棉花 长在树上的“羊毛”

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  每年夏秋季节,由新疆生产建设兵团种植的近千万亩棉花就会全部进入收获期。这时,假如你有机会去祖国西陲的天山南北走走,一定会被那里一片片白茫茫的壮观景象深深地震撼到。你会在心中忍不住赞叹,这么多高产优质的洁白棉花,又将造福多少人类啊!
  作为一种大家非常熟悉的经济作物,棉花早已融入到了人类日常生活的方方面面:从我们身上的衣服、裤子、帽子,到床上的枕头、床单、被子;从擦脸、擦身的毛巾、浴巾,到装饰家居的窗帘、桌布;从缝补衣物的棉线,到擦拭伤口的棉球……太多太多的生活用品来自棉花,棉花因此被誉为“长在树上的羊毛”。
  即便如此,你也不敢轻易地说,自己已经非常了解棉花这种神奇植物。

棉花真的是花吗


  我们司空见惯的棉花其实并不简单,它身上的疑团还真不少。首先,从植株的植物学特征看,至少有两个问题就曾经困扰过不少人。
  第一个问题:棉花究竟是草本植物,还是木本植物?
  这个问题其实不能一概而论。
  棉花是锦葵科棉属植物,其植株个头不高,通常在0.6~1.5米左右,也有的品种可长到2米以上;其枝干的木质化程度较高,小枝疏被长毛;叶片多为阔卵形,长、宽近相等或较宽,直径大约为5~12厘米,基部心形或心状截头形,常呈3浅裂,偶有5~7裂,其中一个较为明显的特征就是中裂片常深裂达叶片的一半,裂片呈宽三角状卵形,基部较宽,先端突渐尖,上面近无毛,沿脉被粗毛,下面疏被长柔毛;叶柄长3~14厘米,疏被柔毛;托叶卵状镰形,长约0.5~0.8厘米,通常早落。
  从植株和枝叶的外观形态上看,棉花似乎接近于草本植物;不过,如果将其枝干截断,即可发现,其茎干的木质部较一般的草本植物更为发达。这一点很容易让人动摇其属性,常常搞不清它究竟属于草本植物还是木本植物。
  其实,棉花的确介于草本植物与木本植物之间,因为不同产地、不同品种的棉花,呈现的就是不同的属性。比如,原产于热带的非洲棉就是一年生草本植物,因此,又被称为“草棉”;而原产于印度的亚洲棉则是一种灌木,为多年生木本植物,常被称为“树棉”。
  第二个问题:我们通常所见并用来纺线织布的棉花,就是这种植物的花朵吗?
  相对于第一個问题,这个问题的答案十分明确:我们日常所见到的棉花并不是花朵。
  让我们先来看看棉花的花朵究竟长什么样。棉花的花朵单生在叶腋,花瓣长约2.5~3厘米;花萼杯状,有5道裂片,呈三角形,长有缘毛;小苞片3枚,呈分离状,基部心形,有腺体1个,边缘具7~9个齿,连齿长达4厘米,宽约2.5厘米,被长硬毛和纤毛;花梗通常比叶柄略短;花色初期为白色或淡黄色,之后会逐渐转变成淡红色或紫色。
  虽然棉花的花朵长相比较大众化,但无论花型还是花色,也都算是挺漂亮的,属于典型的锦葵科植物花朵的模样。当然,这肯定不是我们平常见到的“棉花”的样子。那么,已经深深印刻在我们脑海中的那一朵朵洁白的棉花究竟属于棉花的什么器官呢?

  原来,我们通常所见到的其实是棉花这种植物的果实—棉桃成熟绽裂之后的模样。棉桃为卵圆形蒴果,长约3.5~5厘米,具喙,每枚果实内含三四个室;种子分离,亦呈卵圆形,且长有白色长棉毛和灰白色不易剥离的短棉毛。正是这些白色的絮状纤维,在棉桃成熟后从果壳中崩裂出来,才形成了一朵朵洁白的棉花。这些絮状纤维原本是为了保护种子的,没想到被智慧的人类选择利用后,竟成了造福人类的一种重要的纺织原料。

品种差异大


  棉花的种植历史悠久而漫长,据世界各国的文献和考古证实,棉花在亚洲、非洲和美洲都有数千年的栽培历史,因此培育出了品质和特性差异都较大的不同品种。野生棉种类繁多,在经过人类长期的选择、驯化和栽培后,逐渐被保留下来的主要有非洲棉、亚洲棉、陆地棉和海岛棉四大棉种。
  非洲棉原产于非洲南部,是非洲大陆栽培和传播较早的棉种。相对于其他棉种,非洲棉的植株最为矮小,属草本植物,其叶片也较小,且叶长不及叶宽。作为草本植物,非洲棉的生长期很短,产棉量也较低,产出的纤维品质较差。即便如此,在几千年前的非洲大陆上,非洲棉也无疑算得上是大自然馈赠给人类的宝贵资源了。考古学家发现,在距今4000年前的埃及法老墓中,就出现了装在器皿中的棉籽和缠裹在木乃伊身上的棉布彩带。这说明,在那时,非洲棉已被人类珍视和利用。现如今,随着其他优质棉种的广泛普及,非洲棉已逐渐退出经济作物的行列;不过,由于其抗性好,仍被作为种质资源继续保留和利用。作为人类最早种植的农作物之一,亚洲棉起源于印度河流域,为多年生木本植物,又被称为“粗绒棉”。关于亚洲棉的野生祖先,人类迄今尚未发现,普遍认为亚洲棉可能与非洲的草棉具有共同的祖先,即共同起源于草棉的野生种系—阿非利加棉。亚洲棉很可能是与草棉在非洲产生分化以后,被引入亚洲,并通过长期栽培与驯化而形成的。按照生态地理分布,亚洲棉又可划分成印度棉、苏丹棉、缅甸棉、中棉、垂铃棉和孟加拉棉等6个地理种系。亚洲棉的纤维一般长1.5~2.4厘米,属纤维粗短的棉花,不适合机器纺织,多用来制造棉毯和价格低廉的织物,也可与其他纤维混纺。如今,亚洲棉已渐趋淘汰。
▲ 绘于18世纪的美洲棉植物插图

  陆地棉,又称“细绒棉”,原产中美洲墨西哥南部的高地及加勒比海诸岛,所以又叫“美洲棉”“高原棉”“墨西哥棉”。陆地棉也是一年生草本植物,其植株健壮,生长期中长,适应性广,适于在广大的亚热带、温带地区种植,是世界上分布最为广泛的棉种。需要强调的是,陆地棉的结铃性强,铃大,衣分高,皮棉产量高,纤维也比较长,一般长度在2.5~3.5厘米,品质较好,可纺中支纱。因此,陆地棉是世界上栽培最广的棉种之一,总产量占全世界棉花产量的85%左右,在世界棉花种植中有着举足轻重的地位。   海岛棉,又称“长绒棉”,其植株较为高大,为多年生亚灌木或灌木,是1786年于美国东海岸乔治亚圣西门岛栽种成功的一个新棉种,因此被命名为“海岛棉”。作为世界上最优质的棉纤维,海岛棉的纤维又细又长,纤维长度通常在3.3厘米以上,纤维的强度和光泽度也特别高,是纺织纤维中的上上品,主要用于制作高级纱布和针织品。用海岛棉织造的服饰品不仅具有极佳的触感及良好的透气性与吸汗力;而且,色泽亮丽,坚牢耐磨,抗皱、缩水和起球性能均优于其他棉织物,有“羊绒质感、丝绸光泽”之美誉。

棉花都是白色的吗


  在大多数人的观念中,天然的棉花都是纯白色的,其实,这是一种误解。除了白色的棉花外,天然棉种还有黄棉、灰棉和彩棉。正常成熟吐絮的棉花,不管原棉的色泽是洁白色、乳白色,还是淡黄色,都被称为“白棉”。倘若因霜冻或多雨、光照不足等原因,致使原棉的颜色发黄、发灰,就会成为“黄棉”或“灰棉”。这二者均属低级棉,利用价值较低。
▲ 棉花花朵的颜色在不同的时期会发生变化

  彩棉则与上述情况不同,它是一种具备天然色彩的棉花,是在原来的有色棉基础上,通过远缘杂交、转基因等生物技术,对棉花植株植入不同颜色的基因,并由此培育而成的。彩棉不仅保留了棉花纤维松软、舒适、透气的优点;而且,用其制作棉织品,可适当减少印染工序和加工成本,减轻对环境的污染,属于绿色环保产品。当然,彩棉并非十全十美,它的不足之处在于色相缺失,色牢度不够理想。
▲ 天然有机彩棉

  虽然对很多人来说,彩棉是新事物,但早在4000年前,彩棉就已在古印度被使用。后来,也有其他少数国家种植彩棉。20世纪末,英国生产商在制作衬衣和针织用品上,将部分天然棕色棉花与羊毛进行混合,以降低细羊毛面料的成本,减轻面料的缩水率,增加产品尺寸的稳定性,使其具有较好的光泽和整理效果。不过,直到第二次世界大战开始,彩棉仅在美国局部地区、美洲中部和南部、英国、印度以及苏联有种植。当时,美国对苏联的棕色棉产品非常关注,还针对棕色和绿色纤维进行过纺纱试验。
  可能很多人会问:彩棉和我们常见的棉花真的一样吗?
  答案是肯定的。研究人员通过切片实验和电子显微镜观察发现,彩棉纤维除颜色外,其他形态结构均与白棉纤维基本一致。
  天然彩棉制品不仅色泽古朴典雅,而且质地柔软安全,穿着舒适。有研究成果表明,彩棉产品具有屏蔽紫外线的功能。这是因为彩棉色素对紫外线有强烈的吸收性,彩棉坯布的紫外线透过率显著低于白棉,且对UVA和UVB均有一定的屏蔽作用。

不仅用来纺纱织布


  众所周知,棉花是世界上最重要的經济作物之一,更是纺织工业最主要的一种原材料。由棉纤维纺织而成的服装、面料等各种织物,具有轻薄、牢固、耐磨、吸湿快、脱湿快、可洗涤、可熨烫等众多优点,是人类生产、生活各个领域都必不可少的重要物资。
  其实,棉花的用途可不只这一项,从根茎、植株,到花叶、果实,棉花“全身都是宝”,都能造福人类。
  作为一种非常理想的蜜源植物,棉花的叶脉、苞叶和花朵内均有蜜腺,每年花期到来时,开花的棉花首先会在叶脉上分泌出蜜露,泌蜜期长达一个多月,由此吸引成群的蜜蜂前来采蜜。近年来,随着棉花种植面积在全国各地的不断扩大,棉花已成为新疆、陕西、山西、河南、山东、河北、江苏、安徽、湖南、湖北等各省区夏秋两季的主要蜜源。棉花蜜为透明的浅琥珀色,味甜而轻微涩口,淡淡的香气中带有乳酸的气味,易结晶,结晶后呈白色,颗粒较粗,质较硬。棉花蜜对调整人体内分泌、滋润皮肤、润肠通便均有益处,可以直接食用或用温水、牛奶冲服。
▲ 棉籽油中含有有毒物质,不能直接食用

  棉花秸秆中含有丰富的粗蛋白、木质素、纤维素、半纤维素和单宁、果胶素、有机溶剂抽出物等营养物质以及氮、磷、钾等微量元素,既可直接还田或堆沤腐熟,作为有机肥使用,又可通过处理制成颗粒饲料或工业原料,是一种丰富的可再生资源。棉花秸秆还可作为燃料使用,将其投入沼气池发酵产生的沼气,可用来照明、取暖和做饭。
  棉花植株低矮,花型美丽,是一种非常独特的观赏植物。据晚唐时期一位阿拉伯旅行家所著的《苏莱曼东游记》记载,851年,他就曾在北京地区见到人们将棉花作为观赏植物进行栽培。另外,棉花还是一种理想的干花材料,在秋季棉桃成熟之际,可将其连枝切下作为花材使用,与其他品种的鲜花和绿叶搭配在一起,做成美丽的花束。
  棉花的种子含有丰富的油脂,经压榨提炼后,可作润滑油使用。榨油后的残渣富含粗纤维,经加工后可作为牲畜饲料使用,或与秸秆、畜禽粪便混合发酵后当作肥料。需要特别提醒的是,棉籽的主要成分棉籽油酚是一种含酚毒甙,对肝、血管、肠道及神经系统毒性较大,因此,不可直接食用棉籽油。游离棉酚还会对男性的生殖细胞造成损害,导致睾丸萎缩,甚至不育,故可用于避孕。
  棉花的絮毛也不是无用之物,它是一种味甘、性温的中药,具有止血的功效。
▲ 美元纸币所用的材料中有75%的棉花

  除了可作为纺织原料外,棉花纤维还是上等的造纸材料。相较于普通纸的主要成分—木质纤维和草质纤维,由棉纤维制成的纸张显然结合得更为紧密;而且,基本上不会受水的影响,浸水后不会散开,也不会被泡烂。不过,相对于其他造纸用材,用棉花造纸的成本实在太高了;因此,人们往往只会用其来制造高档纸,如钞票纸、地图纸、文件纸、新闻纸、玻璃纸等。用来制造美元纸钞的材料中有75%为棉花;美国的三部重要文献—《独立宣言》《权利自由法案》和《宪法》,所用的纸张也是棉制纸。

华夏棉花哪里来


  虽然棉花是不折不扣的“舶来品”,但在我国至少也已经有2000多年的悠久栽培历史了。
  棉花具体是何时传入我国的,至今尚无定论;不过,考证史料可以发现,棉花是从南北两路分别传播进入我国的,这一点早已形成共识。从东南亚传入两广和云南、福建等地的,人称“南道棉”;通过中亚地区传入新疆的,人称“北道棉”。
  从北道传来的是经埃塞俄比亚、埃及、伊朗、伊拉克、土耳其、希腊传至中亚地区,并继续向东传入我国新疆的非洲棉。《梁书·西北诸戎传》中记载:“高昌国,多草木,草实如茧,茧中丝如细纑,名曰白疊子,国人多取,织以为布。布甚软白,交市用焉。”高昌国,即今之新疆吐鲁番一带,而“白疊子”就是一年生的非洲草棉。可见,早在南北朝时期,新疆一些地方就已出现了棉花种植和商业化的棉布生产。
▲ 棉花也可作为插花的材料

  到了唐代,非洲棉通过河西走廊传播至黄河流域。不仅如此,棉花在当时甚至成了一些文人墨客笔下的吟诵之物。杜甫有诗云:“细软青丝履,光明白氎巾。深藏供老宿,取用及吾身。”
  之后,元世祖忽必烈又以“奖励农桑”这一政策,推动了非洲棉的新发展。1273年,元朝颁布《农桑辑要》,指出“苎麻本南方之物,木棉亦西域所产。近岁以来,苎麻艺于河南,木棉种于陕右,滋茂繁盛,与木土无异,二方之民,深荷其利”。由此可见,“西域所产”的非洲棉在当时得到了大力提倡。
  从南道而来的是起源于印度的亚洲棉,向东经越南、柬埔寨传入我国。在《隋书·列传》《旧唐书·西南蛮》《太平寰宇记·林邑国》等古籍中,均有关于南蛮真腊国(今柬埔寨)、林邑国(今越南南部)的王族着古贝、服白氎的记载,“古贝”和“白氎”指的就是棉布。至于南道棉最早抵达我国的时间,大约是在西汉时期。《尚书·禹贡》中记载:“岛夷卉服,厥篚织贝。”这里所说的“岛夷”,即海南岛的居民;“卉服”则是指用棉布做的衣服。这说明在当时,海南島上的居民已开始用棉花纺纱织布。
  之后,从南道进入我国的亚洲棉进一步传播至广东、广西、云南和福建等气候温暖的南部地区,并继续向北推进。及至宋代,已培育出了适应偏低气温的一年生草本亚洲棉,从而将亚洲棉成功推广到了长江流域。到了明朝初年,明太祖朱元璋更是以法令的形式强行推种棉花,使棉花种植成为了国家战略。

  不同品种的棉花从南北两路进入我国,并向长江与黄河两大流域分别传播的路径,最终形成了我国新疆、长江流域和黄河流域三大棉区的生产格局。与此同时,棉花生产的主打品种也随着世界形势的发展悄然发生着变化。一种源于美洲中部的陆地棉,趁着19世纪全球一体化的浪潮传入我国,并以显著的品质优势对非洲棉和亚洲棉发起了强有力的挑战。这是后话。
  1892年,湖广总督张之洞在武昌创办湖北织布局,花费2000两白银从美国采购了34担陆地棉种,发放至武昌、孝感、天门等地试种;不过,因“不知种法,栽种太密,洋棉包桃较厚,阳光未能下射,结桃多不能开,是以收成稀少”。次年,张之洞再次购进陆地棉种百余担,交各地试种,并下发《美棉种法》说明书。这是我国第一次有计划、大批量地引进陆地棉。
  进入20世纪,当时的金陵大学开始从事陆地棉的引种与驯化工作,专门成立了棉作改良部,先后育成了“爱字棉”“脱字棉”和“金大百万棉”三大品种。
  中华人民共和国成立后,“珂字棉”和“岱字棉”成为我国种植面积最大的两个陆地棉品种;而曾在我国有上千年种植历史的亚洲棉和非洲棉,则渐渐退出了历史舞台。
  20世纪50年代初,新疆开始进行全球最优质的长绒棉引种与试种工作。因新疆的生态条件与中亚细亚较为接近,引种成功的均为来自中亚细亚的埃及长绒棉品种,后演变成中亚型长绒棉。因该棉种生长快、产量高、品质好,在新疆棉区得到了强劲的发展。
  如今,我国已成为世界头号棉花生产和消费大国,不仅种植面积居世界第一,而且单产也是全球最高。棉花生产主要集中在新疆、黄河流域和长江流域三大棉区的总体格局虽未改变,但新疆棉区的发展最为迅猛,年产量已从1949年全国1%的占比,跃升到了2020年的87%,并且实现了新疆棉花的总产、单产、种植面积和商品调拨量连续26年位居全国第一。
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