長江流域棉區(qū)棉花含雜率現(xiàn)狀調(diào)查與研究

徐守東等

摘要：

本文對長江流域棉區(qū)棉花加工過程中不同環(huán)節(jié)抽取的棉花含雜率檢驗(yàn)樣品，按照GB/T 6499—2007《原棉含雜率試驗(yàn)方法》逐一進(jìn)行檢測，獲得棉花含雜率數(shù)據(jù)。采用數(shù)據(jù)集中趨勢與離散程度的分析方法分析不同采樣點(diǎn)棉花含雜率的分布狀況。結(jié)果顯示，長江流域棉區(qū)加工后皮棉含雜率樣本均值為1.657%，在置信度為0.95的條件下，置信區(qū)間為（1.603%，1.711%）。本研究結(jié)果可為修訂棉花含雜率國家標(biāo)準(zhǔn)提供一定的數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：長江流域棉區(qū)；棉花加工；含雜率現(xiàn)狀

棉花含雜率檢驗(yàn)是棉花質(zhì)量檢驗(yàn)的重要內(nèi)容，含雜率是貿(mào)易中計算公定重量的關(guān)鍵指標(biāo)。近年來，隨著棉花加工工藝的改進(jìn)和加工設(shè)備性能的提高，棉花實(shí)際含雜率大小有了一定變化?，F(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的棉花含雜率標(biāo)準(zhǔn)值已不能準(zhǔn)確反映目前棉花實(shí)際的含雜率狀況。

長期以來，由于沒有準(zhǔn)確可靠的棉花含雜率標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，無法確定將含雜率標(biāo)準(zhǔn)值定在多少能夠反映我國棉花含雜率的現(xiàn)狀。細(xì)絨棉國家標(biāo)準(zhǔn)的幾次修訂都沒有調(diào)整含雜率內(nèi)容，以至于1972年確定的標(biāo)準(zhǔn)值一直沿用至今[1]。

為了推動GB 1103國家標(biāo)準(zhǔn)后續(xù)修訂工作的開展，做好棉花標(biāo)準(zhǔn)含雜率設(shè)限調(diào)整的研究工作，本研究針對長江流域棉區(qū)棉花加工過程中不同環(huán)節(jié)的棉花含雜率進(jìn)行調(diào)研，分析長江流域棉區(qū)棉花含雜率分布現(xiàn)狀。

1 方案設(shè)計

1.1 取樣

1.1.1 取樣對象

按照全國棉花含雜率現(xiàn)狀調(diào)查研究的整體規(guī)劃，依據(jù)長江流域棉區(qū)棉花產(chǎn)量在全國總體棉花產(chǎn)量所占的比重，確定在長江流域棉區(qū)選取3個棉花加工廠作為本次長江流域棉區(qū)棉花含雜率現(xiàn)狀的調(diào)查與研究對象。

1.1.2 取樣點(diǎn)選取

本次調(diào)研工作在對所加工皮棉的棉花含雜率調(diào)研的前提下，對棉花加工過程中不同環(huán)節(jié)的棉花含雜率進(jìn)行調(diào)研，以確定棉花含雜率在棉花加工過程中的變化趨勢。

圍繞棉花從籽棉堆垛到加工完畢這一流程，在每個棉花加工廠設(shè)定4個取樣點(diǎn)進(jìn)行取樣，即設(shè)定籽棉清理前、后兩個取樣點(diǎn)和皮棉清理前、后兩個取樣點(diǎn)，如圖1所示。

1.2 測試

為減少測試環(huán)境造成的誤差和測試儀器臺間誤差，本次調(diào)研對所取樣品，采用固定儀器、固定地點(diǎn)、專人集中測試。考慮到測試人員的技術(shù)穩(wěn)定性，專門安排了具有長期檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的執(zhí)業(yè)棉檢師和專業(yè)測試人員，采用YG042型原棉雜質(zhì)分析機(jī)，按照GB/T 6499—2007《原棉含雜率試驗(yàn)方法》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行測試[2]。所取長江流域棉區(qū)不同采樣點(diǎn)棉花含雜率樣本容量如表1所示。

1.3 分析方法

為了分析長江流域棉區(qū)不同工藝條件下不同采樣點(diǎn)的棉花含雜率分布狀況，通過對調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定通過算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、中位數(shù)、最大值、最小值、上四分位數(shù)、下四分位數(shù)，對不同采樣點(diǎn)棉花含雜率數(shù)據(jù)的集中性、分散性、對稱性進(jìn)行分析，確定長江流域棉區(qū)棉花含雜率的分布趨勢。

算術(shù)平均值是集中趨勢中最主要的測度值。算術(shù)平均值計算公式如式（1）所示。

（1）

標(biāo)準(zhǔn)差是根據(jù)全部數(shù)據(jù)計算的，反映每個數(shù)據(jù)與其算術(shù)平均數(shù)相比平均相差的數(shù)值，它能準(zhǔn)確地反映出數(shù)據(jù)的差異程度，標(biāo)準(zhǔn)差是實(shí)際中應(yīng)用最廣泛的離散程度度量值[3]。標(biāo)準(zhǔn)差計算公式如式（2）所示。

（2）

箱形圖也稱箱須圖或盒須圖，用于反映一組數(shù)據(jù)分布的集中趨勢和離散趨勢。箱形圖把一組數(shù)據(jù)從大到小排列，分別計算、顯示出它的最大值、上四分位數(shù)、中位值、下四分位數(shù)、最小值。箱形圖的箱子越長表示數(shù)據(jù)離散程度越大，中位值若在箱子中心位置，表示數(shù)據(jù)分布對稱；中位值偏離箱子中心越遠(yuǎn)，表示數(shù)據(jù)分布越偏離中位數(shù)[3]。

2 數(shù)據(jù)分析結(jié)果

2.1 籽棉清理前棉花含雜率現(xiàn)狀分析

長江流域棉區(qū)籽棉清理前棉花含雜率樣本均值X=3.307%，樣本標(biāo)準(zhǔn)差S=0.923%，在置信度為0.95條件下，總體均值的置信區(qū)間為（3.210%，3.405%）。長江流域棉區(qū)籽棉清理前棉花含雜率折線如圖2所示。

長江流域棉區(qū)籽棉清理前棉花含雜率最大值為5.555%，上四分位數(shù)為4.057%，中位數(shù)為3.307%，下四分位數(shù)為2.570%，最小值為1.341%。棉花含雜率箱形圖如圖3所示。由于其箱子較長，說明籽棉清理前棉花含雜率分布較離散，而中位數(shù)幾乎位于箱子中心，說明籽棉清理前棉花含雜率以樣本均值X=3.307%為中心，分布比較對稱。

2.2 籽棉清理后棉花含雜率現(xiàn)狀分析

長江流域棉區(qū)籽棉清理后棉花含雜率樣本均值X=2.834%，樣本標(biāo)準(zhǔn)差S=0.790%，在置信度為0.95條件下，總體均值的置信區(qū)間為（2.751%，2.917%）。長江流域棉區(qū)籽棉清理后棉花含雜率折線圖如圖4所示。

長江流域棉區(qū)籽棉清理后棉花含雜率最大值為4.226%，上四分位數(shù)為3.447%，中位數(shù)為2.982%，下四分位數(shù)為2.282%，最小值為0.290%。棉花含雜率箱形圖如圖5所示。由于其箱子較長，說明籽棉清理前棉花含雜率分布較離散，而中位數(shù)略偏向上四分位數(shù)方向，說明籽棉清理前棉花含雜率以樣本均值X=2.834%為中心，分布相對偏向較小數(shù)值方向。

2.3 皮棉清理前棉花含雜率現(xiàn)狀分析

長江流域棉區(qū)皮棉清理前棉花含雜率樣本均值X=3.209%，樣本標(biāo)準(zhǔn)差S=0.799%，在置信度為0.95條件下，總體均值的置信區(qū)間為（3.124%，3.293%）。長江流域棉區(qū)皮棉清理前棉花含雜率折線圖如圖6所示。

長江流域棉區(qū)皮棉清理前棉花含雜率最大值為5.446%，上四分位數(shù)為3.749%，中位數(shù)為3.204%，下四分位數(shù)為2.770%，最小值為0.846%。棉花含雜率箱形圖如圖7所示。由于其箱子較長，說明籽棉清理前棉花含雜率分布較離散，而中位數(shù)幾乎接近中心方向，說明籽棉清理前棉花含雜率以樣本均值X=2.834%為中心，分布相對對稱。

2.4 皮棉清理后棉花含雜率現(xiàn)狀分析

長江流域棉區(qū)皮棉清理后棉花含雜率樣本均值X=1.657%，樣本標(biāo)準(zhǔn)差S=0.510%，在置信度為0.95條件下，總體均值的置信區(qū)間為（1.603%，1.711%）。長江流域棉區(qū)皮棉清理后棉花含雜率折線圖如圖8所示。

長江流域棉區(qū)皮棉清理后棉花含雜率最大值為3.404%，上四分位數(shù)為1.836%，中位數(shù)為1.602%，下四分位數(shù)為1.328%，最小值為0.294%。棉花含雜率箱形圖如圖9所示。由于其箱子較短，說明籽棉清理前棉花含雜率分布較集中，而中位數(shù)略偏向上四分位數(shù)方向，說明籽棉清理前棉花含雜率以樣本均值X=1.657%為中心，分布相對偏向較小數(shù)值方向。

2.5 長江流域棉區(qū)棉花含雜率現(xiàn)狀分析

通過對長江流域棉區(qū)不同采樣點(diǎn)棉花平均含雜率折線圖和箱形圖分析，繪制長江流域棉區(qū)不同采樣點(diǎn)平均棉花含雜率比較圖如圖10所示。

從不同采樣點(diǎn)平均棉花含雜率比較圖上可以看出，通過籽棉清理和皮棉清理設(shè)備的清雜作用，棉花含雜率從籽棉清理前的3.307%降低到皮棉清理后的1.657%，降低了1.65個百分點(diǎn)。在籽棉清理環(huán)節(jié)，通過籽棉清理設(shè)備的清雜作用，棉花含雜率從籽棉清理前的3.307%降低到籽棉清理后的2.834%，降低了0.473個百分點(diǎn)；在皮棉清理環(huán)節(jié)，通過皮棉清理設(shè)備的清雜作用，棉花含雜率從皮棉清理前的3.209%降低到皮棉清理后的1.657%，降低了1.552個百分點(diǎn)。而在軋花過程中，在軋花機(jī)鋸片高速旋轉(zhuǎn)勾拉作用下，皮棉從棉籽上脫離，由于籽棉中摻雜的僵瓣、不孕籽等在這一過程中破碎形成新的雜質(zhì)，造成皮棉清理前棉花含雜率比籽棉清理后棉花含雜率反而增加了0.375個百分點(diǎn)。

3 結(jié)論與討論

通過對長江流域棉區(qū)3個棉花加工廠不同采樣點(diǎn)棉花含雜率取樣、檢測、統(tǒng)計，并采用數(shù)據(jù)集中趨勢與離散程度的方法對籽棉清理前棉花含雜率、籽棉清理后棉花含雜率、皮棉清理前棉花含雜率和皮棉清理后棉花含雜率進(jìn)行分析，并通過比較不同采樣點(diǎn)平均棉花含雜率的比較，掌握長江流域棉區(qū)棉花加工工藝中棉花含雜率的變化趨勢。

從調(diào)研數(shù)據(jù)分析、比較可知，雖然長江流域棉區(qū)籽棉清理前棉花含雜率分布相對比較分散，但通過相關(guān)的加工工藝，皮棉清理后的棉花含雜率分布相對比較集中，棉花含雜率的樣本均值X=1.657%。

對長江流域棉區(qū)不同采樣點(diǎn)棉花含雜率分布趨勢分析可知，籽棉清理環(huán)節(jié)與皮棉清理環(huán)節(jié)清雜效果明顯，棉花含雜率分別降低0.473%和1.552%，特別是皮棉清理環(huán)節(jié)，皮棉清理機(jī)對于棉花含雜率的降低起到了主要作用。

該研究獲得了長江流域棉區(qū)的棉花含雜率實(shí)際結(jié)果，也給出了棉花含雜率在棉花加工工藝工程中的變化趨勢，可為我國棉花標(biāo)準(zhǔn)含雜率的修訂提供一定的理論參考和數(shù)據(jù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 1103.1—2012 棉花 第一部分：鋸齒加工細(xì)絨棉[S] .

[2] GB/T 6499—2007 原棉含雜率試驗(yàn)方法[S].

[3] 蒲括，邵朋.精通Excel數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析[M].北京：人民郵電出版社，2014：1-83.

（作者單位：徐守東、吳國新、劉從九、石春華，安徽財經(jīng)大學(xué)棉花工程研究所；熊宗偉，中國纖維檢驗(yàn)局）