王寶寶，夏玉生，王紹新，李中建，丁 鑫，鄭書海，耿曉彬，許 洛，馮健英*

(1.石家莊市農(nóng)林科學研究院，河北石家莊 050041；2.中國農(nóng)業(yè)科學研究院 作物科學研究所，北京 100081)

玉米(L.)是中國種植面積最大的農(nóng)作物，2019年玉米總播種面積約4.128 4×10hm，產(chǎn)量為2.607 7×10kg，無論種植面積或是產(chǎn)量在農(nóng)作物中均居首位。其中河北省玉米播種面積約3.408 2×10hm，產(chǎn)量為1.986×10kg，分別占全國的8.26%和7.62%(http：//www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2020/indexch.htm)。玉米莖腐病又稱莖基腐病或青枯病，是世界玉米產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生的一種土傳病害，也是我國玉米生產(chǎn)中的主要病害之一，在各種植區(qū)均有發(fā)生。我國莖腐病病原主要為腫囊腐霉()、禾生腐霉()和禾谷鐮孢()。該病害的發(fā)生和流行不僅極大地降低了玉米產(chǎn)量，而且病原真菌產(chǎn)生的毒素影響著食品安全，對國家玉米產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)以及國家糧食儲備戰(zhàn)略構成嚴重威脅。

利用文獻計量學方法分析預測學科發(fā)展動態(tài)已成為各學科領域發(fā)展態(tài)勢分析的方法，目前鮮見有從文獻計量學的角度對全球玉米莖腐病研究領域及熱點問題進行分析的報道。世界各國對于玉米莖腐病的研究總體規(guī)模十分龐大，但對于解決玉米莖腐病這個世界性難題仍有較大的提升空間。因此，了解全球玉米莖腐病研究領域的概況，全面把握玉米莖腐病研究的發(fā)展歷程、主題脈絡及前沿趨勢是十分必要的。鑒于此，筆者借助Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫以及中國知網(wǎng)(CNKI)，萬方數(shù)據(jù)庫和維普數(shù)據(jù)庫在1980—2021年間發(fā)表的以玉米莖腐病為主題的相關文獻，利用Web of Science網(wǎng)頁分析工具以及文獻計量學軟件CiteSpace，從年度、研究機構、國家/地區(qū)、研究方向和關鍵詞共現(xiàn)詞分析等角度，闡述玉米莖腐病領域中相關研究的發(fā)展態(tài)勢、熱點問題，以期為今后玉米抗莖腐病相關研究提供情報支撐與理論基礎，為研究者掌握學科當前發(fā)展程度、科學地選擇研究方向提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

國內(nèi)該領域發(fā)表文章的數(shù)據(jù)獲?。耗壳?，中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、萬方數(shù)據(jù)庫、維普數(shù)據(jù)庫收錄的中文期刊是國內(nèi)所有中文數(shù)據(jù)庫中數(shù)量最大、種類最齊全的，因此該研究選擇三大數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)的來源，時間跨度為1980—2021年，主題詞為“玉米莖腐病”，同義詞為“玉米青枯病”和“玉米莖基腐病”，檢索條件為“精確”，期刊來源類別為“核心期刊”“CSSCI”以及“CSCD”，檢索時間為2021年3月，共檢索出678篇文獻，經(jīng)查重篩選處理對三大數(shù)據(jù)庫中重復的論文以及與主題相關性不大的論文進行人工預處理，最后確認得到具有代表性的研究樣本文獻共計385篇。

國際該領域發(fā)表文章的數(shù)據(jù)獲?。篧eb of Science是基于WEB開發(fā)的產(chǎn)品，共包括8 000多種世界范圍內(nèi)最有影響力、高質(zhì)量的期刊。以Web of Science核心期刊上所能檢索到的有關“玉米莖腐病”的所有文獻為基礎進行數(shù)據(jù)分析，具體檢索式為“主題=(“maize stalk rot”or“corn stalk rot”)”，時間范圍設置為“1980～2021”，選擇Science Citation Index Expanded(SCI-EXPANDED)以及Social Sciences Citation Index(SSCI)。檢索時間為2021年3月，共獲取文獻551篇，經(jīng)過人工排重去除新聞報道、會議等篩選后為488篇。題錄保存為其他格式文件，每條題錄包括作者、機構、關鍵字及參考文獻等信息。

科學知識圖譜是引文分析與數(shù)據(jù)、信息可視化相結(jié)合的產(chǎn)物。它以知識為對象，顯示知識發(fā)展進程與結(jié)構關系的一系列圖形，挖掘、分析知識及知識之間的相互聯(lián)系。CiteSpace軟件是陳超美教授使用Java語言開發(fā)的一款信息可視化軟件?？茖W知識圖譜著眼于科學分析中蘊含的潛在知識，并在科學計量學、數(shù)據(jù)和信息可視化中有著重要的用途。它可以提供諸多信息，如作者、機構、關鍵詞等共現(xiàn)分析功能。運用CiteSpace軟件將規(guī)范化的題錄載入運算，時間段選擇1980—2021年，時間切片設置為1，選擇尋徑網(wǎng)絡方法，以便降低網(wǎng)絡密度，提高網(wǎng)絡的可讀性。利用軟件提供的引文共被引分析和關鍵詞共現(xiàn)詞分析等功能，選擇不同主題，包括作者、機構、關鍵字、作者共被引等幾個方面，再通過聚類分析，最后調(diào)整各個節(jié)點大小，設置合適閾值后繪制科學知識圖譜。

2 結(jié)果與分析

玉米莖腐病領域研究發(fā)表論文的數(shù)量隨時間遷徙的關系，可以揭示該領域的發(fā)展脈絡、研究重點以及研究進程，并可以預測其發(fā)展趨勢。

圖1表明玉米莖腐病自我國報道以來，一直是熱點研究問題。1981—1988年在中文核心期刊論文數(shù)均為0。1992年以來年平均發(fā)表中文核心論文數(shù)維持在20篇左右，呈現(xiàn)波浪狀上升趨勢，玉米莖腐病領域相關研究將繼續(xù)保持較快的發(fā)展態(tài)勢，分為萌芽階段(1980—1991年)、波浪形發(fā)展階段(1992—2011年)、近年增長階段(2012—2020年)3個階段。

圖1 1980—2021年國內(nèi)外玉米莖腐病領域論文發(fā)表趨勢Fig.1 Trend of published papers on maize stalk rot at home and abroad from 1980 to 2021

對Web of Science數(shù)據(jù)庫發(fā)文章數(shù)進行統(tǒng)計，從中可以看出40年來，發(fā)文章數(shù)呈現(xiàn)逐步上升的趨勢，這與中文核心期刊論文發(fā)表的趨勢相似，且近10年來，年平均發(fā)表SCI論文數(shù)保持在20篇左右，年發(fā)表論文數(shù)增長迅速。

由表1可知，Web of Science 核心數(shù)據(jù)庫中發(fā)表文章數(shù)以美國最多為185篇，占到488篇總文章數(shù)的37.91%；中國次之，有68篇，占13.93%，但其中文數(shù)據(jù)庫中的核心文章數(shù)是385篇，說明中國研究者傾向于在中文期刊上發(fā)表論文；SCI中國文章數(shù)不及美國的50%，發(fā)展空間較大，中美兩國發(fā)文占比超過國際上該領域發(fā)文的50%，可見兩國是推動該領域?qū)W術發(fā)展的重要動力。兩國對玉米莖腐病的重視程度均較高，發(fā)表文章前24名的國家基本都是農(nóng)業(yè)大國，玉米莖腐病領域的研究在未來依舊是世界各國科研工作者重點關注問題。

CiteSpace提供了學者合作、機構合作與國家和地區(qū)合作3個層次的研究，節(jié)點大小代表了作者、機構、國家或地區(qū)發(fā)表論文的數(shù)量。該研究對玉米莖腐病文獻進行了學者與機構合作網(wǎng)絡分析。從圖2中聚類第6分支以及表2可以看出，國內(nèi)該領域研究機構以中國科學院、中國農(nóng)業(yè)大學、上海交通大學為主，聚類關鍵詞是禾谷鐮孢，表明國內(nèi)玉米莖腐病研究以禾谷鐮孢致病菌為主；而美國、歐洲等地區(qū)以擬輪枝鐮孢以及炭腐病菌的研究為主。國內(nèi)外各研究機構在該領域合作較少、聯(lián)系不緊密，中國在該領域核心競爭力較美國有一定差距，相關研究人員應著眼于全球玉米莖腐病的研究熱點，結(jié)合自身優(yōu)勢展開國際合作，促進研究深入發(fā)展。

根據(jù)布拉德福定律(Law of Bradford，也稱文獻分散規(guī)律)，學科領域論文不規(guī)則的分布在相關的學術期刊中出現(xiàn)的頻率與其發(fā)表期刊的專業(yè)程度呈正相關。根據(jù)文獻分析顯示，Web of Science數(shù)據(jù)庫中分布在核心區(qū)域的SCI期刊有20余種，其中以 《Plant disease》雜志數(shù)量最多，達到了40篇；《Maydica》次之，有26篇；《Phytopathology》有25篇；《European journal of plant pathology》有15篇；《Crop science》 有12篇；《Molecular plant microbe interactions》 和 《Theoretical and applied genetics》各有10篇；《Crop protection》有9篇，都是國際知名期刊。

表1 1980—2021年各國家在Web of Science 核心數(shù)據(jù)庫發(fā)表文章比較

在中文核心數(shù)據(jù)庫中，《玉米科學》發(fā)文量最大，為37篇；《植物保護》有25篇；《植物病理學報》有23篇；《種子》有22篇；《河南農(nóng)業(yè)科學》有19篇；《植物保護學報》有14篇；《中國農(nóng)業(yè)科學》有14篇；《作物雜志》有14篇；《植物遺傳資源學報》有9篇；《作物學報》和《華北農(nóng)學報》各有7篇，這11種刊物即為刊載玉米莖腐病研究領域論文中位于核心區(qū)的期刊。

利用CiteSpace的引文共被引分析功能對1980—2021年間 Web of Science上發(fā)表論文的所有參考文獻進行分析。研究方向以植物科學學科為主，文章數(shù)接近發(fā)文量的50.00%，有236篇；農(nóng)業(yè)學科總量也較大，占比38.73%；生物技術與應用微生物學、遺傳學、微生物學、生物化學分子生物學、真菌學、化學、食品科學技術與毒理學等學科為該研究領域世界排名TOP10學科，表明該領域各學科之間聯(lián)系緊密，跨領域合作將是研究常態(tài)。從數(shù)據(jù)庫的時間線圖可以看出，擬輪枝鐮孢莖腐病、禾谷鐮孢莖腐病、炭疽莖腐病和細菌性莖腐病是國內(nèi)外玉米莖腐病研究領域的主要對象，鐮孢菌種類多，能導致玉米多種病害的發(fā)生，近年一些新分離鑒定得到的病原菌，如溫帶鐮孢()發(fā)病范圍逐漸變廣。真菌毒素的研究，尤其是其對動物健康的影響等的研究逐步深入，糧食安全問題成為國際間科研工作者共同面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。

圖2 1980—2021年Web of Science數(shù)據(jù)庫學者與機構合作網(wǎng)絡分析Fig.2 Analysis of cooperation network between scholars and institutions in web of science database from 1980 to 2021

從國內(nèi)研究來看，對中文數(shù)據(jù)庫 1980—2021年發(fā)表的該領域中文章的關鍵詞進行共現(xiàn)詞分析，結(jié)果如圖3所示。通過中英文數(shù)據(jù)庫關鍵詞的對比發(fā)現(xiàn)，在玉米莖腐病領域國際、國內(nèi)發(fā)文研究相關。根據(jù)文獻分析顯示，Web of Science數(shù)據(jù)庫中分布在核心區(qū)域的SCI期刊有20余種，其中以 《Plant disease》雜志數(shù)量最多，達到了40篇；《Maydica》次之，有26篇；《Phytopathology》有25篇；《European journal of plant pathology》有15篇；《Crop science》 有12篇；《Molecular plant microbe interactions》 和 《Theoretical and applied genetics》各有10篇；《Crop protection》有9篇，都是國際知名期刊。

表2 1980—2021年Web of Science數(shù)據(jù)庫發(fā)表機構比較

重心存在重合。例如，中文數(shù)據(jù)庫中的“禾谷鐮孢”“品種選育”“鐮孢菌”“致病性”“抗病材料”等關鍵詞，可體現(xiàn)出國內(nèi)外研究步伐基本一致。致病性的研究較為廣泛，尤其是病原菌分離鑒定在近年來研究報道較多，其與其他作物，如花生大豆病害間的相互作用關系也有報道，莖腐病的防治一直是研究重點問題，綜合防治為主，化學防治是核心，目前主要有生物種衣劑(16頻次)、成膜劑(32頻次)和殺菌劑等，生物防治是目前研究新興熱點，尤其是拮抗菌抑菌的研究頻次共出現(xiàn)59次(表3、4)。玉米莖腐病尋找抗病材料是關鍵，人工接種進行抗病表型鑒定是基本方法，我國研究機構對于玉米莖腐病人工接種方法以及評價標準已發(fā)展成為成熟體系。從作者時間線圖(圖4)可以看出，隨著時間推移，研究玉米莖腐病的科研人員在20世紀90年代到21世紀初達到最多，在2007年以后逐年減少。發(fā)表文章數(shù)越來越多，但其主要由少數(shù)科研工作者取得。

3 結(jié)論

該研究利用文獻計量學軟件CiteSpace，對1980—2021年在Web of Science和CNKI、萬方、維普數(shù)據(jù)庫收錄的以“玉米莖腐病”為主題發(fā)表的國內(nèi)外文獻展開了分析，一定程度上反映了玉米莖腐病中相關研究的發(fā)展方向及熱點。

(1)1980—2021年相關研究領域發(fā)展迅速，發(fā)文量態(tài)勢呈波浪形上升，尤其是近年來發(fā)文量較大，有超過美國的發(fā)展勢頭。中國的相關研究成果居世界前列，且中美兩國發(fā)文占比國際該領域發(fā)文量的51.84%，但中國科研人員在該領域的世界頂級期刊發(fā)文量較少，發(fā)展空間較大。

(2)從國際該研究領域的發(fā)展方向和熱點上看，共有擬輪枝鐮孢莖腐病、禾谷鐮孢莖腐病、炭疽莖腐病、致病因子、伏馬菌素產(chǎn)生及含量、抗性遺傳、真菌毒素、動物健康等幾個重要熱點問題開展研究。

表3 1980—2021年國際間玉米莖腐病領域研究主要高頻關鍵詞(Web of Science top 24)

表4 1980—2021年我國玉米莖腐病領域研究主要高頻關鍵詞(top 24)

圖3 1980—2021年我國玉米莖腐病領域研究關鍵詞共現(xiàn)詞 Fig.3 Key words co-occurrence of corn stalk rot in China from 1980 to 2021

圖4 1980—2021年我國玉米莖腐病領域研究作者時間線 Fig.4 Time lines of research authors on corn stalk rot in China from 1980 to 2021

(3)從國內(nèi)該領域研究熱點來看，鐮孢菌莖腐病相關研究最受關注，同時也圍繞品種選育、致病性、抗病材料、防治等問題開展了大量研究，我國研究人員和機構在數(shù)量上占據(jù)優(yōu)勢，但各研究機構間在該領域合作事宜較少，應注意材料分享，共同合作攻克玉米莖腐病這一世界級難題。