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摘要：无人机技术在林业有害生物防治领域被全面采用之际，雾滴漂移成了限制精准喷洒效果的关键障碍，文章深入分析了植保无人机喷洒时雾滴漂移产生的原理，详细探究了风速，雾滴粒径，飞行参数，温湿度等要素给漂移特征带来影响的规则，而且借助比较分析给出了一些有针对性的防范措施，希望给林业无人机精准喷洒赋予理论支持和应用指引。

关键词：林业有害生物；植保无人机；精准施药；雾滴漂移；防控策略

引言

林业有害生物防治对于守护森林生态安全十分关键，传统有人驾驶航空器适合连片大面积林区作业，不过它存在很多限制，比如起降场地，使用时段等等，而且作业高度高，农药施用量大，雾滴难以控制，很容易飘移，从而给空气，水体以及土壤带来渗透性污染。从20世纪90年代开始，日本首先把无人机用于林业病虫害监测与防治之后，植保无人机依靠自身高效，精确，适应性强等特点，渐渐成为林业有害生物防治体系里不可缺少的科技力量，接下来要说的就是雾滴漂移产生原理及其主要影响因素。

一、雾滴漂移形成机理与关键影响因素

1.1.漂移的物理本质与分类

植保无人机喷药时，雾滴漂移实际上是农药雾滴受重力，空气阻力以及风场影响而形成的复杂运动现象，可以归结为飞行漂移和蒸发漂移两种类型，飞行漂移指的是农药雾滴脱离目标区域之后发生的物理位移，雾滴从喷嘴喷出以后，在下落期间被风速带动，朝着下风向实施水平位移，雾滴直径越小，风速越大，漂移距离就越长，直径非常小的雾滴凭借自身的重量很难抵达靶标，要么被风吹出作业范围，要么由于高温低湿而彻底蒸发无法着地。 蒸发漂移指雾滴里的有效成分从植物或者土壤表面蒸发成气溶胶颗粒，并悬浮于大气当中执行无规则扩散或者顺着风向移动，这种现象主要受到农药挥发性以及环境温湿度的综合因素左右，温度愈高，湿度愈低，其蒸发速率就更快，这些颗粒在下落过程中不断变小，最后化为随风飘动的超细颗粒，漂移的风险便陡然增大，雾滴在空中所处的运动状态，受到重力，浮力，空气阻力以及风场的综合施加的影响，它的漂移距离与其在空中停留的时间存在正相关关系，而这个停留时间又取决于雾滴的粒径大小，下落的速度以及周边的风场状况[1]。

1.2.风速风向、雾滴粒径与喷嘴类型的协同作用

风速是飞行漂移的首要影响因素。地面风并非匀速风，其方向随时变化，气象学上称之为阵风。风速越大，雾滴漂移距离越远。在微风条件下，漂移距离尚在可控范围；一旦风速超过一定等级，即便使用防漂移喷头，仍有大量雾滴被裹挟至邻近区域。林业施药中，下风向若存在敏感树种、水体或养殖区，漂移将直接导致药害事故。值得注意的是，漂移药害往往是成片发生而非点状或条状，且严格符合风向规律——上风向即便距离很近也不会出现药害。雾滴直径与下降速度紧密相关，是决定漂移程度的核心变量：极细雾滴的下降速度很慢，其漂移的风险非常高，粗大雾滴的下降速度快，漂移的风险低，喷嘴的几何形状，喷孔间距以及工作压力会直接影响雾滴的初始粒径分布情况，空气诱导式喷头依靠文丘里效应，可以明显减小雾滴体积的平均直径，从而大幅减小漂移量。触杀型除草剂在高温高浓度环境下极易引发药害，所以要特别小心，向药液里面加入高分子聚合物或者植物油类的飞防助剂，能够有效地加强雾滴的黏度及其表面张力，改善其抗蒸发能力，促使雾滴尽快降落[2]。

二、漂移防控策略与优化路径

2.1.作业参数优化与时机选择

林业无人机喷药要严格把控飞行高度，速度以及喷幅，喷洒除草剂的时候，飞行高度最好控制在树冠层上方比较低的地方，飞行速度不能太快，这样才能最大程度利用旋翼产生的向下气流来达成药液精准沉积的目的，喷洒流量和喷嘴大小要适配得当，防止出现雾滴太细的情况。选择作业时机的时候，首先要考虑微风或者无风的时间段，绝对不能在大风，风向不稳定或者高温低湿的情况下喷药，清晨和傍晚是很好的作业时间段，这个时间段气流比较平缓，湿度较大，雾滴蒸发的速度慢，漂移的风险很小。 要充分运用无人机的定位功能和电子围栏功能，精准设置作业界限，在目标林区和下风向的敏感地区之间预留足够宽的物理隔离带，从根本上阻断漂移药害的蔓延途径。

2.2.喷嘴选型与助剂配施的协同防控

喷嘴选型属于减小漂移的关键技术部分，空气诱导式喷头同普通扇形喷头比起来，其雾滴粒径更大，分布也更为均匀，抗风能力大幅加强，这种特点在林业高空作业时表现得格外明显。针对高大乔木的防治，建议采用大流量，大孔径的喷嘴来生成粗大的雾滴；而对付低矮灌木的时候，可以适当地缩小喷嘴孔径从而改善覆盖程度，在助剂配合方面，高黏度的飞防助剂能够有效地防止雾滴蒸发并增大雾滴体积，植物油类助剂则能加强雾滴在叶片表面的展开及附着能力，以此来缩减反弹和二次漂移现象的发生。 把喷嘴选型和助剂配制关联起来，就可以在不影响防治效果的情况下，把漂移损失控制到比较低的程度。

2.3.多维度协同防控体系构建

单一手段难以彻底消除漂移风险，需构建"参数优化—时机选择—装备升级—管理规范"四位一体的协同防控体系。在参数层面，根据林分结构、树种高度及防治对象差异，动态调整飞行高度与速度；在时机层面，结合气象预报精准锁定作业窗口；在装备层面，推广空气诱导式喷头与高粘度助剂的组合应用；在管理层面，建立作业前风向风速评估、作业中实时监控、作业后漂移巡查的全流程管控机制。唯有多维度协同发力，方能在保障防治效果的同时，将漂移对周边生态环境的负面影响降至最低，真正实现林业有害生物无人机精准施药的绿色高效目标[3]。
  结语：林业有害生物无人机精准施药时存在漂移现象，这源于诸多要素相互作用，其中包含雾滴物性特征，气动力场状况，气象情形，作业设置以及药剂性质等大量方面，单个要素稍有变动便可能导致漂移程度大幅调整，若想切实掌控漂移风险并加强药液在目标上的附着比例，就需站在系统工程层面，把气象即时观测，作业参数改良，药剂科学挑选以及航线智能设计紧密关联起来，如此才能达成对林业有害生物的绿色精准防护目标，日后当智能化飞控系统同即时气象感知技术不断结合时，无人机施药漂移的精确化管理将会迈进更高层次，从而守护好林业生态安全。

参考文献

[1] 闫卫国.林业有害生物监测预警体系建设与运行实践[N].农业科技报,2026-04-29(008).

[2] 赵强,章武英.植保无人机在林业有害生物防治上的应用[J].新农业,2022(20):31-32.

王艺清

兰州市林业和草原局兰州市五泉山公园