摘要：植保无人机在农业病虫害防控和农药喷洒中展现出高效、精准和环境友好的显著优势。在系统分析植保无人机对不同作物适应性的基础上，探讨了其在果树、大田和经济作物中的应用适用性。通过优化喷洒参数、智能路径规划及精准喷洒等策略，可显著提升植保无人机在复杂农业作业环境中的应用效果，降低农药使用量，减少对环境的负面影响，从而推动农业现代化与可持续发展。

　　关键词：植保无人机、喷洒技术、作物适应性、优化策略

　　1.引言

　　植保无人机作为农业智能化的重要技术工具，在植物病虫害防控与农药喷施领域展现出显著优势。相较于传统的人工与地面机械喷洒方式，无人机具备高效、精准及环境友好等特点，能够满足现代农业对精准施药与绿色发展的需求[1]。然而，不同作物在种类、种植模式及生长环境方面存在显著差异，使得无人机的应用效果具有一定的局限性[2]。因此，针对不同作物制定相应的优化策略成为提升植保无人机喷洒效率和效果的关键。本研究旨在系统分析植保无人机在不同作物中的适应性特征，探讨其在复杂农业环境中的应用难点，并提出相应的优化策略，为农业生产提供理论支持与技术指导。

　　2.植保无人机喷洒技术概述

　　植保无人机的核心功能在于通过无人驾驶技术，实现对农药的精准喷洒。其工作原理基于无人机飞行控制系统与药液喷洒系统的协同作用[3]。无人机搭载的飞行控制系统能够根据预设的路线和高度进行自动化飞行，并通过植保作业的需要对喷洒路径进行动态调整[4]。药液喷洒系统则通过液体泵、管路和喷嘴对农药进行均匀喷洒，确保药剂覆盖在作物的目标部位。植保无人机的工作过程分为起飞、飞行、喷洒和返航四个主要阶段。

　　2.不同作物对植保无人机喷洒技术的适应性分析

　　2.1果树类作物的适应性

　　果树类作物（如苹果、梨、柑橘等）由于植株高大且冠层结构复杂，对植保无人机的飞行高度、喷洒角度及覆盖范围提出了更高的技术要求[5]。例如，苹果树的高度通常可达4至5米，柑橘树则约为3至4米，传统的地面喷洒设备难以有效覆盖这些高大植株的顶部，而植保无人机凭借其优异的垂直升降能力，能够灵活调节飞行高度，适应果树的复杂冠层结构，从而确保整个树冠的喷洒覆盖。以大疆T20植保无人机为例，其飞行高度可达10米，显著超越普通农用机械的喷洒能力。此外，果树冠层的层次分明与密集性使得传统喷洒方式难以触及内部叶片和果实，而植保无人机能够通过调整喷洒角度克服这一障碍。例如，大疆T16无人机配备的四向旋转喷头可根据冠层不同部位的需求灵活调整喷洒方向，从而提高药液在树冠内部的渗透性和覆盖率[6]。无人机药液储存容量直接决定了单次作业的持续时间，大疆T20无人机配备的20升药液箱和每分钟4.8升的喷洒流量，适用于大面积果园的连续作业，有效减少了返航加药的频率，提高了作业效率。

　　2.2大田作物的适应性

　　2.2.1水稻的适应性

　　水稻种植主要集中在水田中，传统地面机械难以在泥泞的水田中作业，植保无人机凭借其灵活的飞行能力和精准喷洒技术，能够很好地适应水稻的种植环境。无人机可以在1.5米左右的高度飞行，避免接触水面，并保持稳定的飞行速度和喷幅宽度。水稻植株高度相对均匀，通常在0.8至1.2米之间，无人机喷洒时液滴能够均匀沉积在水稻叶片表面，液滴尺寸控制在150至200微米，适合水稻的叶片结构。此外，水稻生长期易受稻瘟病、稻飞虱等病虫害侵袭，植保无人机可以满足多次喷洒的需求，通过精准控制药量和喷洒路径，确保整个生长期内的高效作业，极大提高了水稻田的病虫害防治效率。

　　2.2.2小麦的适应性

　　小麦作为种植面积广泛的大田作物，其植株密度高且高度较为均匀，通常在0.8至1.2米之间。植保无人机在小麦田中的应用具有很强的适应性，能够通过合理的飞行高度和速度，确保农药的均匀覆盖。小麦的叶片垂直分布，要求液滴能够在不损伤作物的情况下覆盖整个植株[7]。无人机的飞行速度通常为4—6米/秒，喷幅宽度达到6—7米，在短时间内能够覆盖较大面积的田地。小麦生长中后期易受白粉病、锈病及蚜虫等病虫害侵袭，无人机可根据小麦的生长期和病虫害分布，精确规划喷洒路线，并通过RTK导航确保喷洒作业的高精度，减少漏喷和重复喷洒现象，大大提高了病虫害防治的效率和精准度。

　　2.2.3玉米的适应性

　　玉米作为高度较大的大田作物，植株在成熟期可达1.5—2.5米，传统地面机械难以覆盖其高大叶片，尤其是顶部生长阶段的药液需求难以得到满足。植保无人机凭借灵活的飞行高度调节，能够适应玉米的高大植株，保证药液均匀喷洒至作物顶部。玉米通常采用宽行距种植，行距在0.6—1米之间，植保无人机能够利用其宽幅喷洒技术（喷幅可达10米），快速完成大面积田地的作业。对于易倒伏的玉米，尤其是在风雨天气后，无人机能够灵活调整飞行高度和避障功能，适应复杂作业环境，并实时调整喷洒路径，确保倒伏区域的农药覆盖，实现高效的作业和精准的病虫害防治。

　　3.经济作物的适应性

　　3.1棉花的适应性

　　棉花作为全球重要的经济作物，种植密度高、植株高度适中，通常高度为1至1.5米，适合无人机低空飞行作业。棉花在生长过程中，病虫害防治尤为重要，特别是棉铃虫等害虫往往隐藏在植株中部，因此需要精准的药液覆盖。大疆T16能够以1.5米高度飞行，喷洒系统配备高压喷嘴，产生150至250微米的液滴，确保药液均匀分布在植株各部位。同时，棉花种植区域广泛，单次作业面积大，大疆T20每小时可完成24—40公顷的喷洒作业，显著提高作业效率。此外，棉花对农药残留要求较高，尤其是在采收前期，植保无人机能够通过小剂量多次喷洒的方式减少农药使用量，大疆T16每分钟药液流量可调至1—5升，确保农药用量精确控制，满足棉花不同生长阶段的防护需求。

　　3.2茶叶的适应性

　　茶叶作为高经济价值作物，其种植环境通常为地势复杂的山地或丘陵，植保无人机的灵活性使其在这些区域中具有显著的作业优势。极飞XP 2020无人机配备地形跟随系统和自动避障功能，能够适应茶园的复杂地形，实时调整飞行高度，确保药液均匀覆盖在不同高度的茶树上。茶叶对农药残留要求极为严格，植保无人机如大疆T16的精准喷洒系统可以精确控制药液浓度和喷洒角度，避免药液过量沉积在茶叶表面，减少残留风险。此外，茶叶生长期内需多次喷洒防治害虫，如茶尺蠖，极飞XP 2020的旋转喷嘴能够灵活调整喷洒角度，确保药液能够全面覆盖茶树叶片，有效应对害虫的侵扰。

　　3.3葡萄的适应性

　　葡萄作为一种高附加值的经济作物，其藤蔓生长方式和种植区域对喷洒技术有特殊要求。葡萄藤蔓通常高度为1.2至2米，叶片密集且果实隐藏在叶片之间，植保无人机能够通过多角度喷洒技术有效覆盖叶片和果实区域，大疆T60无人机配备多角度喷嘴，能够灵活调整喷洒方向，确保药液渗透到果实和藤蔓。葡萄易受白粉病和霜霉病侵扰，极飞P30喷幅宽度达7米，飞行速度为6米/秒，能够迅速覆盖大面积葡萄园，提供高效病害防治。再者，葡萄园多位于丘陵或山地地形，大疆T30配备地形跟随系统和自动避障功能，能够根据地势变化调整飞行高度，确保药液均匀喷洒在复杂地形的葡萄园内，提高喷洒精准度。

　　4.植保无人机喷洒技术的优化策略

　　4.1喷洒参数的优化

　　植保无人机的喷洒效果取决于多个参数的精准控制，包括飞行速度、高度、喷洒流量、喷幅宽度和液滴尺寸等。飞行速度过快容易导致药液漂移，过慢则可能导致药液过量堆积。通常建议将飞行速度控制在4—6米/秒，飞行高度根据作物类型调整，矮植株（如小麦、水稻）高度应为1.5—2米，而高植株（如果树）高度应为2—3米。液滴尺寸在100—250微米之间能够有效减少漂移并确保均匀覆盖，喷嘴设计优化有助于实现精确的液滴控制。此外，喷幅宽度和流量也需根据作物种类、种植密度和地形条件进行调节，大田作物的喷幅可达6—7米，果树或经济作物应适当缩小喷幅，确保药液覆盖均匀。

　　4.2智能路径规划与精准喷洒技术

　　智能路径规划和精准喷洒技术是植保无人机高效作业的关键。通过GPS和RTK技术，无人机可以实现厘米级精度的路径规划，自动根据作物分布和田块形状优化飞行路线，避免漏喷和重复喷洒。结合遥感技术和GIS，无人机能够根据农田的数据分析作物的生长状况和病虫害分布，进行差异化精准喷洒。此外，现代无人机的智能避障技术和地形跟随功能，能够在复杂地形（如果园、山地茶园）中自动调整飞行高度和路线，确保药液均匀覆盖所有作物，提升作业安全性和效率。

　　4.3农药使用量与环境影响的优化

　　植保无人机通过精准控制药液量，减少了农药使用量并降低了对环境的影响。智能喷洒系统能够根据作物的实际需求，按需供给药液，避免传统作业中农药用量过大的问题。此外，优化液滴大小和喷洒角度可以减少药液漂移和蒸发损失，尤其在风速较大的情况下，精准喷洒确保药液集中在目标区域。无人机还可实时监测环境条件，如风速和湿度，进行动态调整。此外，结合生态友好农药的使用，无人机精准喷洒能有效控制病虫害，减少对周边环境的污染，助力可持续农业发展。

参考文献:

　　[1]石秋瑾.植保无人机技术在水稻病虫害防治中的应用探析[J].农业开发与装备,2024,(09):68-70.

　　[2]黄海峰.农用植保无人机在水稻主要病虫害防治中的有效应用[J].河北农机,2024,(16):18-20.

　　[3]王邢.智能固定翼植保无人机设计研究[J].设计,2024,37(15):129-133.

　　[4]董伟.植保无人机喷洒技术的优化[J].当代农机,2024,(07):38-39.

　　[5]韩旸,李怡杰,雷翠云,等.植保无人机在柑橘生产上的应用[J].南方园艺,2024,35(04):56-60.

　　[6]王俊凯.植保无人机在现代农业生产中的应用分析[J].南方农机,2024,55(14):29-34.

　　[7]潘杰,唐定亮.数字赋能植保无人机推广的路径[J].河北农机,2024,(12):18-20.

　　[8]孔繁涛.植保无人机在农作物病虫害防治中的应用分析[J].农业开发与装备,2024,(05):33-35.