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棉花，原是一种热带植物，古时称为吉贝、白叠、木棉或梧桐木，用它织成的布称为白叠布。古文献记载和出土文物都表明，我国种植和利用棉花最早是从海南岛、西南和西北地区开始的。虽然棉花在我国最初的使用时间现仍无定论，但古文献记载表明，在汉代时西南地区云南的棉纺织技术已具有相当水准，当地生产的一种叫“广幅布”的棉布，由于幅宽质优，很受人们的欢迎，并被汉王朝大量征调。《后汉书·南蛮西南夷传》记载了这样一件事：汉武帝(公元前140年—87年)后元年间，珠崖(郡府设今海南省崖城)太守孙幸对辖地所产广幅布征收过度，激起了当地人民包括汉族在内的强烈不满，引发了人民起义。愤怒的人群攻占了太守府，杀掉了孙幸。另外，此书“哀牢夷”条记载了云南哀牢山区和澜沧江流域的棉纺织生产情况，书中写道：“(哀牢山)土地沃美，宜五谷蚕桑，知染采、文绣、罽毲〔duo夺〕、帛叠，蓝干细布，织成文章如绫锦。有梧桐木华，织以为布，幅广五尺，洁白不受垢污”。帛叠即是白叠，蓝干细布是有蓝花的棉布，梧桐木华即是棉花。能利用各种染料，印染出斑斓多彩貌似绫锦的棉质花布，说明当时云南少数民族地区的棉纺织技术业已相当发达，并且已有相当长的历史。东汉末年新疆地区生产的棉花以鲜洁闻名于中原地区，魏文帝曹丕曾说：山西黄布以细，乐浪练帛以精，江苏、安徽太未布以白出名，但其鲜洁程度都比不上新疆的棉布。
南北朝以后，兄弟民族与内地的交往日渐频繁，流入内地的棉织品逐渐增多。据记载，仅海南林邑、阿单罗、于陀利、婆利、中天竺等小国，每年贡给中央王朝的棉织品，数量就相当可观。南朝帝王大臣往往多用这种棉布制作衣服。唐代随着“丝绸之路”的畅通，西北地区生产的棉织品，流入中原的数量更是惊人。唐上元年间(公元760—761年)，高昌地区为支援唐王朝平定“安史之乱”，曾以赊放的方式收集大批军需叠布运往中原。
唐代末年，岭南地区也出现了棉织业。《太平广记》记载：文宗时，有一个叫夏侯孜的人，着“桂管布”衫上朝，文宗看了奇怪，问他什么布这么粗涩，他说是桂布，并说此布粗厚可以防寒。从此之后，满朝官员们也纷纷购置此布做服装，桂布因此身价倍增。这种“桂管布”就是棉布，因产于广西桂管地区而得名。白居易“桂布白似雪”、“吴绵细软桂布白”的诗句，即是指此布而言。
两宋期间，我国东南闽、广一带棉花种植渐盛，江南一带也开始种植棉花。据古书记载，闽岭南多木棉，当地人竞相种植，有种棉达数千株者。江南种植棉花最早是在松江地区，当时松江一带土地贫瘠，民食不给，遂从闽广引进棉种开展棉植业。由于棉花种植、纺织等工艺技术在江南刚开始不久，轧花、弹花、纺纱、织布等工序还没有像丝织业那样分离开来成为某一手工业者的专门工作，而是自始至终在同一农户中由若干成员共同担任，因此它的生产效率很低，而且只能作为家庭纺织来经营，未引起众多纺织生产者的重视。
宋以前的棉织物实物大部分是在新疆出土的。1959年新疆民丰东汉墓曾出土蓝白印花布、白布裤、手帕等棉织品，其中有一块蓝白印花布残片长89厘米，宽48厘米，组织为平纹，经线密度为18根/厘米，纬线密度为13根/厘米，仅比目前的市布稍稍厚一些。吐鲁番高昌时期(公元6世纪)的墓葬中出土过丝、棉交织的锦和白棉布；于田县北朝墓葬中出土过用棉布制成的褡裢和蓝白印花棉布；在吐鲁番阿斯塔那还发现过和平元年(公元551年)借贷棉布和银的契约。从这件契约，可以看到一次借贷棉布达60匹之多，这些出土的实物，印证了当时新疆地区棉植业之普及。1966年浙江兰溪宋墓曾出土一条长2.51米，宽1.6米纯棉制成的棉毯，此毯经纬条干一致，两面拉毛，细密厚实，证明了当时江南一带确有少量棉织物的生产。
自南北朝至唐宋，虽然有关棉花、棉布的文献记载很多，但由于我国中原地区和江南地区还没有种植棉花，人们对棉花形状的认识，都是得自传闻，所记都不甚确切。有的书将棉花写成高大的树，有的又将棉花写成一种草，分不清棉花究竟是草本植物还是木本植物。如《梁书·林邑皮》记载：西南地区有一种叫吉贝的树，开的花如鹅之毳毛，抽其绪织成的布，洁白与纻布不相上下。该书《高昌传》还记载：吐鲁番地区有一种草，结的果实像内地的蚕茧一样，从里面抽出的丝叫白叠子，当地人用它织布。由此可见内地人对棉的知识是相当贫乏的。
其实棉花分粗绒棉和细绒棉两大类(后者质量优于前者)。粗绒棉属于亚洲棉或非洲棉系统，棉纤维粗而短；细绒棉属陆地棉或海岛棉系统，纤维细长，它们均非我国原产。从《梁书》对吐鲁番地区所产棉花形状的描述推知，当时新疆地区种的棉花是经中亚传入的一年生非洲棉。而西南地区种植的棉花，古称“古贝”或“吉贝”；有人认为是从印度阿萨姆经缅甸的北部传入的多年生亚洲棉。多年生亚洲棉高可达丈余。
中国古代也没有“棉”字，只有“绵”字，凡所谓绵，不是指今天所称的“棉”而是指丝绵。随着棉织物的日益增多，为了同蚕茧的“绵”相区别，大约在6至11世纪之间，才演变出现今天的“棉”字。日本的棉花是由中国传去的，因而日语中把棉花写作“木绵”，棉布写作“绵布”。
从一堆堆雪白的棉花到一匹匹光洁细密的白布，要经过初加工、纺纱、织造等工序。其纺纱、织造方法和我国已行之数千年的丝、麻纺织相近。但是为什么棉纺织生产在宋以前的1000余年的时间里，始终仅局限在边疆，而未在黄河和长江流域广泛传播呢？这是因为棉纺织本来可借鉴若干丝、麻纺织的先进技术来提高生产力，但由于棉花首先要去籽，然后弹松，棉纤维较丝、麻纤维短，纺的技术也与丝、麻有些不同，这些棉纺织的特有工序是丝、麻纺织中所没有的，而当初传入的这些工序技术所产棉纱数量，远远不能满足后面拥有先进织机的织造工序的需求，造成了棉纺织生产的瓶颈状态。直到宋末元初，去籽、弹棉、纺纱技术有了实质性进步，长期处于停滞状态的棉纺织生产才有了突飞猛进的发展。从此，棉植业在我国农业生产中占了重要地位，棉织物逐渐成为人们日常主要的衣着材料。
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