棉花色特征图分析探讨

    棉花的颜色特征是评判棉花质量的重要指标。色特征检验是棉花标准改革的核心和难点之一，事关我国棉花检验从以品级为代表的感官检验到仪器化检验之过渡，具有十分重要的意义。本文分析了天津市近三年棉花仪器化检验色特征与品级检验数据，参考美国色特征检验情况，对我国棉花色特征检验和色特征图进行了分析探讨。

1颜色特征测试原理

    任一物体的颜色，都可以用色度学的三个基本参数来描述它的特性，即明度、色调和饱和度。经典理论认为，棉花的色调在孟塞尔色空间的10YR平面上。因此，在10YR色平面上，只要用明度和饱和度两个坐标来刻画棉花的颜色特性。即用Rd（反射率）来描述棉花明度指标，用黄色深度（＋b）描述棉花饱和度指标。

    成熟好的棉纤维，由于结晶度、聚合度和取向度都较高，纤维结构组织紧凑，沉积的纤维素多，外形较接近于圆柱形，因此反射的光线强，反射率高。因此通过观察棉花的色泽特征，可以整体判断棉花质量的好坏，这就是色特征分级的理论依据。

2天津市近三年棉花色特征与品级检验分析

    2.1仪器化检验色特征级分布比例

    近三年来，天津所仪器化检验棉花2.56万吨，从色特征级分布比例来看（见图1），2007年到2009年，色特征白棉2级的比例连续减少，白棉3级大幅减少后略有增加，白棉4级则从45%增加到08年的70%，09年和08年相当，并出现了少量白棉5级及以下等级。

    直观上看，似乎棉花颜色质量在下降，但实际上是由于每年检验量的差异较大而显现的。从图1中还可以看到三年中白棉4级的比例都是最高，其次才是白棉3级。随着仪器化检验覆盖面不断增加，检验结果统计将更加全面地反映天津市棉花加工质量的真实状况。

图1  2007-2009年天津市棉花仪器化检验色特征级分布比例

    2.2色特征级与品级关系

    从品级和色特征级分布散点图来看，色特征和品级之间存在一定规律。总体趋势来看，品级低的色特征级低，品级高的色特征级高，但不符合此规律的样品很多。如图2和图3显示部分低品级棉花色特征和高品级棉花相同，而图4所示品级2级的色特征级还不如有的3、4级棉花。这说明品级和色特征并不是一一对应的，不能完全拿品级的颜色特征去套色特征级。

图2  2007年天津市棉花品级与色特征级分布散点图

图3  2008年天津市棉花品级与色特征级分布散点图

图4  2009年天津市棉花品级与色特征级分布散点图

3 中美棉花色特征检验对照

    3.1中国棉花色特征检验

    2002年棉花检验体制改革启动，我国才开始大规模使用大容量棉纤维测试仪（HVI）来检测包括棉花色特征在内的诸多指标。在这之前，我国棉花检验基本以感官和物理检验为主，只有个别单位具有HVI设备或其他测色仪，一般仅限于研究使用。

    目前我国棉花色特征检验主要依据GB 1103–2007《棉花 细绒棉》，该标准中的色特征图借鉴了美国棉花色特征图的原理和使用情况，经过连续几年大量检验和调查数据后，根据我国棉花色特征值Rd、＋b分布情况，并结合国棉质量特点和生产、加工、检验、使用等环节，将我国棉花色特征分成白棉、淡黄染棉、黄染棉三类共13个颜色级。每一色特征级包括一定范围的(Rd，＋b)值，在以Rd为纵坐标，＋b为横坐标的图上画出，用于HVI设备对棉花色特征进行快速检验，并具有较高的科学性和中国本土特色。但是美国棉花色特征图已使用了五十多年，而国内色特征图诞生只有几年时间，还需要不断完善。

    3.2美国棉花色特征检验

    美国是研究和应用棉花色特征图最早的国家，自上世纪50年代开始，美棉色特征级由感官检验自然过渡到仪器检验，其棉花标准已成为世界通行标准。美国确定棉花品级的条件有：色泽特征、叶屑等级、轧工。分级方法是人工分级和仪器测试并重,两者有异议时,以分级员感官检测结果为准。在感官检验情况下，棉花色特征实物标准是棉花色特征级的评定依据。

    美国分级员依据棉花色特征实物标准进行感官检验，首先判定棉花的类型，之后再判定棉花属于该类型中的某一级，在定级的过程中还要结合棉花样品中所含叶屑的多少决定是否降级。美国棉花色特