近年来,在我国农村劳动力短缺、植保环节机械化薄弱和植保防灾减灾刚性需求的背景下,植保无人飞机的应用在我国得以迅猛发展。小麦生长中后期病虫害的防控对其产量的形成和品质的保障至关重要。虽然目前植保无人飞机的应用初步满足了小麦中后期病虫害防控作业基本要求,但有时候其作业质量难以得到保证,究其原因是目前使用植保无人飞机喷施农药基本为经验所得,尚缺少系统理论和数据的支撑。为此,本文以小麦为供试作物、以植保无人飞机为施药器械、以小麦中后期病虫害为防控对象、以小麦中后期常用农药为供试药剂,从小麦植株表面微结构、高浓度制剂体系溶液的表面张力和铺展系数、雾滴在小麦冠层中沉积的分布、田间药效、高浓度施药药剂在小麦植株内的消解动态等几方面开展大量的室内试验和田间试验,获取了丰富的数据。主要研究内容及结论有以下几方面。小麦作为疏水性作物,了解其表面微结构对指导喷雾非常关键。试验通过使用扫描电镜,对小麦叶片和麦穗的表面微结构进行观测。试验结果表明:（1）叶片各部分微结构相似,主要微结构有气孔和毛刺,但叶背面的毛刺非常少。（2）叶鞘的表面微结构主要有泡状细胞和气孔。（3）小麦颖壳外侧主要有乳突和泡状细胞,内侧主要有针刺结构,这些针刺比叶片上的毛刺细。（4）小麦表面的气孔长度、气孔间距和气孔带间隔为12.5～253.0μm。因此,使用植保无人飞机防控小麦病虫害时,雾滴粒径应≥12.5μm。目前常用的植保无人飞机喷雾雾滴粒径（VMD）为150～300μm。因此,使用植保无人飞机喷雾能完全满足覆盖住气孔的要求,使药剂更好渗透进入靶标作物体内。溶液表面张力和润湿铺展研究对确保药液顺利在靶标上沉积非常重要。试验通过在不同高浓度制剂体系溶液中分别添加七种飞防助剂,测试了溶液添加助剂前后的表面张力和润湿铺展系数。试验结果表明:（1）有机硅类助剂可以显著降低各种剂型（乳油、悬浮剂、水剂）单剂溶液和混剂溶液的表面张力和提高这些溶液在靶标作物上的润湿铺展能力。（2）当助剂的浓度达到临界胶束浓度CMC后,继续增加助剂浓度并不能改变溶液的表面张力,但是可以使溶液的润湿铺展系数继续增大。（3）混合药液中含有两种及以上乳油剂型时,助剂的最低添加浓度应以最难在靶标上润湿铺展的乳油单剂的最低助剂添加浓度为准。（4）不同制剂体系溶液的表面张力、润湿铺展系数和雾滴粒径具有很大差异。因此,为了充分发挥飞防助剂在农药施用过程中的增效作用,在进行高浓度制剂溶液喷洒前,需要针对所需添加的助剂种类和浓度进行表面张力和润湿铺展方面的试验。研究雾滴沉积分布和田间药效的影响因素是确保喷雾质量不可缺少的施药技术研究步骤。这部分研究在两年多地开展田间试验,测试了无人飞机机型、施药液量、喷雾参数（作业高度、速度和喷头流量）、喷雾助剂和一天中施药时间对雾滴在小麦冠层中沉积分布和田间药效的影响。试验结果表明:（1）单旋翼和多旋翼两种机型对雾滴在冠层中的沉积特点和对不同病虫害的防控效果具有不同的差异。两种机型雾滴总的沉积量相差不大,但单旋翼在冠层中下部的雾滴沉积量比多旋翼的多,多旋翼在冠层上部的沉积量比单旋翼的多。药后7天,两种机型对小麦穗蚜的防控效果无显著差异;药后10天,两种机型对病害的预防效果也无显著差异;在防控位于冠层中下部病虫害时（小麦白粉病）,药后10天,单旋翼的病情指数防效（89.84%）显著高于多旋翼处理（80.43%）。（2）施药液量对雾滴在小麦冠层中的沉积分布和病虫害防控效果具有显著性影响。在冠层上部和下部,雾滴沉积量随着施药液量的增大而增大。药后1天和3天的小麦蚜虫防效随着施药液量的增加而升高。因此,当小麦蚜虫中等发生时,施药液量≥0.8 L/亩时,可取得良好的防治效果;当病虫害严重发生时,施药液量应≥1.0 L/亩。对于小麦中后期病害的预防,药后10天,当施药液量≥0.6 L/亩时,其预防效果大于92%。（3）飞防助剂对雾滴在小麦冠层中的沉积分布和田间药效均具有显著影响。添加助剂的处理其雾滴沉积量和小麦蚜虫的防治效果均显著高于未添加助剂处理。此外,添加助剂可以减少20%的农药的使用量。（4）作业高度、作业速度和喷头流量对雾滴在小麦冠层中的沉积分布和田间药效均具有显著的影响。飞行速度对上部雾滴沉降影响较大,作业高度对中下部雾滴影响较大。药后1天和3天,三因素对小麦蚜虫防治效果影响的主次顺序均为作业速度（29）喷头流量（29）作业高度。（5）一天中施药时间段对上部雾滴的沉积和小麦蚜虫的防控效果具有显著影响。早晨施药和傍晚施药的雾滴沉积量和蚜虫防控效果均显著高于中午施药。小麦中后期病虫害的重点防控部位在上部冠层,因此在实际作业过程中,应选择早晚温度较低时施药,可以防止小雾滴蒸发,增加药液雾滴在靶标作物上的沉积,使农药的效力最大。掌握植保无人飞机高浓度低容量喷施后药剂在植株中的消解规律是确保无人飞机施药安全的基础。试验以吡虫啉和戊唑醇作为测试对象,研究使用无人飞机进行高浓度低容量喷施后,这两种农药在小麦穗部和植株内的消解规律,同时设置背负式喷雾器低浓度高容量施药方式为对照。试验结果表明:（1）植保无人飞机施药和背负式喷雾器施药后,药剂在小麦植株内的消解规律类似,使用植保无人飞机进行高浓度低容量施药并未造成残留量增多。（2）戊唑醇和吡虫啉在麦穗中的半衰期分别为3.33天～4.13天和3.90天～5.20天,在麦叶中的半衰期分别为2.90天～4.18天和2.60天～4.40天。因此,使用植保无人飞机对小麦中后期进行病虫害防控时,根据病虫害的发生程度,首选选择合适的药剂和喷雾助剂,通过试验明确助剂的种类和添加浓度,其次选择适宜的施药液量、喷雾高度、飞行速度和喷头流量,在早晨和傍晚温度较低时喷雾,可获得良好的病虫害防控效果。