PMS | 中国农业大学智慧农业无人系统创新团队综述植保无人飞机果园施药技术研究与应用进展

中国农业大学理学院应用化学系、农业无人机系统研究院、药械与施药技术研究中心、智慧农业无人系统高水平创新团队在农林科学领域国际权威期刊《Pest Management Science》（中科院一区TOP）发表题为《UAV-based spraying in orchard systems: mechanisms, performance indicators, and integrated applications》（基于无人机的果园施药系统：机制、性能指标与集成应用）的综述论文。该研究系统梳理了无人机果园植保领域的关键科学问题与技术前沿，创新构建了“机制—性能—技术—应用”四位一体的分析框架，深刻揭示了旋翼下洗气流与果树冠层的复杂耦合机制，全面评估了雾滴沉积性能与飘移风险控制策略，系统综述了智能变量喷雾、空地协同作业等前沿技术的发展路径，为果园精准植保提供了坚实的理论支撑与技术指引。

果园病虫害的有效防控是保障水果产量与品质的关键环节。然而，果树复杂的冠层结构、起伏的地形条件以及病虫害在空间上的隐蔽性和不均匀分布，对传统地面喷雾装备提出了严峻挑战。近年来，无人机凭借其高机动性、非接触作业能力和优异的地形适应性，正逐步成为果园植保的新一代核心装备。然而，现有无人机喷雾系统在作业中仍普遍面临冠层内部穿透不足、叶背沉积率低、雾滴飘移风险高等技术瓶颈，严重制约其病虫害防治效果的稳定性。

该综述论文从空气动力学层面深入揭示了旋翼下洗气流与果树冠层相互作用的核心机制，明确了当前制约防治效果的关键瓶颈——内膛与叶背沉积不足。文章系统评估了喷嘴优化、雾滴粒径调控、助剂筛选及智能变量喷施等关键技术路径的改进效果，并前瞻性地提出了空地协同作业、智能感知与闭环决策系统等重要发展方向。该研究为推动果园植保从“粗放施药”向“精准智能”转型提供了系统的理论支撑和实践指导，具有突出的学术价值和广阔的工程应用前景。

该项研究工作得到了农林生物安全全国重点实验室开放课题、国家梨产业技术体系(CARS-28)、中国农业大学三亚研究院引导资金（SYND-2021-06）、国家自然科学基金（32202343）和中国农业大学2115人才工程的资助。中国农业大学为第一完成单位，理学院农药学2022级博士研究生姜赛珂为论文第一作者，何雄奎教授为通讯作者，硕士研究生朱诗嫣和刘亚佳教授、王昌陵副教授、宋坚利副教授参与相关研究工作。