棉花
背景
棉花是一种灌木植物，是锦葵家族的成员。它的名字是指围绕被称为棉铃的小棉籽的奶油色蓬松纤维。必须将小而粘的种子与羊毛分离，以便加工用于纺纱和织布的棉花。去籽棉经过清洁、梳理（纤维对齐）、纺纱并编织成织物，也称为棉。棉花很容易纺成纱线，因为棉纤维会变平、加捻并自然互锁以进行纺纱。仅棉织物就占世界穿用纤维的一半。它是温暖气候的舒适选择，因为它很容易吸收皮肤水分。在美国种植的大部分棉花是生长在美国南部的短绒棉。棉花是通过使用在绒毛中发现的种子每年种植的。主要种植棉花的州位于东西方的“棉花带”，包括加利福尼亚州、阿拉巴马州、阿肯色州、乔治亚州、亚利桑那州、路易斯安那州、密西西比州、密苏里州、新墨西哥州、北卡罗来纳州、俄克拉荷马州、南卡罗来纳州的部分地区、田纳西州和德克萨斯州，仅生产近 500 万包。这些州每年共生产约 1600 万包棉，仅次于中国。今天，棉花产生的商业收入约为 1224 亿美元——是美国所有作物中最大的收入。
棉花植物是除织物以外的许多重要产品的来源。其中最重要的是棉籽，它被压制成棉籽油，用于商业产品，如色拉油和休闲食品、化妆品、肥皂、蜡烛、洗涤剂和油漆。船体和膳食用于动物饲料。棉花也是纤维素产品、肥料、燃料、汽车轮胎帘子线、压纸和纸板的来源。
历史
在今天的秘鲁和墨西哥，棉花可能早在 5000 年前就被用于服装。此外，公元前 3000 年左右，古印度、中国、埃及和巴基斯坦开始种植、纺织和编织棉花。
棉花并非原产于西欧。公元 800 年左右，阿拉伯贸易商很可能将棉花引入西班牙人。到 14 世纪，地中海农民开始种植棉花植物并将纤维运往荷兰进行纺纱和编织。英国在 1700 年代后期的创新包括水力纺纱机械，这是对手工纺纱的巨大改进。一位名叫塞缪尔·斯莱特 (Samuel Slater) 的美国人曾与英国机械一起工作，他记住了机器纺纱厂的计划，并返回罗德岛建立了斯莱特磨坊，这是美国第一家使用机器纺纱厂的纺织厂。这家工厂代表了美国工业革命的开始，建立在棉花工业的机制上。
两项发展刺激了美国棉花的种植：棉纺厂和轧棉机。由 Eli Whitney 于 1793 年开发的轧棉机可以轻松去除顽固的棉籽。由于这些创新，南方种植园主开始种植棉花，使用奴役劳动来收割棉花。南方使用奴役劳动力大力种植棉花被认为是导致南北战争导致内战的原因之一。
南方棉花被大量运往新英格兰工厂。由于机器纺纱、编织和印刷，美国人可以廉价购买印花布，而且它变得普遍穿着。然而，新英格兰的劳动力成本很高。工厂老板找到了降低这些成本的方法，首先是雇用通常工资很低的妇女和移民，然后是在工厂雇用年幼的孩子。在压迫性劳工的做法基本停止后，许多工厂搬到了劳动力更便宜的南方。 （工会的努力影响了这些工厂的利润。）今天，相当数量的棉花是在美国以外的劳动力成本较低的地方织造的。涤纶是一种合成纤维，通常与棉花一起使用，但几乎没有机会取代天然纤维。
原材料
取棉铃纺棉花所需材料包括种植用棉籽；杀虫剂、杀菌剂和除草剂等杀虫剂，用于防治病害和害虫；和肥料来丰富土壤。
在美国种植棉花有农业要求。棉花的生长季节很长（可能长达七个月），因此最好在得克萨斯州早于 2 月种植棉花，而在密苏里州等北部产棉州则要晚于 6 月。在太阳使土壤变暖之前不应种植棉花。它在排水良好、易碎且能保持水分的土壤中表现最佳。它可以在北纬 30° 和南纬 30° 之间生长。好的棉花作物需要一个漫长、阳光充足的生长季节，至少有 160 天的无霜日，以及生长季节降雨或灌溉导致的高水分含量。然而，收获期间的雨水过多或采摘期间的强风会损坏开放的棉铃并使纤维中的水分过多，这会破坏储存的棉花。一般来说，棉农必须种植约 2,000 英亩（20,000 公顷）的土地，才能在经济上可行。平均而言，一英亩将生产约 1.5 包棉花，或约 750 磅（340 公斤）。
制作过程
- 在春天，土地被清理出来用于种植。机械中耕机会拔除可能与棉花争夺土壤养分、阳光和水分的杂草和草，并可能吸引危害棉花的害虫。土地被犁在下面，土壤被分解并形成行。
- 棉籽由一次种植多达 12 行的机器进行机械种植。播种机在每一行开一个小犁沟，滴下种子，覆盖它们，然后在上面铺上更多的泥土。种子可以以小团块（称为山落）或单个（称为钻孔）的形式沉积。根据气候，将种子放置 0.75 至 1.25 英寸（1.9 至 3.2 厘米）深。种子必须在棉带多尘、凉爽的地区更浅地放置，在温暖的地区更深地放置。
- 播种时土壤水分充足，温度适宜，通常在播种后 5 至 7 天出苗，约 11 天后出苗。偶尔会出现疾病，延迟幼苗的出现。此外，土壤结皮可能会阻止幼苗浮出水面。因此，地壳必须小心地用机器或灌溉打破，以使植物长出。
- 幼苗出现大约六周后，“方块”或花蕾开始形成。花蕾成熟三周，然后开成奶油黄色的花朵，然后变成粉红色，然后变成红色，然后在开花三天后脱落。花落下后，棉花植株上只剩下一个小子房。这个子房成熟并扩大成一个绿色的豆荚，称为棉铃。
- 棉铃成熟期为 55 至 80 天。在此期间，橄榄球状的棉铃生长，潮湿的纤维将新形成的种子向外推。随着棉铃成熟，它仍然是绿色的。纤维在温暖的阳光下继续膨胀，每根纤维在三周内长到其全长——约 2.5 英寸（6.4 厘米）。在将近六周的时间里，纤维变厚，纤维素层堆积在细胞壁上。花首次出现十周后，纤维将棉铃分开，奶油色的棉花向前推进。潮湿的纤维在阳光下干燥，纤维折叠并扭曲在一起，看起来像带子。每个棉铃包含三到五个“细胞”，每个细胞都有大约七颗嵌入纤维中的种子。
棉花生产的大部分步骤都已实现机械化，包括播种、采摘、轧花和打包。从棉包中取样以确定棉花的质量。 - 此时，如果要进行机器收获，棉花植株将落叶。落叶（去除叶子）通常是通过用化学品喷洒植物来完成的。重要的是不要用纤维收获叶子，因为它们被认为是“垃圾”，必须在某个时候移除。此外，去除叶子可以最大限度地减少纤维染色并消除多余水分的来源。一些美国作物会因霜冻而自然落叶，但至少有一半的作物必须用化学品进行落叶。没有落叶，棉花必须用手采摘，工人一边工作一边清理叶子。
- 在美国，收获是由机器完成的，一台机器取代了 50 名手工采摘者。两个机械系统用于收获棉花。采摘系统使用风和导向装置将棉花从植物中拉出，通常会留下叶子和植物的其余部分。剥离系统将植物切碎并使用空气将垃圾与棉花分离。大多数美国棉花是使用采摘机收获的。采摘器必须在早晨露水干燥后使用，并且必须在一天结束时再次开始形成露水时结束。水分检测仪用于确保水分含量不高于12%，否则棉花可能无法收获和储存。并非所有的棉花都在同一时间成熟，收获可能会分次进行，进行第二次和第三次采摘。
- 接下来，大多数美国棉花都储存在“模块”中，这些模块将 13-15 包装在田间的防水容器中，直到它们准备好进行轧花。
- 棉花模块在轧棉厂进行清洁、压缩、标记和储存。清洁棉花以从棉花中分离污垢、种子和短绒。在轧棉机，棉花进入模块进料器，在清洁前将棉花弄松。一些轧花厂使用真空管将纤维输送到清除垃圾的清洁设备。清洁后，棉花被送到轧花台，在那里旋转圆锯将纤维拉过金属丝肋，从而将种子与纤维分离。大容量轧棉机每小时可加工 60、500 磅（227 公斤）棉包。
- 清洁和去籽的棉花然后被 I 0 压缩成包，这样可以经济地储存和运输棉花。压缩包被捆扎和包裹。包装材料可以是棉花或聚丙烯，以保持棉花的适当水分含量并在储存和运输过程中保持捆包清洁。
- 在美国生产的每一包棉花都必须有一张杜松子酒票和一张仓库票。在编织之前，杜松子酒票可以识别棉包。票是在检查过程中撕下的条形码标签。每个棉包的样本被送到美国农业部 (USDA) 进行评估，在那里评估颜色、叶子含量、强度、细度、反射率、纤维长度和杂质含量。评估结果决定了捆包的价值。检查结果可供潜在买家使用。
- 检查后，棉包被储存在一个严格控制的仓库中。捆包留在那里，直到它们被出售给工厂进行进一步加工。
质量控制
棉花种植是一个漫长而复杂的过程，种植者必须了解植物的要求并时刻警惕潜在的问题。必须控制害虫才能生产优质作物；然而，种植者必须非常小心地使用化学品，以防止对环境造成破坏。脱叶剂通常用于最大限度地提高产量和控制纤维颜色。农民必须在收获时仔细监测水分含量，以免在储存过程中因过多的水分而损坏草捆。土壤测试势在必行，因为土壤中过多的氮可能会将某些害虫吸引到棉花上。
必须小心维护昂贵的设备，例如棉花播种机和收割机。必须仔细设置机械播种机以将种子放置在正确的深度，并且必须校正计量轮和鞋以在必要的位置种植行。同样，收割机上的机械锭子调整不当也会使棉花留在锭子上，降低棉花质量和收割效率。调整良好的捡拾器可最大程度地减少垃圾量，从而使棉花更干净。
副产品/废物
关于棉花种植中使用的化学品数量有很多讨论。目前，估计种植者平均使用 5.3 盎司（151 克）化学品来生产一磅加工棉花。棉花种植占美国作物使用的所有化学农药的 25%。不幸的是，棉花会吸引许多害虫（最显着的是棉铃象鼻虫）并且容易出现许多腐烂和斑点，因此使用化学品来控制这些害虫。人们担心野生动物中毒以及在棉花不再种植后很长时间内残留在土壤中的毒药（尽管化学制品中没有使用重金属）。因此，一些农民转向种植有机棉花。有机农业利用生物控制来清除棉花上的害虫，并以特定方式改变种植模式以减少杀菌剂的使用。虽然这种种植方法是可行的，但有机种植的作物通常会产生较少可用的棉花。这意味着有机农民必须购买、种植和收获更多的种植面积，才能生产出足够的加工棉花，从而使作物有利可图，或者以其他方式降低成本以实现盈利。州立大学推广服务越来越多地与棉农合作，通过采用生物控制的某些方面来减少化学品的使用，以减少残留在土地中并流入水系统的毒素。
制造工艺