本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2024年第6期，目次10
摘要：果园植保是保证果树健康生长和提高产量的重要环节，而传统的人工喷雾方式存在效率低下和覆盖不均匀等问题。无人机技术的发展为果园植保带来了新的机遇。无人机喷雾具有高效、精准、灵活等优势，但在实际应用中，喷雾覆盖效果仍然存在一定的挑战。因此，该文对无人机在果园植保中的喷雾覆盖效果与优化策略进行分析，以提高果园植保的效果和效率。
关键词：无人机；果园植保；喷雾覆盖效果
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综合概述
1.1 无人机在果园植保中的重要性
传统的人工喷雾方式存在效率低下、覆盖不均匀等问题，而无人机喷雾技术能够提高喷雾效率和覆盖均匀性。无人机具有灵活性和机动性，能够在果园中自由飞行，针对不同区域进行精确喷雾。此外，无人机还能够避免人工喷雾中的潜在危险，提高工作安全性。因此，无人机在果园植保中的应用能够提高植保效果，减少农药的浪费和环境污染。
1.2 无人机喷雾技术概述
无人机喷雾技术利用无人机搭载喷雾设备，通过精确控制喷雾压力、流量和喷雾角度等参数，将农药溶液均匀喷洒在果园植物上。无人机喷雾技术具有高效、精准和灵活等优势。通过无人机的自动化飞行和智能控制，可以实现果园中各个区域的精确喷雾，提高喷雾覆盖均匀性和效果。此外，无人机还可以实时监测果园植物的生长状况，提供精准的植保管理数据，为果园管理者提供决策支持。
无人机喷雾覆盖效果分析
2.1 喷雾设备的选择
在果园植保中，选择合适的喷雾设备对喷雾覆盖效果至关重要。首先，需要考虑喷雾类型，如喷雾器、喷雾枪或喷雾头等，根据果树的高度和形态选择适合的喷雾设备。其次，喷雾设备的精度和稳定性也是关键因素，确保喷雾液滴能够均匀分布在果树上。此外，喷雾设备的喷雾范围和覆盖率也需要考虑，以满足果园的实际需求。综合考虑这些因素，选择适合果园植保的喷雾设备可以提高喷雾覆盖效果。
2.2 喷雾压力和流量的控制
适当的喷雾压力可以控制喷雾液滴的大小和速度，从而影响喷雾液滴的飘散范围和穿透能力。过高的压力会导致喷雾液滴过小，容易被风吹散，而过低的压力则会造成喷雾液滴的粗大，难以均匀覆盖果树。另外，适当的喷雾流量也是关键，过高的流量会导致喷雾液滴过多，容易造成喷雾液滴的积聚，而过低的流量则会导致喷雾覆盖不足。因此，在果园植保中，需要控制喷雾压力和流量在适当范围内，以实现最佳的喷雾覆盖效果。
2.3 喷雾粒径和范围的影响
较小的喷雾粒径可以增加喷雾液滴的表面积，提高喷雾覆盖效果，但过小的粒径也会增加喷雾液滴的飘散和蒸发速度。较大的喷雾粒径可以增加喷雾液滴的穿透能力，但过大的粒径可能会导致喷雾液滴无法均匀覆盖果树。此外，喷雾范围也需要根据果园的实际情况进行调整，以确保喷雾液滴能够覆盖到果树的各个部位。因此，在果园植保中，需要选择合适的喷雾粒径和范围，以实现最佳的喷雾覆盖效果[1]。
无人机喷雾覆盖效果的优化策略
3.1 硬件优化
通过采用轻质、高强度的材料制造无人机，可以提高无人机的载重能力和续航时间。这将使无人机能够在更长的时间内执行任务，并且能够携带更重的载荷，从而提高工作效率。此外，通过搭载高性能传感器和摄像头，可以提高无人机的避障能力、稳定性和喷洒精度。高性能传感器可以帮助无人机在飞行过程中更好地感知周围环境，从而避免碰撞和障碍物；摄像头则可以帮助操作人员实时监测无人机的飞行状态和喷洒效果，从而做出相应的调整。优化喷雾系统的设计也是提高无人机喷洒效果的关键。通过优化喷雾系统的设计，可以提高雾化效果和喷洒均匀性。这将使农药能够更加均匀地分布在作物上，从而提高喷洒效果。
3.2 软件优化
第一，通过实现无人机的自动导航和避障功能，可以提高作业效率和安全性。智能飞行控制算法可以帮助无人机在飞行过程中自动识别和避开障碍物，从而减少人为干预的需求，提高作业的安全性和效率。无人机能够自主地避开树枝、电线等障碍物，确保喷雾液滴能够均匀分布在果树上，提高喷雾覆盖效果。第二，通过利用大数据和人工智能技术，可以实时监测和分析喷洒效果，自动调整飞行速度和喷雾量，进一步提高喷雾覆盖效果。大数据和人工智能技术可以帮助操作人员实时了解无人机的飞行状态和喷洒效果，从而做出相应的调整。通过对喷洒数据的收集和分析，可以根据果园的实际情况，自动调整无人机的飞行速度和喷雾量，以保证喷洒质量和效果。这种智能化的喷洒调整可以根据果树的密度和高度变化，自动调整喷洒参数，确保喷雾液滴能够覆盖到果树的各个部位，提高喷雾覆盖效果[2]。
3.3 飞行参数优化
根据不同的作业环境和要求，调整无人机的飞行高度、速度、角度和距离，可以提高喷雾覆盖的均匀性和效果。不同的作业环境需要不同的飞行参数，例如，在风力较大的环境中，需要调整无人机的飞行高度和速度，以确保农药能够均匀地分布在作物上。此外，选择合适的风向和风速也可以减少农药漂移和对周边环境的影响。
3.4 喷雾系统优化
一方面，优化喷嘴的设计和安装方式可以显著改善雾化效果和喷洒均匀性。不同的喷嘴设计和安装方式会影响农药的雾化效果和喷洒均匀性。因此，根据农药的特性和喷洒要求，调整喷雾压力、流量和喷雾锥角等参数，以提高农药的利用率和喷洒效果。通过合理选择喷嘴和调整喷雾参数，可以使喷雾液滴更加均匀地分布在果树上，提高覆盖效果。另一方面，定期维护和清洗喷雾系统也是确保系统正常运行和喷洒质量的关键。随着使用时间的增长，喷雾系统中可能会积累杂质和残留农药，这些物质会影响喷雾液滴的大小和分布，从而影响喷雾覆盖效果。因此，定期对喷雾系统进行维护和清洗非常重要。维护和清洗的过程包括清除喷嘴堵塞物、更换损坏的喷嘴、清洗管道和过滤器等。通过维护和清洗，可以去除喷雾系统中的杂质和残留农药，确保喷雾系统的正常运行和喷洒质量[3]。
无人机在果园植保中的喷雾覆盖效果与优化策略案例分析
在某果园中，通过选择适合的喷雾设备，如具有可调节喷雾角度和范围的喷雾器，实现了更均匀的喷雾覆盖效果。同时，通过优化控制喷雾压力和流量，调整喷雾粒径和喷雾量，提高了农药的均匀分布和渗透性。此外，通过优化控制无人机的飞行高度和速度，确保喷雾液滴能够充分覆盖果树叶面，避免了喷雾漏施或过度喷雾。同时，通过合理管理果园地形和植被，如修剪树枝、调整行距以及控制杂草生长等，进一步提高了喷雾覆盖效果。通过综合应用这些优化策略，果园植保中的无人机喷雾覆盖效果得到了显著提升，实现了更好的植保效果和效率。
结语
通过对无人机喷雾覆盖效果与优化策略的研究，可以有效提高果园植保的效果和效率，减少农药的浪费和环境污染。未来的研究可以进一步探索新的技术和方法，提出更加创新和有效的优化策略，为果园植保领域的发展做出更大的贡献。
参考文献：
[1]吕海杰. 变量喷雾技术原理及其在机械化植保中的应用优势[J]. 农机使用与维修,2021,(6):7-8.
[2]张学聪. 四旋翼植保无人机避障技术与喷雾试验研究[D].镇江:江苏大学,2020.
[3]王宜全. 基于图像识别的植保喷雾关键技术研究[D].贵阳:贵州大学,2020.
作者单位：诸城市石桥子镇党群服务中心
http://www.nygcjs.cn/cn/article/doi/10.16815/j.cnki.11-5446/s.2024.17.010
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