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以热塑性树脂，如高密度聚乙烯（high density polyethylene，HDPE），聚丙烯（polypropylene，PP）等作为木材胶黏剂，利用热压-冷压串联的平压工艺制备木质原料/热塑性树脂复合材料，不仅能从根源上解决游离甲醛释放的问题，而且能为热塑性树脂的回收利用提供一条新的路径[1-3]。目前，热塑性树脂已与异氰酸酯基胶黏剂、大豆基胶黏剂等共同成为环保型木材胶黏剂的重要发展方向[4-6]。热塑性树脂在一定温度下熔融后，能与多孔性的木材单板形成胶钉结合，赋予复合材料一定的强度[7]，但表面自由能低、结晶度高、与木质原料相容性差，是HDPE和PP等热塑性树脂作为胶黏剂的最大缺陷，导致复合材料的耐沸水和耐高温破坏能力较弱，应用范围受限[8-9]。通过减少木质原料表面的羟基数量，或促进木质原料与热塑性树脂发生化学交联，是提高界面相容性的根本方法[10-14]。笔者前期研究发现[15]：以乙烯基三甲氧基硅烷（A-171）和引发剂过氧化二异丙苯（DCP）为改性剂制备的硅烷化杨木单板，能够与HDPE薄膜形成优良的胶接，复合材料的胶合强度、耐水性能和耐高温能力显著增强。与传统的脲醛树脂（UF）等热固性胶黏剂不同，热塑性树脂胶黏剂具有受热软化、冷却固化的特性，其对木材的胶合是其在木材表面熔融软化、流展、渗透和冷却固化的过程。因此，对于特定的热塑性树脂胶黏剂，必须确定适当的热压温度，使胶黏剂既能在木材表面充分的流展、渗透，且不会出现因黏度过低而发生过度渗透导致胶层过薄等现象，同时能够促进硅烷化木材单板与HDPE薄膜达到充分胶合状态。本研究分析了不同的热压温度对硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料性能的影响。
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单板：107杨Populus× euramericana，幅面为300 mm × 300 mm × 1.60 mm，含水率为6%~8%；高密度聚乙烯（HDPE）薄膜，厚度为0.06 mm，密度为0.92 g·cm-3；硅烷偶联剂，乙烯基三甲氧基硅烷（A-171），购买于广东中杰化工有限公司；过氧化二异丙苯（DCP），纯度99%，百灵威科技。
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配制质量分数为95.0%，pH 3.00~3.50的乙醇溶液，一边搅拌一边加入硅烷A-171（杨木单板质量的2.0%）和引发剂DCP（HDPE薄膜质量的0.1%），使溶液质量分数达到4.0%，水解1 h。用配好的溶液对杨木单板进行喷淋处理，室温晾置24 h后转入烘箱中，在120 ℃的条件下处理2 h。
在不同热压温度（140，150，160，170 ℃）下，将上述硅烷化杨木单板与HDPE薄膜进行复合，制备5层结构复合材料，每2层单板之间使用1层HDPE薄膜。其中：热压时间为1 min·mm-1，热压压力1.00 MPa，冷压压力1.00 MPa，冷压时间5 min。其中，试验条件重复3次·组-1。
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按照GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》测定硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料的胶合强度（Ⅰ类），静曲强度（MOR），弹性模量（MOE），吸水率（WA），吸水厚度膨胀率（TS）。
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利用DMA（Q2980，TA）的3点弯曲模式测定硅烷化杨木单板/HDPE薄膜在25~200 ℃范围内的储能模量（E′）和损耗角正切（tanδ）变化。其中，升温速率为3 ℃·min-1，振幅为0.03 mm，频率为1 HZ，试样尺寸为60 mm（长）×12 mm（宽）×3 mm（厚）。
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对硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料的胶合端面进行喷金处理，利用扫描电子显微镜SEM（Hitachi S-4800）观察硅烷化杨木单板/HDPE薄膜的胶接界面结构。
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热压温度对硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料胶合强度和抗弯性能的影响分别如图 1A 图 1B所示。由图 1A可知：复合材料的胶合强度在一定范围内随着热压温度的升高而增加，当热压温度从140 ℃增加至160 ℃时，胶合强度从1.27 MPa逐渐增加至1.89 MPa。这是由于热压温度直接影响HDPE大分子的黏度变化，140 ℃时HDPE的黏度相对较高，不利于其在硅烷化杨木单板表面充分流展，因此，进入单板多孔性结构中HDPE含量少，形成的胶钉数量减少。同时，较低的温度下HDPE大分子的链段运动受到限制，抑制了引发剂DCP对HDPE的诱导反应，削弱了HDPE薄膜与硅烷化杨木单板的化学反应。当热压温度升高至160 ℃时，HDPE的黏度降低，流动性能改善，一方面使得机械结合作用力增强，另一方面HDPE自由基与硅烷改性单板之间的化学反应得到增强。但如果继续增加热压温度，HDPE的黏度会进一步降低，更多的HDPE大分子进入单板内部，使得保留在胶层上的HDPE大分子及其自由基数量减少，胶合界面处的化学作用力减弱，胶合强度开始降低。
图 1 热压温度对力学性能的影响
Figure 1. Effects of pressing temperatures on mechanical properties
热压温度对抗弯性能的影响与胶合强度类似：当热压温度从140 ℃增加至160 ℃时，MOR和MOE值分别从63.90 MPa和5 970.00 MPa增加到72.20 MPa和6 710.00 MPa。当热压温度增加至170 ℃时，胶合板的MOR和MOE值分别下降至67.40 MPa和6 621.00 MPa（图 1B）。抗弯性能的变化趋势仍然与HDPE大分子在单板中的浸透程度及其与杨木单板之间化学作用力的强弱相关。
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HDPE薄膜是一种憎水性的材料，本身不吸收水分，具有比UF树脂胶黏剂更加优异的耐水性能，但是木材单板/HDPE薄膜的界面相容性差，导致复合材料的整体耐水性能较低[3]。因此，本研究还测定了热压温度对硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料吸水率（WA）和吸水厚度膨胀率（TS）的影响（图 2）。
图 2 热压温度对耐水性能的影响
Figure 2. Effects of pressing temperatures on water-resistance
由图 2A和图 2B可知：硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料的耐水性能随着热压温度的升高逐渐增强。当热压温度为170 ℃时，复合材料的吸水性最低，浸泡24 h后WA和TS值分别为54.22%和4.09%。这是因为：热压温度越高，一方面HDPE大分子自由基与硅烷化杨木单板在胶合界面处的化学反应活性越强，形成紧密的胶接界面结构，可以有效地阻碍水分的进入；另一方面更多熔融的HDPE大分子进入杨木单板内部，憎水性的HDPE包覆亲水性的木材组分，可以降低水分子进入的速度。同时，较高的热压温度有利于杨木单板表面吸水性较强的羟基数量的进一步减少，类似于一个短时的高温处理过程，同样有助于复合材料耐水性能的改善。
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图 3A和图 3B分别是3点弯曲模式下测定的热压温度对硅烷化杨木单板/HDPE薄膜储能模量（E′）和损耗角正切（tanδ）的影响。随着热压温度的升高，复合材料的耐高温破坏能力增强，即在相同的环境温度下储能模量（E′）保留率增大（图 3A）。当热压温度从140 ℃增加至170 ℃时，复合材料在130 ℃时的E′值由3 524.00 MPa增加到7 240.00 MPa，E′值的保留率由62.31%提高到92.01%。当热压温度为170 ℃时，储能模量在环境温度为200 ℃的条件下保留率仍然有53.87%，约为热压温度为140 ℃时保留率的2倍。
图 3 热压温度对热稳定性的影响
Figure 3. Effects of pressing temperatures on dynamic mechanical properties
热压温度的提高同样有利于增加复合材料胶接界面层的刚性，主要体现在tanδmax的减小（图 3B）。当热压温度由140 ℃增加到170 ℃时，tanδmax的值由0.22降至0.11，到达tanδmax的温度点从144 ℃延后至200 ℃，此时，对应的储能模量值分别为2 897.00 MPa和4 239.00 MPa。这说明适当的热压温度有助于HDPE大分子活性自由基与硅烷化杨木单板达到充分胶合，显著提高胶接界面层的耐高温破坏能力。
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热压温度对硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料的胶接界面结构影响较大（图 4和图 5）。在较低的热压温度下（140~150 ℃），HDPE大分子链段运动不活跃，与硅烷化杨木单板间的机械结合力和化学作用力较弱。因此，胶接界面处会存在较大的间隙（图 4B）。胶合界面处存在的间隙直接影响了硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料物理力学性能和热稳定性，这与前面的分析是一致的。当热压温度提高到160 ℃时，在硅烷偶联剂A-171和引发剂DCP的共同作用下，硅烷化木材单板与HDPE大分子自由基发生了有效的化学反应，形成了紧密的胶接界面结构，在两相结合处几乎观察不到间隙的存在（图 5B），复合材料的各项性能都显著改善。
图 4 硅烷化杨木单板/HDPE薄膜的胶合界面(热压温度140~150℃) "
Figure 4. Bonding interface of silane modified veneer/HDPE film(pressing temperature of 140~150℃)
图 5 硅烷化杨木单板/HDPE薄膜的胶合界面(热压温度 160℃) "
Figure 5. Bonding interface of silane modified veneer/HDPE film(pressing temperature of 160℃)
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适宜的热压温度是硅烷化木材单板与HDPE大分子自由基发生有效化学反应的必要条件，能够促进良好胶接界面结构的形成，进而改善复合材料的各项物理力学性能。热压温度为160 ℃时复合材料的综合性能最佳。
当热压温度从140 ℃增加到160 ℃时，硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料的胶合强度、抗弯性能、耐水性能和耐高温破坏能力都显著增强。但继续增加热压温度，会降低胶接界面层上的HDPE大分子及其自由基数量减少，减弱胶合界面处的化学作用力，导致胶合强度和抗弯性能降低。
利用荧光显微镜等手段，进一步分析不同热压温度下HDPE大分子在硅烷化木材单板中的渗透路径和渗透性能，阐明热压温度对复合材料性能的影响机理，将是日后研究的重点。
Properties of silane modified poplar veneer/high density polyethylene film composites with varying pressing temperatures
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摘要: 为了研究热压温度对硅烷化杨木（107杨Populus × euramericana）单板/高密度聚乙烯（HDPE）薄膜复合材料各项性能的影响，以乙烯基三甲氧基硅烷（A-171）和过氧化二异丙苯（DCP）为杨木单板的改性剂，在不同的热压温度下（140，150，160，170 ℃）与HDPE薄膜复合制备了硅烷化杨木单板/高密度聚乙烯（HDPE）薄膜复合材料。采用万能力学试验机、动态力学分析仪（DMA）和冷场发射扫描电子显微镜（SEM）测定了不同热压温度下复合材料的物理力学性能、动态热力学性能以及胶接界面结构的变化。结果表明：热压温度为140～150 ℃时，复合材料的界面结合力较弱，胶接界面层存在明显的缝隙。当热压温度达到160 ℃时，硅烷化杨木单板与HDPE大分子自由基发生充分有效的胶合，形成能有效提高复合材料性能的胶接界面结构。当热压温度从140 ℃升高到160 ℃时，胶合强度、静曲强度（MOR）和弹性模量（MOE）分别由1.27 MPa，63.90 MPa和5 970.00 MPa增加到1.89 MPa ，72.20 MPa和6 710.00 MPa，但热压温度继续增加，胶合强度和抗弯性能均降低。当热压温度从140 ℃增加到170 ℃时，复合材料24 h吸水率（WA）和吸水厚度膨胀率（TS）分别从72.41%和4.98%降至54.22%和4.09%。复合材料的储能模量保留率E′（130 ℃）由62.31%提高到92.01%，到达tanδmax的温度点从144 ℃延后至200 ℃。复合材料的耐高温破坏能力随着热压温度增加逐渐增强。图5参15Abstract: To study the influence of hot-pressing temperatures on the performance of silane modified poplar veneer/high-density polyethylene (HDPE) film composites, silane modified poplar veneer/HDPE film composites were prepared using silane A-171 (vinyl trimethoxysilane) and dicumyl peroxide (DCP) as veneer modifiers with hot-pressing temperatures of 140, 150, 160, and 170 ℃. A mechanical testing machine, dynamic mechanical analysis (DMA), and a scanning electronic microscope (SEM) were used to test the physical-mechanical properties, thermal stability, and bonding interface structure of composites. Results showed that when hot-pressing temperatures ranged from 140 ℃ to 150 ℃, obvious gaps between silane treated poplar veneer and plastic film were present. When pressing temperature increased from 140 ℃ to 160 ℃, increased (in MPa) tensile strength (1.27 to 1.89), modulus of rupture(MOR)(63.90 to 72.20) and modulus of elasticity (MOE) (5 970.00 to 6 710.00) were noted. When pressing temperature increased from 140 ℃ to 170 ℃, water absorption (WA) decreased from 72.41% to 54.22% and thickness swelling (TS) from 4.98% to 4.09%. At 130 ℃ when DCP content rose from 0 to 0.15%, the retention rate of the storage modulus increased from 62.31% to 92.01%. This also applied to the temperature for tanδmax which lagged from 144 ℃ to 200 ℃. In conclusion, silane modified poplar veneer/HDPE film composites have better physical-mechanical properties and thermal stability at 160 ℃. Because silane treated veneer can closely entangled with HDPE radicals generated by DCP under suitable pressing temperature, which contributed to forming stronger interface structure between the two phases.[Ch, 5 fig. 15 ref.]
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板栗Castanea mollissima是著名的木本粮食和干果树种[1]，果实风味独特，营养物质丰富[2−3]，不与粮食作物争耕地，有“千果之王”和“铁杆庄稼”之誉[4]。板栗适应性强，是中国重要的经济林树种[5]，中国板栗栽培总面积与产量稳居世界第一[6]。板栗花为风媒花，雌雄花同株[7]，自花授粉结实率低，空苞率高[8−9]，不同品种间授粉的亲和力也存在较大差异[10−11]。分别以河北迁西[12−13]、河北燕山[14]、广西隆安[15]、云南峨山和永仁[16]的板栗品种为试材，根据花期相遇情况，开展品种授粉配置试验，测定各组合的结实率和果实综合性状，筛选出了一批优良的授粉组合。湖北罗田县作为中国板栗的源生地，也是中国南方板栗主产区的中心[17−18]，尚没有明确的品种授粉配置，单一品种种植和品种随意混植，严重影响了罗田县板栗良种的经济效益。因此，本研究以湖北省罗田县栽培的6个板栗品种为研究对象，根据品种间和品种内的花期相遇情况，选配授粉组合，开展授粉试验，对不同授粉组合的授粉结实性和果实性状进行测定分析，筛选高产优质的授粉组合，创新板栗良种的授粉配置栽培，以期为板栗良种的优质丰产栽培提供科学依据。
1. 材料与方法
1.1 研究区概况
本研究在罗田县国家板栗良种基地进行。该基地位于湖北省罗田县骆驼坳镇赵家湾村，海拔150 m，年均气温为16.4 ℃，无霜期为240 d，日照时数为2 047 h，年降水量为1 230~1 600 mm。板栗林的株行距为5 m×5 m，树高4~7 m，树体健壮，长势良好，处于盛产期，进行常规管理。
1.2 材料
共6个品种。其中，‘浅刺大板栗’‘Qiancidabanli’引自湖北省京山市，‘桂花香’‘Guihuaxiang’、‘八月红’‘Bayuehong’、‘六月暴’‘Liuyuebao’、‘乌壳栗’‘Wukeli’和‘玫瑰红’‘Meiguihong’为罗田县本地品种。分别用浅、桂、八、六、乌、玫代表这6个品种。
1.3 方法
1.3.1 授粉组合设计
授粉组合见表1。根据品种间的雌、雄花花期相遇情况设计授粉组合，开展授粉试验，即选择授粉品种的雄花盛花期与被授粉品种的雌花盛花期相遇天数≥3 d的授粉组合，并设置品种内自交作为对照。授粉试验于2022年5月中下旬进行，采取人工授粉方式，进行品种内自交和品种间异交授粉。每个组合授粉150朵花，3次重复，每重复50朵。其中，品种间异交16个组合2 400朵花；品种内自交6个组合900朵花。共22个组合3 300朵花。
表 1 授粉组合设计Table 1 Design of pollination combination母本
(♀)父本(♂) 桂 八 六 乌 玫 浅 桂 √ √ √ − − − 八 √ √ √ − − − 六 √ √ √ − − − 乌 √ √ √ √ √ √ 玫 − − − √ √ √ 浅 √ − − √ √ √ 说明：√表示雌雄花盛花期相遇天数≥3 d，进行授粉实验；−表示雌雄花盛花期相遇天数＜3 d，不进行授粉试验。 1.3.2 授粉方法
在雌花柱头分叉前，将雌花附近的雄花序去除干净，用硫酸纸袋套住雌花，金属丝扎紧套袋口，防止外来花粉干扰；收集新鲜花粉，在雌花柱头分叉为30°~45°时，去掉套袋，将充分干燥的花粉涂在雌花的柱头上，轻轻涂抹3~4次，之后立即套袋。待所有板栗品种的雄花落尽后，解除套袋。
1.3.3 授粉结实性调查统计
2022年9月上中旬，板栗果实成熟时，采集所有刺苞，统计不同授粉组合的结实率、空苞率和成果率。计算公式如下：结实率=座苞数/授粉雌花数×100%；空苞率=无坚果刺苞数/座苞数×100%；成果率=有坚果刺苞数/授粉雌花数×100%。
1.3.4 果实性状测定
①刺苞性状：每个授粉组合随机取30个实蓬的刺苞，用游标卡尺测定刺苞的横径、纵径和高度。用电子天平称量刺苞质量和每个刺苞内的坚果总质量，记录每个刺苞中的坚果个数。按以下公式计算出籽率：出籽率=每个刺苞内的坚果总质量/刺苞质量×100%。②坚果性状：每个授粉组合随机取30个坚果，用电子天平测定坚果质量和种仁质量。依据以下公式计算出仁率：出仁率=种仁质量/坚果质量×100%。③种仁营养物质：采用GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》第一法测定蛋白质；采用GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》第一法测定脂肪；采用蒽酮比色法测定可溶性糖和淀粉。各组合每个指标3个重复。
1.3.5 数据统计分析
应用 Excel 和 SPSS 进行数据统计分析。其中，百分数进行方差分析时，先进行反正弦转换；多重比较分析采用 Duncan 检验。
2. 结果与分析
2.1 授粉结实性分析
2.1.1 结实率分析
由图1可见：自交结实率较低，异交显著提高了结实率。以‘桂花香’为母本的3个组合结实率为60.40%~70.16%，其中，‘八月红’为父本授粉最高，自交最低，两者差异显著(P＜0.05)；以‘八月红’为母本的3个组合结实率为70.67%~78.02%，其中，‘六月暴’为父本授粉最高，自交最低，两者差异显著(P＜0.05)；以‘六月暴’为母本的3个组合的结实率为55.78%~70.62%，其中，‘八月红’为父本授粉最高，自交最低，两者差异显著(P＜0.05)；‘乌壳栗’为母本的6个组合的结实率为61.33%~82.26%，其中‘玫瑰红’授粉最高，‘八月红’授粉最低；‘玫瑰红’为母本的3个组合的结实率为60.70%~71.48%，‘浅刺大板栗’授粉最高，自交最低，两者差异显著(P＜0.05)，相差10.78%；‘浅刺大板栗’为母本的4个组合的结实率在58.03%~77.63%，‘桂花香’授粉最高，‘玫瑰红’授粉最低，两者差异显著(P＜0.05)，相差19.60%。
2.1.2 空苞率分析
由图2可见：自交空苞率较高，除‘乌壳栗’外，各品种的自交空苞率均高于异交。‘桂花香’为母本的3个组合空苞率为24.33%~39.72%，‘八月红’授粉最低，自交最高；‘八月红’为母本的3个组合空苞率为18.71%~32.09%，‘六月暴’授粉显著降低了空苞率；‘六月暴’为母本的3个组合空苞率为33.11%~45.72%，异交显著降低了空苞率(P＜0.05)；‘乌壳栗’为母本的6个授粉组合空苞率为10.30%~36.71%，‘六月暴’授粉显著降低了空苞率(P＜0.05)；‘玫瑰红’为母本的3个授粉组合空苞率为17.73%~37.25%，异交显著降低了空苞率(P＜0.05)；‘浅刺大板栗’为母本的4个授粉组合空苞率为10.38%~18.00%，‘桂花香’授粉显著降低了空苞率(P＜0.05)。
2.1.3 成果率分析
自交成果率较低，除‘乌壳栗’外，各品种的自交成果率均低于50.00%。异交显著提高了成果率(P＜0.05)。各组合的成果率详见图3。‘桂花香’为母本的3个组合成果率为36.21%~53.09%，‘八月红’授粉显著提高了成果率(P＜0.05)；‘八月红’为母本的3个组合成果率为48.14%~63.48%，‘六月暴’授粉显著提高了成果率(P＜0.05)；‘六月暴’为母本的3个授粉组合成果率为30.42%~47.28%，异交显著提高了成果率(P＜0.05)；‘乌壳栗’为母本的6个授粉组合成果率为51.34%~70.76%，‘六月暴’授粉显著提高了成果率(P＜0.05)；‘玫瑰红’为母本的3个授粉组合成果率为38.11%~58.89%，‘浅刺大板栗’授粉的成果率最高，自交最低，两者差异显著(P＜0.05)，相差20.78%；‘浅刺大板栗’为母本的4个授粉组合成果率为48.54%~69.56%，‘桂花香’授粉显著提高了成果率(P＜0.05)。
2.2 果实性状分析
2.2.1 刺苞性状分析
由表2可知：授粉品种对同母本的刺苞质量、刺苞横径、刺苞纵径、刺苞高、每刺苞坚果数、出籽率等性状具有显著影响(P＜0.05)。‘桂花香’为母本时，异交显著提高了刺苞横径、每刺苞坚果数和出籽率(P＜0.05)，‘六月暴’授粉显著提高了刺苞质量(P＜0.05)；‘八月红’为母本时，‘桂花香’授粉的每刺苞坚果数显著大于自交，刺苞质量显著小于自交(P＜0.05)；‘六月暴’为母本时，自交的刺苞质量和每刺苞坚果数显著大于异交(P＜0.05)，‘八月红’授粉显著降低了出籽率(P＜0.05)；‘乌壳栗’为母本时，‘桂花香’授粉的每刺苞坚果数显著大于自交(P＜0.05)，‘六月暴’和‘玫瑰红’授粉的出籽率显著低于自交(P＜0.05)；‘玫瑰红’为母本时，异交显著提高了每刺苞坚果数和刺苞横径(P＜0.05)，‘乌壳栗’授粉的刺苞质量显著大于自交(P＜0.05)；‘浅刺大板栗’为母本时，‘玫瑰红’授粉的刺苞质量显著大于自交(P＜0.05)。
表 2 不同授粉组合的主要刺苞性状Table 2 Main bracts characters of different pollination combinations母本(♀) 父本(♂) 质量/g 横径/mm 纵径/mm 高/mm 每刺苞坚果数 出籽率/% 桂 桂 44.03±1.79 b 68.71±1.24 c 61.23±0.95 b 57.64±0.70 a 1.17±0.07 c 31.84±0.40 c 八 47.67±1.40 b 75.68±0.72 b 63.65±1.22 b 54.26±0.65 b 2.37±0.03 a 43.44±0.46 a 六 59.72±0.98 a 79.34±0.58 a 67.89±0.76 a 59.54±0.32 a 1.93±0.03 b 36.48±1.80 b 八 桂 56.65±0.78 b 81.62±0.45 a 71.39±0.62 a 65.47±0.97 a 2.26±0.20 a 39.27±1.51 a 八 66.59±0.91 a 84.00±0.93 a 73.35±0.41 a 64.44±0.27 a 1.65±0.04 b 41.35±0.18 a 六 58.28±2.12 ab 81.78±1.03 a 71.05±1.40 a 65.90±1.37 a 2.18±0.16 ab 38.17±1.65 a 六 桂 73.32±2.60 b 92.63±1.35 ab 77.13±1.61 a 69.47±1.16 a 1.66±0.04 b 33.74±0.77 a 八 62.74±1.28 c 88.75±1.09 b 74.06±1.00 a 63.83±1.07 b 1.46±0.05 c 28.55±1.07 b 六 80.21±0.75 a 93.70±1.08 a 77.70±1.24 a 66.98±0.66 ab 1.91±0.04 a 35.73±1.51 a 乌 桂 70.66±0.93 a 85.53±0.47 a 70.84±0.36 a 62.32±0.67 a 2.82±0.04 a 37.61±0.69 abc 八 58.61±2.45 bc 78.13±1.13 c 68.25±1.43 a 60.23±0.73 ab 2.59±0.14 ab 41.70±0.77 a 六 61.00±4.99 abc 69.81±1.67 b 57.46±1.76 b 57.26±1.46 abc 2.16±0.04 c 33.72±0.17 c 乌 62.82±2.98 abc 81.4±2.39 ab 70.31±1.89 a 60.79±1.24 ab 2.33±0.13 bc 39.39±1.96 ab 玫 66.19±2.00 ab 70.59±1.46 c 58.16±2.52 b 55.34±1.82 bc 2.31±0.12 bc 34.85±1.70 c 浅 52.74±3.17 c 65.19±2.12 c 57.94±2.43 b 53.32±2.65 c 2.38±0.08 bc 36.46±1.39 bc 玫 乌 65.42±1.55 a 82.72±1.04 a 70.89±1.85 a 60.92±0.17 a 2.61±0.09 a 43.83±0.75 a 玫 56.21±1.77 b 79.12±0.20 b 66.37±0.73 a 60.15±0.77 a 2.27±0.12 b 44.85±0.36 a 浅 62.15±2.54 ab 83.99±0.97 a 70.79±0.92 a 61.49±0.53 a 2.60±0.10 a 44.51±0.33 a 浅 桂 54.56±2.29 ab 75.14±2.17 a 65.00±1.03 a 64.23±1.11 a 1.67±0.10 a 43.62±1.27 a 乌 59.96±2.86 ab 78.38±0.76 a 65.08±0.68 a 64.82±1.45 a 1.95±0.28 a 48.86±2.45 a 玫 62.29±2.77 a 76.85±0.32 a 63.81±1.04 a 62.16±0.75 a 2.06±0.06 a 51.10±3.19 a 浅 51.94±1.69 b 76.58±0.70 a 63.86±0.23 a 62.93±0.25 a 2.05±0.15 a 50.62±2.12 a 说明：数值为均值±标准误。不同小写字母表示不同组合间差异显著(P＜0.05)。 2.2.2 坚果性状分析
由表3可知：授粉品种对同母本的坚果质量、仁质量、出仁率具有显著影响(P＜0.05)。‘桂花香’为母本时，‘八月红’授粉的仁质量显著小于自交(P＜0.05)，相差2.54 g；‘八月红’为母本时，‘桂花香’授粉显著减小了坚果质量和仁质量(P＜0.05)；‘六月暴’为母本时，‘八月红’授粉显著减小了坚果质量(P＜0.05)；‘乌壳栗’为母本时，‘六月暴’和‘玫瑰红’授粉的坚果质量显著大于‘浅刺大板栗’授粉，‘六月暴’授粉的仁质量显著大于‘浅刺大板栗’授粉(P＜0.05)，‘桂花香’和‘八月红’授粉的出仁率显著大于‘玫瑰红’授粉(P＜0.05)；‘玫瑰红’为母本时，‘乌壳栗’授粉的坚果质量显著大于‘浅刺大板栗’授粉，‘浅刺大板栗’授粉显著降低了仁质量和出仁率(P＜0.05)；‘浅刺大板栗’为母本时，‘乌壳栗’和‘玫瑰红’授粉的坚果质量显著大于自交，异交显著提高了仁质量(P＜0.05)。
表 3 不同授粉组合的主要坚果性状和种仁营养物质质量分数Table 3 Main nuts characters and nutrient contents in kernel of different pollination combinations母本(♀) 父本(♂) 坚果质量/g 仁质量/g 出仁率/％ 蛋白质质量
分数/%可溶性糖质量
分数/%淀粉质量
分数/%脂肪质量
分数/%桂 桂 11.71±0.19 a 9.82±0.22 a 83.67±0.67 a 6.52±0.02 ab 10.84±0.48 a 65.50±1.24 ab 2.18±0.07 a 八 9.58±0.88 a 7.28±0.16 b 81.00±1.16 a 6.60±0.18 a 12.53±0.49 a 64.32±0.45 b 2.33±0.07 a 六 9.87±0.67 a 8.91±0.42 a 81.69±0.15 a 6.12±0.12 b 10.69±0.68 a 69.57±1.52 a 2.17±0.15 a 八 桂 10.34±0.52 b 8.61±0.31 b 83.38±1.34 a 6.65±0.11 a 10.44±0.50 a 58.91±0.54 b 1.87±0.19 a 八 13.10±1.44 a 11.03±0.74 a 84.13±0.60 a 5.60±0.04 b 10.39±0.15 a 60.38±2.43 ab 2.23±0.20 a 六 12.65±0.71 a 10.80±021 a 85.41±1.38 a 6.56±0.08 a 10.24±0.21 a 67.24±2.17 a 2.17±0.13 a 六 桂 15.22±0.49 a 12.67±1.43 a 82.94±5.24 a 7.56±0.19 a 11.70±0.41 a 51.81±1.47 b 2.47±0.09 a 八 11.79±0.66 b 9.46±0.59 a 80.59±2.76 a 7.22±0.29 a 12.11±0.45 a 54.41±0.81 b 2.60±0.15 a 六 14.67±0.62 a 11.77±0.05 a 80.56±3.62 a 7.54±0.23 a 11.68±0.41 a 58.65±0.34 a 2.73±0.03 a 乌 桂 9.93±0.69 ab 7.87±0.62 ab 79.08±0.79 a 7.24±0.11 b 11.99±0.15 a 62.11±1.94 a 1.53±0.27 ab 八 10.77±0.31 ab 8.58±0.27 ab 79.63±0.16 a 7.34±0.04 b 12.33±0.72 a 62.23±3.75 a 1.60±0.31 ab 六 11.85±0.90 a 9.33±0.80 a 78.64±0.80 ab 6.49±0.17 c 8.67±0.14 b 55.36±0.24 a 1.43±0.03 ab 乌 10.39±0.19 ab 8.12±0.25 ab 78.13±1.00 ab 7.94±0.13 a 12.22±0.79 a 60.44±1.99 a 1.30±0.31 ab 玫 10.82±0.65 a 8.06±0.78 ab 74.20±2.21 b 6.08±0.03 d 7.87±0.13 b 56.61±0.51 a 1.27±0.03 b 浅 8.75±0.30 b 6.82±0.14 b 78.23±1.43 ab 6.81±0.19 d 8.38±0.13 b 59.63±1.06 a 2.07±0.03 a 玫 乌 10.80±0.07 a 8.59±0.03 a 79.57±0.28 a 8.13±0.11 c 9.85±0.38 a 64.55±2.13 a 1.33±0.17 a 玫 10.12±0.31 ab 8.11±0.29 a 80.17±0.69 a 8.84±0.17 b 10.63±0.62 a 61.36±1.11 ab 1.40±0.30 a 浅 9.57±0.18 b 7.36±0.18 b 76.81±0.46 b 10.43±0.09 a 10.78±0.39 a 58.20±1.21 b 1.03±0.28 a 浅 桂 12.40±0.50 ab 10.57±0.36 a 85.33±0.82 a 7.42±0.07 b 10.38±0.50 a 55.39±0.74 a 1.93±0.03 a 乌 12.88±0.29 a 10.25±0.51 a 79.47±2.86 a 7.85±0.05 a 10.25±0.16 a 55.01±1.62 a 2.07±0.03 a 玫 13.88±0.42 a 11.33±0.37 a 81.35±1.77 a 6.52±0.04 c 10.53±0.13 a 56.03±0.80 a 1.67±0.09 b 浅 10.59±0.77 b 8.70±0.22 b 82.84±2.13 a 7.56±0.09 b 10.24±0.29 a 52.25±1.26 a 1.94±0.06 a 说明：数值为均值±标准误。不同小写字母表示不同组合间差异显著(P＜0.05)。 2.2.3 种仁营养物质分析
由表3可知：总体授粉品种对同母本组合的种仁淀粉和蛋白质质量分数的影响显著，对可溶性糖及脂肪质量分数的影响较小。‘桂花香’为母本时，‘八月红’授粉的蛋白质质量分数(6.60%)显著高于‘六月暴’授粉(6.12%)(P＜0.05)，淀粉质量分数(64.32%)显著低于‘六月暴’授粉(69.57%)(P＜0.05)；‘八月红’为母本时，异交显著提高了蛋白质质量分数(P＜0.05)，同时，‘六月暴’授粉的淀粉质量分数(67.24%)显著高于‘桂花香’授粉(58.91%)(P＜0.05)；‘六月暴’为母本时，自交的淀粉质量分数(58.65%)显著高于异交(51.81%、54.41%)(P＜0.05)；‘乌壳栗’为母本时，自交的蛋白质质量分数(7.94%)显著高于异交(P＜0.05)，淀粉质量分数差异不显著；‘玫瑰红’为母本时，‘浅刺大板栗’授粉显著提高了蛋白质质量分数(P＜0.05)，‘乌壳栗’授粉的淀粉质量分数(64.55%)显著高于‘浅刺大板栗’授粉(58.20%)；‘浅刺大板栗’为母本时，‘八月红’授粉显著提升了蛋白质质量分数(P＜0.05)，‘六月暴’授粉显著降低了脂肪质量分数，但各组合的淀粉质量分数差异不显著。
2.3 果实性状主成分分析
由表4可知：按照特征根＞1的原则，共提取到4个主成分，它们的累计贡献率为83.441%。其中，主成分1特征值为5.092，贡献率为39.167%，刺苞高、仁质量、坚果质量、刺苞横径和刺苞纵径的载荷较高；主成分2特征值为2.705，贡献率为20.809%，种仁蛋白质质量分数、单刺苞坚果数、刺苞横径和刺苞质量的载荷较高；主成分3特征值为1.658，贡献率为12.751%，种仁淀粉和可溶性糖质量分数的载荷较高；主成分4特征值为1.389，贡献率为10.688%，出籽率和出仁率的载荷较高。
表 4 果实性状的载荷矩阵Table 4 Component matrix of fruit characters性状 第1主成分 第2主成分 第3主成分 第4主成分 性状 第1主成分 第2主成分 第3主成分 第4主成分 刺苞质量 0.560 0.508 −0.308 −0.485 出仁率 0.532 −0.497 0.331 0.487 刺苞横径 0.797 0.547 0.166 −0.105 蛋白质质量分数 −0.052 0.768 −0.072 0.310 刺苞纵径 0.792 0.477 0.310 −0.069 可溶性糖质量分数 0.459 0.337 0.606 0.142 刺苞高度 0.889 0.219 −0.098 0.224 淀粉质量分数 −0.250 −0.070 0.774 −0.117 单刺苞坚果数 −0.534 0.683 0.052 −0.016 脂肪质量分数 0.637 −0.501 0.276 −0.105 出籽率 −0.161 0.258 −0.204 0.839 特征值 5.092 2.705 1.658 1.389 坚果质量 0.836 −0.211 −0.391 0.009 贡献率/% 39.167 20.809 12.751 10.688 仁质量 0.867 −0.298 −0.274 0.070 累计贡献率/% 39.167 59.975 72.726 83.414 根据主成分1~4的得分(F1~F4)和各主成分权重，计算总得分(F)，得出各授粉组合板栗果实的综合性状排名(表5)。由表5可知：同母本的授粉组合中，排名前 2 的组合(♀×♂)分别为：‘桂花香’ב六月暴’、‘桂花香’ב八月红’；‘八月红’ב八月红’、‘八月红’ב六月暴’； ‘六月暴’ב桂花香’、‘六月暴’ב六月暴’； ‘乌壳栗’ב桂花香’、‘乌壳栗’ב乌壳栗’；‘玫瑰红’ב浅刺大板栗’、‘玫瑰红’ב乌壳栗’；‘浅刺大板栗’ב乌壳栗’、‘浅刺大板栗’ב桂花香’。
表 5 综合主成分值Table 5 Comprehensive principal component values授粉组合(♀×♂) F1 F2 F3 F4 F 排名 六×桂 5.16 0.30 −1.04 −0.58 2.27 1 六×六 4.54 0.99 −0.18 −1.36 2.18 2 六×八 2.44 −0.20 0.60 −1.54 0.99 3 八×八 2.52 −1.32 0.06 −0.08 0.85 4 八×六 1.61 −1.03 1.22 0.36 0.73 5 乌×桂 −0.38 2.38 1.02 −1.01 0.44 6 八×桂 0.32 −0.01 0.66 0.45 0.31 7 玫×浅 −1.61 3.85 −0.39 0.76 0.25 8 浅×乌 0.64 0.04 −1.60 1.29 0.24 9 乌×乌 −0.73 1.92 0.62 −0.29 0.19 10 浅×桂 0.91 −1.62 −0.71 1.70 0.14 11 玫×乌 −0.88 1.92 0.14 0.05 0.09 12 浅×玫 0.67 −0.63 −1.75 1.44 0.08 13 乌×八 −0.88 1.11 1.03 0.20 0.04 14 玫×玫 −1.47 1.30 0.23 1.06 −0.19 15 浅×浅 −0.58 −0.39 −0.90 2.32 −0.20 16 桂×六 −0.42 −1.08 2.03 −0.92 −0.28 17 桂×八 −2.08 −0.69 2.36 0.63 −0.71 18 桂×桂 −0.60 −3.66 1.37 0.06 -0.98 19 乌×六 −1.97 −1.31 −2.05 −1.23 −1.72 20 乌×玫 −3.16 −0.45 −2.39 −2.35 −2.26 21 乌×浅 −4.02 −1.42 −0.32 −0.97 −2.42 22 3. 讨论
父本雄花盛花期与母本雌花盛花期相遇时间较长，能保证充分授粉和受精，是开展授粉配置研究的前提[18−19]。板栗树体高大，同一株树上，树冠上部的雌、雄花进入盛花期较早，树冠下部和内堂的雌、雄花进入盛花期较晚。在实际生产中，为了提高产量，应尽量使整株树的雌花都能够充分授粉，这就要求所选品种的花期相遇天数越多越好。本研究选择的22个授粉组合中，雌、雄花盛花期相遇天数均不少于3 d。
不同授粉组合对板栗的成果率及单个刺苞内的坚果数均有较大影响，表明授粉亲和性对板栗产量的影响较大，这与刘宁伟等[20]对板栗和张旭辉等[21]对锥栗C. henryi的研究结果一致。郭素娟等[22]认为：大部分板栗品种自花授粉亲和性差。在本研究中，多数自交组合不仅空苞率高，且成果率和每个刺苞中的坚果个数均显著低于异交组合。但也有自交授粉成果率较高，自交亲和性较好的品种，如‘乌壳栗’和‘浅刺大板栗’，其中，‘乌壳栗’自交所结果实的品质优良。可见，板栗自交授粉的亲和性也因品种而异。在油茶Camellia oleifera [23]、梨Pyrus[24]、文冠果Xanthoceras sorbifolium [25]、中国李Prunus salicina[26]品种的授粉研究中也发现了类似现象。
在本研究中，异花授粉显著提高了成果率和单刺苞内的坚果个数，可能原有的营养水平难以满足果实生长发育需要，导致‘六月暴’和‘八月红’异交组合的刺苞质量和体积显著小于自交组合。因此，在合理选配板栗品种授粉组合的同时，还需提高水肥供应，做好田间管理，促进板栗果实的生长和发育，提高板栗产量及果实的品质。
本研究发现这6个品种各有优劣。‘六月暴’各授粉组合的刺苞质量较大，为72.32~82.21 g，种仁蛋白质、糖类和脂肪丰富，果实品质综合排名靠前。从果实成熟时间来看，‘六月暴’为早熟品种，在8月下旬成熟，而罗田县大多数板栗品种成熟时间为9月上中旬，因此‘六月暴’可较早进入市场。但‘六月暴’成果率低，仅为30.42%~47.28%，表现出不丰产的特性。‘桂花香’风味独特，但其刺苞和坚果均较小，果实品质综合评分较低。
4. 结论
不同授粉处理对板栗的结实率、空苞率、成果率、刺苞性状、坚果性状和种仁营养物质质量分数均有不同程度的影响。综合成果率和果实品质，结合主成分分析，筛选出6个品种的成果率高、果实品质优良的授粉组合(♀×♂)各1~2个，分别为‘桂花香’ב八月红’、‘八月红’ב六月暴’、‘六月暴’ב桂花香’、‘六月暴’ב八月红’、‘乌壳栗’ב六月暴’、‘玫瑰红’ב浅刺大板栗’、‘浅刺大板栗’ב桂花香’、‘浅刺大板栗’ב乌壳栗’。在实际生产中，‘八月红’和‘六月暴’互相授粉表现均优秀，可以等比例栽植。其余组合正向授粉表现优秀，反向授粉表现一般，应以母本为主，少量栽植授粉树。由此可见，合理的品种授粉配置可以有效降低罗田板栗品种的果实空苞率，提高果实产量与品质，实现高产优质栽培。罗田县板栗品种资源丰富，本研究只研究了其中的6个品种，后续可以对其余品种进行相关研究，掌握开花物候期和适宜的授粉品种。
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图 3 热压温度对热稳定性的影响
Figure 3 Effects of pressing temperatures on dynamic mechanical properties
图 4 硅烷化杨木单板/HDPE薄膜的胶合界面(热压温度140~150℃) "
Figure 4 Bonding interface of silane modified veneer/HDPE film(pressing temperature of 140~150℃)
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