彩色棉的研究进展及应用概况
彩色棉（coloured cotton)又称有色棉，是一种纤维本身具有天然色泽，不需通过化工染色可直接织成具有天然色彩的棉花。彩色棉是一种“绿色”植物，栽培时可不施用农药，化肥，除草剂等化学物质，而用有机肥和生物防治手段，其棉制成品不需漂白，消毒等工序，解决了现代纺织工业中存在的污染问题，故又称彩色棉为生态棉。用彩色棉生产的制品质地柔软，手感好，穿着舒适，不含残留的化学毒素，特别适合婴幼儿使用。同时，用彩色棉纺织的产品，且经长期洗涤，风吹日晒不变色，耐穿耐磨，受到了广大消费者的喜爱。种植彩色棉免除了化肥、农药等化学物质对人类和环境的污染，保护了人民群众的身心健康，而且可大量节省染料费和加工费，大大降低纺织成本，受到了各个国家及纺织企业的重视。种植彩色棉，其棉花价格是白色棉花的4--8倍，经济效益高于种白色棉花，棉农乐于接受。由于彩色棉有以上社会、生态、经济三效益的统一，且随着人们生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也会越来越高，可以预计，彩色棉的生产、加工、销售在21世纪将成为一个新兴产业，其潜力巨大。为此，各个国家的棉花育种家对起进行了大量的研究，虽然起步较晚，但取得了很大成就:
一. 彩色棉有色纤维遗传特性的研究
关于彩色棉有色纤维遗传的研究很多，但所得结果不尽一致。早在1906年，Balls, W.L. 就撰文指出有色纤维对白色纤维为显性。后来，Ware,J.O.(1932,1933),Richmond,T.R.(1938),耿军义(1998)等人在研究陆地棉迁维颜色的遗传时证明了这一说法，并进一步研究指出，有色纤维对白色纤维为不完全显性，受单基因控制且为独立遗传。1933年Ramanatha Ayyar，V.等人在研究亚洲棉的纤维颜色时,通过种间杂交F2、F3后代的观察中，推论其纤维颜色为三因子所决定，X为颜色基本基因，只有另外两基因K1或K2同时存在时才产生棕色。Harland，S. C（1935）在研究新世界棕色纤维的遗传时，也指出棕色纤维是由于亲本因子KB伴随许多修正因子的结果，而白色纤维缺乏这些修正因子。Kokuev，V.I.（1935）在美棉中棕纤维和白纤维的杂交试验中，认为颜色深浅的变异可能由于修正因子，并指出纤维颜色决定于2个或3个因子。Silow，R.A.(1944)在研究亚洲棉纤维的遗传时指出三个基因轨道LC1、LC2、LC3带有决定中棉和草棉的纤维颜色的主要基因，LC1轨迹上的唯一颜色基因产生Khaki颜色，LC2轨迹产生一个多数相对因子系LC2K、LC2M及LC2B及LC2，分别产生Khaki色，中棕色、淡棕色和白色，LC3轨迹有唯一颜色基因，产生淡棕色。西蒙古良（1973）的研究指出墨西哥半野生棉有棕色纤维是受LC1、LC2、LC3三个基因控制，其中LC1和LC2为互补主基因，决定纤维色泽发育，而LC3为补加基因，加强两对基因的作用，互补基因的显性等位基因数决定了杂种纤维色泽的深浅。而R. J. Kohel（1986）的研究提出，LC1和LC2均能控制纤维棕色，LC3支配深棕色，LC4、LC5和LC6确定浅棕色，Lg控制着绿色。可见不论是什么种的棉花，它们的纤维色泽遗传有相似之处，多由多基因控制，修正因子或互补因子决定了其颜色的深浅。有的学者却坚持纤维颜色的单因子特性，并认为颜色变异可能是由于环境的作用造成的。但据大多数学者的研究表明，纤维色泽受不完全显性基因控制，且为独立遗传，至于色泽受多少对基因控制并没取得一致意见，可能不同的种、不同的色泽其受控基因数不一样，尚需进一步深入研究。
二、彩色棉育种研究进展
能否培育出一个优良的品种，将三效益有机的统一于一个品种上，是彩色棉能否从试验走向生产，进而进入市场的关键。因此，各彩色棉育种家将选育彩色棉新品种作为彩棉研究的首要目的和重点。通过近20—30年的研究，世界对于彩色棉的育种研究取得了很大进步。育种家们通过生物技术、有*、组织培养及远缘杂交等手段，培育出了一大批品质、产量较好的，在生产上可初步使用的彩色棉新品系。据报道现已有美国、前苏联、中国等近20个国家开展了彩色棉的遗传育种研究。其中美国从70年代开始，以Sally Fox、Harvey Campben和Raymond Bird 为代表的育种家从远缘杂交和基因工程等方面入手，已培育出棕色、绿色、黄色、浅蓝色、粉红色、浅褐色等彩色棉花。有些品系已申请了专利，并成立了专门的彩色棉公司进行开发，其中Fox公司和BC公司就是其中的代表.通过他们的努力，彩色棉开始走进生产，产品进入消费市场，成为彩色棉研究与利用的先驱。前苏联在70年代也开始了彩色棉的研究。前期主要是通过遗传育种和远缘杂交方向，近年来通过生物技术工程，取得了一定成效。其中乌克兰已培育出淡黄色、淡红色、浅蓝色、浅褐色及浅灰色的棉花。土库曼斯坦通过十几年的努力，也培育出了较为理想的浅黄色彩色棉CPK-1和CPK-2品系，并推广到乌兹别克斯坦等中亚国家进行大田栽培试种。另外哈萨克斯坦也设有专门的彩色棉研究机构，也有一定的进展，已培育出黄、红、蓝等品种。但是由于这些品系数的纤维品质欠佳，色素遗传不稳定等原因限制了彩色棉的进一步开发利用。目前还处于小规模的试种阶段。
埃及、墨西哥等国家也较早的开展了彩色棉的育种研究，取得了一定进展。其中埃及也培育了淡红色、浅蓝色、淡黄色及浅灰色彩色棉，且这些彩色棉植株高大、铃大、纤维韧度较佳，这是该国彩色棉的优势，但和前苏联的彩色棉一样，色素遗传不稳定，还未大面积推广使用。墨西哥在很早以前就有人种植过棕红色、黄色和驼色棉花，80年代开始一些科研机构和私营农场进行了专项的彩色棉的育种及栽培研究，取得了一些成效。另外，法国、秘鲁、印度、日本、荷兰等国家也开始了彩色棉的试种及研究工作，可望在不久对彩色棉的研究将更加深入，研究力量将进一步加强，条件将进一步改善。
我国对彩棉研究起步较晚，始于80年代后期，但进展很快，通过近10年的育种研究，已培育出了许多较为优良的品系，并初步应用于生产，成为继美国之后的第二大产彩色棉大国。
三、彩色棉经济性状与选育重点
通过10多年的努力,彩色棉的一些经济性状得到了很大改善但和白纤维棉花相比，现已培育出的彩色棉品系许多经济性状都比不上白棉花，，（除棕色棉各项性状已达到与白棉相同指标外）离人们所期望的尚有一段距离。彩色棉的衣分低，这限制了其产量的提高，增加了生产成本，一般只有25%左右，而白棉一般在40%左右，低10多个百分点。试验研究表明彩色棉的平均衣分只有28.97%，而对照川56为44.26%，高出15.29%，差距很大。另外彩色棉花的纤维品质不佳，限制了纺织业的开发应用。彩色棉虽然细度一般优于白色棉，但是其强度、长度远低于白棉，从现在我国各单位所培育出的彩色棉品系中，纤维强度都在20g.tex-1以下，多数在15 g.tex-1左右，纤维长度也较短，2.5%跨长通常为13-25mm，多数在25mm以下，使其难以符合棉纺织工业和服装工业的要求。有色纤维色素不稳定是围绕育种的又一大难题。现有的有色棉品系一方面是色泽较单一，还不能满足各类消费者的需求，另外经曝光之后，其色泽会变淡，甚至褪色，同时彩色棉后代分离严重，色泽不一，有时在同一株也有不同的颜色，或在同一玲上色泽深浅也不一致，这增加了对彩色棉利用的难度，鉴于以上彩色棉存在的这样一些不利性，有的育种家提出彩色棉今后的育种方向应是在提高彩色棉产量的前提下，主攻纤维品质的提高，特别是强度，通过有*结合系统选育，使其强度能够达到22 g.tex-1以上，以满足纺织工业的要求，同时应该采用积极可行的技术路线，选出色泽能够稳定、色彩更加多样化的有色棉新品种。例如通过生物工程技术及转基因技术对现有的彩色棉进行遗传改造。这方面国外已做出了有益的尝试，取得了一定进展，据报道，美国加利福尼亚州的Calgeme公司及威斯康星州的Agracetws公司，正试图研究制作基因工程有色棉，俄罗斯及土库曼斯坦植棉专家通过基因工程对彩色棉进行改造，也取得了一定突破，据说已成功的获得了多种色彩的彩色棉，前景看好。
我国也应该重视这方面的专项研究。在选取育彩色棉的过程中，我们也不能片面地追求某一单个性状的优越，而应该注重综合农艺性状的优良，这样才符合生产的要求。
四、彩色棉的应用研究概况
彩色棉在很早以前就有种植，只是后来由于印染工业的兴起及本身的不利性状而逐渐被淘汰。从80年代以来，由于环境污染的日益严重使人们重新认识到对彩色棉的开发利用研究的重要性及前景。美国较早的对彩色棉的利用进行了研究。1988年育种家Fox选育出了两个彩色棉品种，于1990年获得专利并成立了Fox公司，对彩色棉进行开发利用。现在彩色棉已进入大田试验栽培，播种面积达60000亩。他们用彩色棉织成的产品上市后，受到广大消费者的喜爱。美国的另两位育种家Harvey Campbll 和Inc.Raymond Bird 也成立了BC公司，专门从事彩色棉的选育、生产和销售。现在美国已成为彩色棉第一生产、销售及消费大国。用彩色棉纺织而成的产品远销日本、德国、比利时等发达国家，在发达国家成为一种新的消费时尚。前苏联、秘鲁、法国、日本等国家对彩色棉的研究开发利用也非常重视，已开始了彩色棉的大田生产，并开发出产品，进入了消费领域，如秘鲁在1992年生产和纺织了300T有机有色棉并销售到美、欧、日等地。
中国虽然对彩色棉的研究较晚，但对彩色棉的开发利用走在了前面。目前我国已成为继美国之后的第二大彩色棉生产国。目前我国已有基梵家纺等纺织企业从事彩色棉的开发利用研究。彩色棉生产、加工、销售一体化已初步形成。农业部准备将彩色棉产业化列入农业产业化的首批示范项目，到时对彩色棉的开发利用研究将更深入更广范。
在对彩色棉的应用研究上主要是以一些企业及开发公司为主，开展尚不够深入。中国科学院棉花研究所也对有色纤维的加工和纺织性能进行了研究。对棕色和绿纤维的纺织性能进行了比较。棕絮属长绒棉，能纺32支纱，绿絮短且强力不够，但纤维细，也能纺32支纱，因为其纱线内所含纤维根数多，纤维间接触面积大，抱合紧，其纤维成纱强度也高。经过加工织成了汗衫布、棉毛衫布及珠地衫布。中棉所专家对天然彩色棉布料洗晒色泽的变化进行了初步研究，证明经洗涤后，彩色棉的颜色会变深，但其颜色变化随不同的处理而有不同，为彩色棉的加工和利用提供了方法和依据。
五、彩色棉的利用中应注意的问题及利用前景
和白色棉花相比，彩色棉花无论是产量和播种面积都远不如白色棉花，还占不到1%（只有美国约占1%）虽然彩色棉花有着比白色棉花的诸多优越性，但由于其本身的一些不利性状，限制了它的推广应用。目前彩色棉制品已成为消费热点，经济效益可观，但是作为育种单位及一些开发公司应保持冷静，不能一轰而上，放弃原有的优势而舍本逐末。彩色棉能够真正形成一个兴新产业还需以时日，其间还存在许多问题没有解决，况且对彩色棉的消费还只是在发达国家及地区，要大规模地被广大消费者接受，还有待于社会经济的进一步发展及人们观念的转变。因此彩色产业的发展及兴起有一个过程。
彩色棉属常异花作物花朵大，昆虫易传粉，因此在彩色棉的繁殖推广过程中，应重视区域规划，布局安排，以防纺织混杂和退化。彩色棉和白色棉应根据风力、昆虫的传粉距离等特点确定有效的隔离距离，不同色泽的彩色棉也应一地一种，不能混种。另外在收购和轨花时也应和白色棉严格的区分开来，使用单独的轨花和脱绒设备以防机械混杂。
彩色棉产业属于高新技术产业，必需走产业化的道路，即科研、生产、加工、销售一体化。彩色棉产业有着广阔的前景。目前彩色棉的价格是白色棉的3-5倍，如果加工成产品，其附加值将成倍增长，而且彩色棉不需染色，每吨原棉可节省染色加工费5000-7000元，经济效益十分可观。我国是世界产棉大国，又是纺织出口大国，开发天然彩色棉，使我国的棉纺工业、服装工业升级换代，符合我国的国情及经济发展的需要，为21世纪在国际市场上占有一席之地而奠定基础。
随着经济的发展，人们生活水平的提高，消费观念的改变，对彩色棉产品的需求将越来越迫切。彩色棉产业有着巨大的市场及消费潜力。而且在环境染污日益严重，人们对身心健康日益重视的今天，彩色棉及其产品必将被人们接受并受到广大消费者的重视和欢迎。
目前德国、法国、日本、美国等一些西方发达国家已宣布停止进口和生产含有化学污染致癌物的纺织品，儿童床上用品、服装严禁使用染料。而彩色棉解决了现代纺织业中纺织品印染和后整理加工难以摆脱的环境污染问题。据业内专家断言彩色棉的生产及其制品的推广应用，将成为下世纪初人类顺应环境和健康需要的必然趋势。有关专家预测，由于彩色棉的绿色生态属性，下世纪将有60—70%甚至更多的人口使用彩色棉制品。
六、结语
随着社会经济和科学技术的发展，人们生活水平的提高，消费观念的改变，彩色棉将愈来愈显示出比白色棉无与伦比的优越性。可以预计，21世纪的着装消费将是一个以彩色棉消费为主体的世纪。那时，围绕彩色棉及其产品的国内外市场竞争将非常激烈。为此，从现在开始彩棉专家及其开发公司应做好充分的准备，选育出优良新品种，对彩棉生产加工及销售等各环节作出系统深入而有效的研究，为迎接彩棉世纪的到来及挑战打下坚实的基础。
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