猕猴桃为雌雄异株植物,改善其授粉效果是保证品质的关键因素和提高产量的前提,国内猕猴桃授粉主要依靠人工作业,花粉利用率低、作业速度慢、劳动强度大、成本高,制约着猕猴桃产业的快速发展。双流式雾化具有粒径均匀、雾化稳定、气液分离控制、靶向性强等特点,可满足猕猴桃授粉作业的高速、低损、精准化要求,开发猕猴桃双流式授粉装备,具有广阔的应用前景和重要的经济价值。本文以棚架式“海沃德”猕猴桃花为实验对象,进行猕猴桃双流式授粉作业参数优化和授粉装备的研制。主要研究内容如下:(1)机械授粉作业的农艺参数量化研究。通过测量和分析棚架式猕猴桃花朵结构特征,进而提出了猕猴桃双流式喷雾授粉方法,计算了猕猴桃充分授粉的花粉需求量,为猕猴桃喷雾授粉授粉参数控制研究及授粉装置研发提供农艺依据。研究表明:猕猴桃花呈簇状分布,其中4朵花的花簇比例最大,为33%,97%的花簇水平面的长和宽的别平均值分小于13.35 cm和9.87 cm;采用质量分数为0.1%的花粉液授粉,单朵猕猴桃花雌蕊至少需沉积42.9 mg花粉液才能保证充分授粉。(2)双流体喷嘴授粉沉积量参数控制研究。本文根据猕猴桃花朵结构参数和充分授粉需求量,构建了双流式授粉控制试验装置,分别采用沉积称量、图像灰度分析和雾滴粒径激光测量的方法,测量了花蕊区的雾滴沉积量、雾滴覆盖率和雾滴粒径,结果表明:双流体喷嘴采用气压0.20 MPa、花粉液流量0.125 L/min、喷雾脉冲时长0.1 s、喷雾距离35 cm为作业参数,可提高花粉液在花朵柱头区的有效沉积。(3)猕猴桃双流式喷雾授粉装置的整机结构和控制系统设计与制作。根据授粉作业参数,并结合猕猴桃园尺寸参数,设计了猕猴桃喷雾授粉装置的整机结构、液路系统、气路系统和动力系统。依据试验获取的喷雾控制参数设计了花粉量流量、喷雾气压控制系统以及猕猴桃花对靶控制系统,控制系统以Arduino单片机为控制单元,采用水流量传感器和气压传感器检测液路流量和气路压强,采用Pixy相机识别并定位猕猴桃花。(4)猕猴桃授粉装置田间试验验证。首先,设计了猕猴桃田间连续喷雾授粉试验,研究了授粉作业参数对猕猴桃授粉效果的影响;其次,采用优化后的双流式喷雾参数进行了对靶授粉试验,验证了双流式授粉的喷雾控制参数的有效性。试验表明:猕猴桃坐果率对授粉气压、授粉速度和花粉液流量的敏感程度依次减小,授粉速度对果实重量和畸形率的影响最显著,雾化气压最不显著。双流式对靶授粉的坐果率为86.7%,比手持式喷雾器授粉提高6.7%,比电动喷雾器提高13.4%,比手工点授小5.0%;双流式对靶授粉的平均果实重量为91.5 g,比手持喷雾器授粉提高11.1 g,电动喷雾器提高8.0 g,比手工点授少11.07 g,但双流式授粉的作业效率高于人工授粉。