植保无人机飞防作业效果是由药剂、施药技术、作物及靶标、环境因素等共同构成，每一个环节都会影响最终作业质量。
植保无人机在国内尚属于新兴植保器械，为明确其施药效果的影响因素，本文对其中影响作业质量的环节进行探讨。
一、喷嘴及雾滴
飞防作业的本质是将药液雾化之后均匀分布在作物以及靶标表面，以使药剂产生相应的作用，MG 系列植保机标配采用的是 XR11001VS 喷嘴(可选 XR110015VS、TX-VK08)。
XR系列喷嘴参数
XR 扇形喷嘴具有中心液量最多，并向两端逐渐减少的特性，必须通过相邻喷嘴 30% 的重叠，即可在喷杆方向上获得均匀一致的喷雾分布。
两个扇形喷嘴应有30%的重叠才能实现有效喷幅①
压力式喷嘴具有随着压力增大，流量增大、雾滴减小的特性。01 号喷嘴雾滴尺寸主要集中在 160-190μm ②，015 号喷嘴雾滴尺寸主要集中在 185-218 微米。
雾滴粒径分级
农药的雾滴粒径大小、覆盖密度、药液配置浓度对杀虫剂、杀菌剂、除草剂均有显著影响。一定范围内，对于触杀作用的农药，采用细小雾滴喷雾对农作物病虫草害能够取得更好的作业效果。雾滴粒径减小一半,雾滴数目则增加8倍③。
雾滴越细覆盖面积更大
但是，雾滴越细也就更容易产生飘移与蒸发问题，研究发现，100μm 的雾滴在 25℃、相对湿度 30% 的状况下，移动 75cm 后，直径会减少一半④。
考虑到植保无人机飞行高度普遍在 1.5 米以上，所以 100μm 以下粒径的雾滴并不适合飞防。综合考虑飞防效果与减少飞防飘移药害，建议使用 150-180 微米粒径雾滴进行飞防作业。
不同粒径雾滴作业的性能特性
MG-1S 以及 MG-1P 目前支持 01 以及 015 两款喷嘴，考虑到作业效果以及地区特殊情况所带来的影响，建议按以下方式选择。
MG 系列植保无人机喷嘴选择
在新疆、甘肃等降水量较少，湿度较低的区域，建议使用 XR110015VS 喷嘴。不仅可支持更大亩用量，产生更大粒径的雾滴，还能减少飘移与蒸发影响。除草剂建议统一使用 XR110015VS 喷嘴，以产生更大粒径的雾滴，减小雾滴飘移产生的飘移药害风险。
二、气象条件
1
风力
风力对于雾滴的沉积与飘移具有重大影响，2 级以内的微风有利于雾滴沉积且飘移距离较小，3 级以上风速会造成雾滴沉积减少且雾滴飘移增加。
所以植保无人机应在 3 级以内风速作业，以避免产生飘移问题。除草剂作业为避免产生飘移药害，应尽量在 2 级以内风速作业。
雾滴下降3米的飘移
除草剂飘移所产生的药害
2
风向
因为雾滴会随风飘移，所以植保无人机下风向空气当中将会存在农药成分，并且喷洒实际区域也会因为风速的大小而产生变化。植保无人机作业过程中因紧密关注风向变化并做到以下几点：
1)作业人员禁止处于植保无人机下风向，避免农药中毒;
2)注意作业区域下风向是否存在对药物敏感的动植物，避免产生飘移药害 。在作业除草剂、三唑类杀菌剂时应特别注意，避免产生飘移药害;
飞防作业应注意下风向的区域情况
3)如进行除草或其他敏感作业，应在田块下风向边缘区域设置安全隔离区，避免药液飘移到相邻地块产生药害;
敏感作业应设置安全隔离区
4)植保无人机作业航线应与风向保持平行，避免受到侧风影响，减少雾滴飘移。
3
温度与湿度
温度对于药液的效果至为重要，低温有可能导致药效不佳，0℃ 以下的低温甚至有可能产生药害。而温度较高，将造成药液蒸发加快，雾滴的沉积量减少。
因为不同药剂的温度特性相差较大，所以农药适应的温度差异也较大，但总体应在 15-30℃ 之间进行作业。应禁止在 0℃ 以下、35℃ 以上进行作业。
湿度较低会导致雾滴的蒸发加剧，所以在湿度较低区域作业应避免在高温时段作业，以降低药液蒸发。
实验发现，由于蒸发，100μm 雾滴在 25℃、相对湿度 30% 的情况下，移动 75 厘米后尺寸会减少一半。应避免在温度 30℃ 以上、湿度 40% 以下区域作业。如在湿度较低区域作业应稍提高亩用量、增大雾滴直径、加入飞防助剂，以降低雾滴蒸发。
气象条件对雾滴运动的综合影响
三、作业参数
1
作业高度
XR 系列扇形喷嘴拥有其理论喷幅，根据压力式扇形喷嘴的喷洒特性，在一定高度范围内高度越高喷幅越大。
但是，在实际的作业过程中，雾滴受到强烈的下压气流影响，实际喷幅远低于理论喷幅，衰减值在 50% 左右。根据测试，MG 系列植保无人机在 1 米高度(以雷达位置离地高度)悬停喷洒有效喷幅值在 1.5 米左右，且中间存在漏喷。
1米高度悬停喷洒地面情况
考虑到减少飘移与蒸发，避免漏喷，并且不会造成作物倒伏的前提下，植保无人机应尽量降低作业高度。
经过测试 MG 系列植保无人机保持相对作业高度在 1.8-2.2 米(同时保持一定飞行速度)范围内，能够避免漏喷情况发生。高度过高将造成药液飘移与蒸发加剧，下压气流对作物叶片的搅动效果减少;高度过低则会造成中间部分漏喷。
2
作业速度
随着作业速度的提高旋翼风场对作物的穿透性将会降低，雾滴在作物中下部的沉积将减少。
下图是 MG-1S 以不同飞行速度对 70 厘米高玉米进行作业的雾滴分布分析，其中药剂、亩使用量、行距等条件完全相同。
从数据分析可见，随着飞行速度的增加，雾滴的整体沉积量迅速下降。
飞行速度对雾滴分布的影响⑤
随着速度超过 5 米/秒，旋翼风场将不能完整覆盖雾场，雾滴在植保无人机后方形成漩涡，雾滴落地的时间增加，雾滴飘移与蒸发将会增加。
速度越快雾滴落地时间越长
需要注意的是，触杀及胃毒类杀虫剂、保护性杀菌剂应保证雾滴在作物中下部的沉积量，通过适当减小雾滴粒径、降低作业速度才能够保障作业效果良好。
内吸性杀虫剂、杀菌剂对中下部雾滴的沉积量及覆盖率要求比触杀类药剂要低一些，因为作物可通过内吸而达到全株着药的效果。当然，需要根据病虫害的发生部位和严重程度合理调整作业参数。
3
喷幅
行距应与有效喷幅等同，才不会出现重喷与漏喷问题。行距大于喷幅会出现漏喷，反之则会出现重喷。
MG 系列植保无人机喷幅与飞行高度、飞行速度密切相关，当高度在 1.5-2.5 米之间时，高度越高喷幅越宽;当飞行速度在 3-5 米/秒之间时，飞行速度越快喷幅越宽。所以作业行距的设置应根据作业高度、飞行速度的实际情况进行调整。当 MG 系列植保无人机作业高度在 1.8-2.2 米之间，两侧喷嘴的喷洒雾场能够得到有效重叠，是比较推荐的作业高度。
作业速度需要根据作物、病虫害的综合情况进行选择，越高越密集的作物应降低作业速度，最常见的作业速度在 3-6 米/秒范围。
有效喷幅查询表⑥
4
亩用量
亩用量是指每亩地块的喷洒所用药液量(并非药剂本身用量)，它与水泵喷洒速率、行距、作业速度密切相关。
同一个亩用量数值下，飞行速度与亩用量呈反比，亩用量越低飞行速度越快，其雾滴穿透性也越差，较高作物的中下部雾滴沉积也越少。对于高杆作物、密集作物、用水量要求较高的药剂应提高亩用量。
亩用量与几个作业参数之间的关系
亩用量与作物类型、密集度、生长周期、病虫害情况、用药、地域情况密切相关：
1)作物类型
高杆作物(例如玉米)相对于矮杆作物(例如小麦)，应提高亩用量;
2)密集度
同样的作物，密植度更高(例如棉花每亩株数 17000 株相对于 10000 株)，则需提升亩用量;
3)生长阶段
同样的作物，中后期(例如水稻灌浆期)应比生长初期(例如水稻分蘖期)亩用量更高;
4)病虫害
已经发生病虫害的作物，应比预防作业亩用量更高;
5)用药
作业触杀与胃毒性药剂，应比作业内吸性药剂亩用量高;
6)地域差别
在病虫害总体较重的地域作业(例如湖南)，应比在病虫发生较轻的地域(例如黑龙江)作业亩用量更高 。
亩用量的影响因素
因为害虫可以过冬且害虫发育代数更多，湖南、江西地区水稻作业相对于东北地区，无论是药剂用量还是亩用量都更高。同样的地区，水稻灌浆期作业应比分蘖期亩用量更高。
水稻与小麦作业建议参数
四、结束语
本文以大疆农业 MG 系列植保无人机为例，介绍了其作业效果的综合影响因素。
1)喷嘴对无人机飞防作业效果影响较大，飞防从业人员需加深对于喷洒基础理论的掌握，避免“一个喷头打天下”;
2)因为植保无人机存在易飘移的基本特性，飞防除草作业风险较高，应在掌握丰富地作业经验后并熟悉其风险成因在考虑接单。植保无人机飞防除草，因尽量使用能够产生粒径 200μm 以上雾滴的喷嘴，不仅不会降低作业质量，而且能够降低飘移药害风险;
3)气象条件对于植保无人机飞防作业影响大于自走式植保机械以及人工作业，应充分考虑风力以及风向对于飞防作业带来的影响以及风险;
4)MG 系列植保无人机最适合也最常用的参数为高度 1.8-2.2 米，速度 3-5 米，喷幅 3.5-5 米，应尽量避免在此范围外作业;
5)应充分考虑地域、作物、生长周期、密集度、用药等各种因素，综合制定作业参数。
① Teejet 喷嘴用户指南
② μm 微米，1 毫米=1000 微米，头发丝约等于100 微米
③ 袁会珠 雾滴大小和覆盖密度与农药防治效果的关系
④ 何雄奎 高效施药技术与机具
⑤ 深圳诺普信农化股份有限公司 小型多旋翼无人机在玉米植株上雾滴沉积分布及对玉米锈病防治效果的影响初探
⑥ 大疆农业测试报告