征去套色特征級(jí)。

圖2  2007年天津市棉花品級(jí)與色特征級(jí)分布散點(diǎn)圖

圖3  2008年天津市棉花品級(jí)與色特征級(jí)分布散點(diǎn)圖

圖4  2009年天津市棉花品級(jí)與色特征級(jí)分布散點(diǎn)圖

3 中美棉花色特征檢驗(yàn)對(duì)照

    3.1中國(guó)棉花色特征檢驗(yàn)

    2002年棉花檢驗(yàn)體制改革啟動(dòng)，我國(guó)才開始大規(guī)模使用大容量棉纖維測(cè)試儀（HVI）來檢測(cè)包括棉花色特征在內(nèi)的諸多指標(biāo)。在這之前，我國(guó)棉花檢驗(yàn)基本以感官和物理檢驗(yàn)為主，只有個(gè)別單位具有HVI設(shè)備或其他測(cè)色儀，一般僅限于研究使用。

    目前我國(guó)棉花色特征檢驗(yàn)主要依據(jù)GB 1103–2007《棉花 細(xì)絨棉》，該標(biāo)準(zhǔn)中的色特征圖借鑒了美國(guó)棉花色特征圖的原理和使用情況，經(jīng)過連續(xù)幾年大量檢驗(yàn)和調(diào)查數(shù)據(jù)后，根據(jù)我國(guó)棉花色特征值Rd、＋b分布情況，并結(jié)合國(guó)棉質(zhì)量特點(diǎn)和生產(chǎn)、加工、檢驗(yàn)、使用等環(huán)節(jié)，將我國(guó)棉花色特征分成白棉、淡黃染棉、黃染棉三類共13個(gè)顏色級(jí)。每一色特征級(jí)包括一定范圍的(Rd，＋b)值，在以Rd為縱坐標(biāo)，＋b為橫坐標(biāo)的圖上畫出，用于HVI設(shè)備對(duì)棉花色特征進(jìn)行快速檢驗(yàn)，并具有較高的科學(xué)性和中國(guó)本土特色。但是美國(guó)棉花色特征圖已使用了五十多年，而國(guó)內(nèi)色特征圖誕生只有幾年時(shí)間，還需要不斷完善。

    3.2美國(guó)棉花色特征檢驗(yàn)

    美國(guó)是研究和應(yīng)用棉花色特征圖最早的國(guó)家，自上世紀(jì)50年代開始，美棉色特征級(jí)由感官檢驗(yàn)自然過渡到儀器檢驗(yàn)，其棉花標(biāo)準(zhǔn)已成為世界通行標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)確定棉花品級(jí)的條件有：色澤特征、葉屑等級(jí)、軋工。分級(jí)方法是人工分級(jí)和儀器測(cè)試并重,兩者有異議時(shí),以分級(jí)員感官檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)。在感官檢驗(yàn)情況下，棉花色特征實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)是棉花色特征級(jí)的評(píng)定依據(jù)。

    美國(guó)分級(jí)員依據(jù)棉花色特征實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官檢驗(yàn)，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(jí)，在定級(jí)的過程中還要結(jié)合棉花樣品中所含葉屑的多少?zèng)Q定是否降級(jí)。美國(guó)棉花色特