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        國內(nèi)外花生肥料施用研究的文獻計量學分析

        2020-10-20 06:48:52吳曼沈浦孫學武毛林李新國趙紅軍
        山東農(nóng)業(yè)科學 2020年9期
        關鍵詞:發(fā)文花生肥料

        吳曼,沈浦,孫學武,毛林,李新國,趙紅軍

        (1.青島科技大學圖書館,山東 青島 266042;2.山東省花生研究所/國家花生工程技術(shù)研究中心,山東 青島 266100;3.青島科技大學化工學院/清潔化工過程山東省高校重點實驗室,山東 青島 266042;4.山東省農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究中心,山東 濟南 250100)

        在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中,通過施肥等外源投入方式在提高作物產(chǎn)量方面發(fā)揮了重要作用,然而,由于過量和不合理肥料施用引起的負面影響日趨顯現(xiàn),成為農(nóng)作物高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的障礙因素[1,2]。2015年,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部(原農(nóng)業(yè)部)制定了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》,之后幾年持續(xù)推進化肥使用量零增長、負增長;2020年“中央1號文件”繼續(xù)提出“深入開展農(nóng)藥化肥減量行動”??梢?,科學合理施肥已成為事關農(nóng)業(yè)高質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展的大事?;ㄉ俏覈匾挠土献魑锖徒?jīng)濟作物,當前年均播種面積467萬公頃左右,年產(chǎn)1 730萬噸,在保障食用油脂安全和促進農(nóng)民增收方面發(fā)揮重要的作用[3,4]。探究花生肥料施用現(xiàn)狀,分析存在問題及提出未來研究方向,可為花生高效綠色優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效發(fā)展提供重要依據(jù)。本文利用文獻計量學方法[5-9],基于Web of Science核心合集和CNKI期刊數(shù)據(jù)庫,對國內(nèi)外花生肥料施用的文獻數(shù)量、國家、出版刊物及研究內(nèi)容等進行統(tǒng)計分析,并采用CiteSpace V可視化軟件進行研究熱點預測和分析,客觀呈現(xiàn)花生肥料施用的研究現(xiàn)狀,以期為相關人員及時掌握花生肥料施用的研究態(tài)勢提供數(shù)據(jù)參考。

        1 數(shù)據(jù)來源與統(tǒng)計方法

        1.1 數(shù)據(jù)來源

        花生肥料施用的文獻數(shù)據(jù)來源包括兩部分,英文文獻以ISIWeb of Science核心合集數(shù)據(jù)庫,包括SCI-E(ScienceCitation Index Expanded)和CPCI-S(ConferenceProceedings Citation Index-Science)為基礎數(shù)據(jù)來源,中文文獻來源于中國知網(wǎng)的中國學術(shù)期刊網(wǎng)絡出版總庫。英文檢索式為“主題=(peanut or groundnut)AND主題=(fertilizer)”,文獻類型為Article and Review;中文檢索式為“主題=(花生)并含主題=(肥料)”。檢索日期為2020年7月28日。

        1.2 統(tǒng)計方法

        利用引文網(wǎng)絡分析工具CiteSpaceⅤ進行文獻基礎數(shù)據(jù)挖掘和可視化分析[10],以繪制花生肥料施用的知識圖譜。在進行關鍵詞共現(xiàn)分析之前,對關鍵詞進行聚類,使用LLR算法提取研究前沿術(shù)語,再對聚類詞進行Timeline分析。時間段為1945—2020年,時間切割設為1年,術(shù)語來源選取標題、摘要、關鍵字,節(jié)點類型為關鍵詞,閾值設置為top=50[11]。

        2 文獻分析

        2.1 花生肥料施用研究進程分析

        如圖1所示,花生肥料施用的中文期刊文獻共1 276篇,最早發(fā)表于1974年,1987年發(fā)文量開始呈上升趨勢,2005年之后發(fā)文量急劇增多,2005—2020年間發(fā)文量為928篇,占總發(fā)表文獻的72.7%。

        WOS核心合集數(shù)據(jù)庫檢索顯示,花生肥料施用的英文文獻共676篇,最早文獻發(fā)表于1945年,之后該方面的研究進展較為緩慢。發(fā)文量從1990年開始總體呈波浪式上升趨勢,并在2005年開始較快增長,從2005年的14篇增至2019年的59篇。

        國內(nèi)外學者對花生肥料施用的關注度基本一致,大致可分為兩個階段,第一階段為1945—1990年,相關研究開始進行,研究成果的文獻量較少;第二階段為1990至今,是該研究的發(fā)展階段,我國花生產(chǎn)量在該階段總體持續(xù)增加,由1990年的6.37×106t增加到2018年的1.73×107t[4],與此相匹配的是花生肥料施用方面研究成果的大量產(chǎn)出及文獻量的增多,且目前仍持續(xù)上升。從不同時期研究的重點和難點看,早期研究目標相對單一,集中在促進花生增產(chǎn),第二階段,高效施肥及施肥對花生品質(zhì)的影響成為重點,特別是近十多年,減肥增效成為主題,同時,施肥引起的生態(tài)環(huán)境問題也越來越受關注。

        2.2 花生肥料施用研究的發(fā)文機構(gòu)分析

        CNKI數(shù)據(jù)庫結(jié)果顯示,國內(nèi)發(fā)表6篇及以上花生肥料施用文獻的研究機構(gòu)有34個,包括高校、科研院所、農(nóng)業(yè)推廣機構(gòu)及農(nóng)業(yè)公司等,其中,高校及科研院所是該研究的主要陣地,發(fā)文量最多的為山東省農(nóng)業(yè)科學院,發(fā)文89篇。這些研究機構(gòu)主要集中在農(nóng)業(yè)及學術(shù)力量雄厚的省份,如山東?。?2所機構(gòu))、河南?。?所機構(gòu))、北京(3所機構(gòu))、江蘇(3所機構(gòu))、遼寧(3所機構(gòu))等?;趯I(yè)優(yōu)勢,農(nóng)業(yè)及農(nóng)林類研究機構(gòu)是該研究領域的活躍機構(gòu),屬于國內(nèi)該領域發(fā)文的領軍團體。從花生肥料施用量的各省分布來看,山東和河南需求最多,兩省之和占比接近全國的一半,其次是河北、廣東、安徽、遼寧和湖北等,其余省份占比較低[4],而山東和河南也是花生肥料施用研究成果產(chǎn)出最多的地區(qū)。

        圖1 1945—2020年國內(nèi)外花生肥料施用研究論文數(shù)量動態(tài)

        WOS數(shù)據(jù)庫結(jié)果顯示,國內(nèi)外共有429個機構(gòu)發(fā)表了花生肥料施用方面的研究文獻,分布較為廣泛。發(fā)文量10篇及以上的機構(gòu)有28個,共發(fā)表論文481篇,占全部發(fā)文量的71.15%(表1)。發(fā)文量10篇及以上的28個機構(gòu)中有4個為中國的科研機構(gòu),中國科學院以39篇的發(fā)文量和600次的被引頻次,位列國內(nèi)機構(gòu)榜首。另外,在這28所機構(gòu)中,來自美國的有10所,來自印度的有8所,發(fā)文量最多的為印度農(nóng)業(yè)研究理事會(58篇),論文被引頻次最高的為美國農(nóng)業(yè)部(846次)。中國研究機構(gòu)在花生肥料施用領域占據(jù)重要地位,但論文發(fā)文量和被引頻次仍然有待提高。

        對有中國機構(gòu)參與的國際合作論文進行分析,發(fā)文量2篇及以上的機構(gòu)如表2所示。對比表1可知,國際合作論文均具有較高的學科規(guī)范化的引文影響力,顯示了國際合作所產(chǎn)出科研成果的前沿性。新西蘭農(nóng)業(yè)科學院是與中國機構(gòu)合作發(fā)文最多的國外機構(gòu),發(fā)文5篇,但被引頻次僅為29次,其次澳大利亞格里菲斯大學與中國機構(gòu)合作發(fā)文4篇,但被引頻次達到159篇。通過國際間的有效合作,優(yōu)勢互補,可顯著推動高水平科研成果的產(chǎn)出及科研成果國際影響力的提升。

        2.3 花生肥料施用研究的文獻來源

        在WOS數(shù)據(jù)庫中,花生肥料施用方面的研究文獻共發(fā)表在201個國際期刊上(表3)。載文量多于1篇的期刊有94種,累計載文量524篇,占總文獻的77.5%,載文量多于10篇的期刊有14種,累計載文255篇,占總文獻的37.7%。發(fā)文量超過10篇的14種期刊中,來自荷蘭的有7種,美國有4種,印度有3種。發(fā)文量前三位的期刊分別為:INDIAN JOURNAL OF AGRONOMY(36篇)、COMMUNICATIONS IN SOIL SCIENCE AND PLANT ANALYSIS(32篇)和FIELD CROPS RESEARCH(25篇),其中FIELD CROPSRESEARCH

        發(fā)文的被引頻次最高為629次。另外,JOURNAL OF HAZARDOUSMATERIALS雖然發(fā)文量只有1篇,但其被引頻次為117次,這一方面與其發(fā)文時間較早有關,另一方面也與期刊的高影響力有關。

        表1 WOS數(shù)據(jù)庫中花生肥料施用研究領域的主要科研機構(gòu)

        表2 WOS數(shù)據(jù)庫中花生肥料施用研究領域與中國合作的主要科研機構(gòu)

        表3 WOS數(shù)據(jù)庫中花生肥料施用研究載文量超過10篇的期刊

        CNKI數(shù)據(jù)庫中花生肥料施用的期刊論文共來自254種學術(shù)期刊,載文量多于1篇的期刊有141種,共發(fā)文1 163篇,占期刊論文總量的91.1%,其中發(fā)文量最多的前3位期刊分別為:花生學報(121篇)、農(nóng)業(yè)科技通訊(51篇)和河南農(nóng)業(yè)(48篇)。發(fā)文量超過10篇的期刊有33種。對比研究這些期刊可知,花生肥料施用方面的研究文獻主要發(fā)表在農(nóng)業(yè)類學術(shù)期刊中。就論文被引頻次來看,被引頻次最高為211次,為邱現(xiàn)奎等[12](2010)的研究成果;其次為154次,為鄭亞萍等[13](2008)的研究成果。

        2.4 國內(nèi)外花生肥料施用研究熱點

        2.4.1 關鍵詞共現(xiàn)和聚類分析 對國內(nèi)外花生肥料施用研究文獻進行關鍵詞分析,獲得高頻關鍵詞如表4所示。一般認為,關鍵詞出現(xiàn)頻次高、中心性強的為研究熱點[14]。國內(nèi)花生肥料施用關注熱點為:花生(569)、產(chǎn)量(289)、有機肥(137)、氮肥(120)、農(nóng)家肥(43)等。新興的研究熱點有:高油酸花生(2020年)、有機水溶肥料(2017年)和地下害蟲(2016年)。國際花生肥料施用關注熱點是:yield(109)、nitrogen(89)、groundnut(87)、soil(79)、peanut(68)等。新興的研究熱點有:fatty acid(2020年)、winter wheat(2019年)、compost(2018年)、rhizosphere(2017年)。

        基于關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡進行聚類分析,得到花生肥料施用關鍵詞共現(xiàn)聚類圖,如圖2和圖3所示。國內(nèi)花生肥料施用文獻的關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡共形成以#0產(chǎn)量、#1農(nóng)家肥、#2常規(guī)施肥、#3夏花生、#4根瘤菌、#5土壤養(yǎng)分、#7施肥量等為標簽的7個聚類,最大的聚類以#0標記,這些聚類標識了該研究領域的知識基礎結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡的模塊化是對其整體結(jié)構(gòu)的一個全局性量度,模塊化Q值和平均輪廓值是評估網(wǎng)絡整體結(jié)構(gòu)性能的兩個重要指標[15,16]。Q值0.5515 >0.3表示聚類是有效的,0.3275的平均輪廓值表明結(jié)果是可信的。以WOS數(shù)據(jù)庫為基礎,國際上花生肥料施用文獻的關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡共形成#0 biochar、#1 cropping system、#2 nodulation、#3 phytoremediation、#4 bt cotton、#5 long-term fertilization、#6 humid tropics、#7 functional diversity等為標簽的8個聚類,Q值0.3707>0.3顯示了聚類的有效性,0.5275的平均輪廓值顯示了結(jié)果的可信性。

        表4 CNKI和WOS數(shù)據(jù)庫中花生肥料施用文獻關鍵詞前20位

        圖2 CNKI數(shù)據(jù)庫中花生肥料施用研究文獻關鍵詞聚類圖

        圖3 WOS數(shù)據(jù)庫中花生肥料施用研究文獻關鍵詞聚類圖

        2.4.2 時間線視圖分析 時間線視圖可展現(xiàn)各聚類發(fā)展演變的時間跨度和研究進度。圖4為以文獻發(fā)表年份為X軸、聚類編號為Y軸而得到的花生肥料施用時間線視圖,聚類中文獻越多,代表所得到的聚類領域越重要[11]。聚類#0~#3中文獻都較多,說明這些聚類領域很重要,且時間跨度較大。如圖5所示,在WOS數(shù)據(jù)庫中,聚類#0~#6中文獻都較多,顯示了這些聚類領域很重要,且時間跨度較大。

        3 討論與結(jié)論

        本研究以Web of Science核心合集和CNKI期刊數(shù)據(jù)庫為基礎數(shù)據(jù)來源,基于文獻計量學及CiteSpace V分析,對花生肥料施用相關研究的年代分布、出版刊物、研究內(nèi)容及熱點等做了全面的比較分析。結(jié)果顯示:從1990—2020年的近30年間,花生產(chǎn)量及肥料施用量逐年增加,與此相匹配的花生肥料施用研究論文數(shù)量也呈上升趨勢,2005年之后是花生肥料施用研究成果的快速產(chǎn)出階段。國內(nèi)發(fā)文機構(gòu)多為農(nóng)業(yè)及農(nóng)林類高校和科研單位,集中在農(nóng)業(yè)及學術(shù)力量雄厚的省份,如山東省、河南省等,而國際合作是提高科研成果產(chǎn)出水平的有效途徑。

        基于WOS和CNKI數(shù)據(jù)庫所收錄研究文獻分析,肥料施用在提高花生產(chǎn)量方面發(fā)揮了重要作用,然而其負面影響也日趨明顯。提高肥料利用效率、科學降低肥料投入、減少施肥及生產(chǎn)過程的環(huán)境污染是當前和今后花生栽培研究的重點和熱點之一。結(jié)合對研究文獻關鍵詞的分析結(jié)果,從研究內(nèi)容上看花生施肥主要有:(1)花生所需營養(yǎng)元素的生理機制。包括:花生所需營養(yǎng)元素種類及其轉(zhuǎn)運吸收規(guī)律,花生不同營養(yǎng)元素的缺素癥狀及糾正方法,幼苗期、開花下針期、結(jié)莢期、飽果成熟期等花生全生育期的養(yǎng)分需求特點[17-21]。(2)不同肥料種類的施用效果。施用合理的肥料種類,可促進作物各生育期養(yǎng)分均衡吸收,提高作物光合產(chǎn)物積累,有利于作物產(chǎn)量的提高;不同肥料配施,緩釋肥及控釋肥等不同肥料種類均對花生生產(chǎn)及生理品質(zhì)有不同影響[22-25]。(3)花生肥料施用技術(shù)研究。適宜的施肥技術(shù)有助于科學施入所必需的營養(yǎng)元素,最大限度地提高肥料利用效率,提高花生的產(chǎn)量和品質(zhì),減少資源浪費,維護生態(tài)環(huán)境。目前,我國花生施肥技術(shù)主要有:測土配方施肥技術(shù)、精準施肥技術(shù)、新型肥料施用技術(shù)、水肥一體化技術(shù)、葉面施肥技術(shù)、深耕改土與分層施肥技術(shù)等[26-29]。(4)不同生態(tài)環(huán)境下花生需肥特性?;ㄉN植地理分布廣泛,土壤類型及生態(tài)環(huán)境如旱薄地、鹽堿地、酸性土壤等對花生的需肥亦有其獨特性質(zhì)[30-32]。

        今后花生施肥研究的重點:(1)完善各地合理施肥推薦。根據(jù)各主產(chǎn)區(qū)花生田土壤肥力狀況,參照有關肥力評價指標和花生目標產(chǎn)量,制定適于當?shù)氐姆柿贤扑]施用量和種類,注重大量元素、中量元素和微量元素肥料的配合施用。(2)研發(fā)新型高效專用肥。注意研發(fā)更為高效和實用的根瘤菌劑,促進花生根瘤固氮作用,減少氮肥的施用。根據(jù)花生養(yǎng)分需求特點和肥料釋放模式,開發(fā)“供需同步”的新型專用肥料,提高肥料利用效率,減少肥料投入量,降低生產(chǎn)成本。(3)加強農(nóng)機和施肥措施結(jié)合。研發(fā)適合可靠性、通用性、適用性和兼容性俱佳的花生施肥農(nóng)機,促進精量施肥、精準供肥,兼顧不同土壤類型、不同種植制度、不同肥料形態(tài),形成適于花生養(yǎng)分利用的標準化農(nóng)藝農(nóng)機施肥技術(shù)。(4)建立科學高效的花生綠色施肥技術(shù)體系。按照各地春花生、夏花生、麥套花生等不同時節(jié)及養(yǎng)分吸收特點建立有針對性的綠色高效施肥技術(shù),同時分析制約花生養(yǎng)分利用的限制條件,利用合適的有機肥及調(diào)理劑改良土壤的酸化、鹽堿及緊實等障礙條件,通過水肥一體、以水調(diào)肥等措施解決旱薄地花生肥料效率低下的難題,通過帶狀輪作、作物秸稈覆蓋等措施促進寒冷地區(qū)花生生長和肥料養(yǎng)分利用率的提高,從而建立花生綠色高效施肥技術(shù)體系,以實現(xiàn)花生高產(chǎn)高效、優(yōu)質(zhì)安全、生態(tài)環(huán)保等理想生產(chǎn)模式。

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