陳潔 呂凱 劉桂民
摘要 基于文獻計量對我國棉花病蟲害領域的核心期刊論文開展研究進展態勢分析。通過統計得出我國棉花病蟲害分為探索發展期、穩定發展期和波動下降期3個階段。對主要發文期刊、高競爭力機構及合作、高競爭力學者等指標進行分析。最后通過關鍵詞聚類繪制知識圖譜,研究得出棉花蟲害防治研究、棉花病害防治研究、棉花草害及產量品質研究是我國棉花病蟲害研究的主題熱點。
關鍵詞 棉花;病蟲害;文獻計量;知識圖譜;VOSviewer
中圖分類號 S 058;G 353.1? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611(2021)23-0231-08
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.064
Research Progress of Cotton Diseases and Insect Pests Based on Bibliometrics
CHEN Jie, L Kai, LIU Gui-min
(Agricultural Economy and Information Research Insitute, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei, Anhui 230001)
Abstract Based on bibliometrics, we analyzed the research progress of core journals in the field of cotton diseases and pests in China. According to the statistics, cotton diseases and insect pests in China could be divided into three stages: exploration development stage, stable development stage and fluctuation decline stage. We analyzed the indicators, such as major publishing journals, high-competitive institutions and cooperation and highly-competitive scholars. Finally, the knowledge map was drawn by clustering keywords, and it was concluded that the research on cotton pest control, cotton disease control, cotton grass damage and yield and quality were the hot topics of cotton pest research in China.
Key words Cotton;Plant diseases and insect pest;Bibliometrics;Knowledge graph;VOSviewer
基金項目 農田主要雜草防除技術視頻化研究與應用項目。
作者簡介 陳潔(1995—),女,安徽宣城人,研究實習員,碩士,從事農業信息服務、農業文獻信息計量等研究。
收稿日期 2021-07-02
棉花是我國重要的經濟作物,在經濟發展中發揮重要作用。中國是世界棉花的生產大國,2020年我國棉花播種面積達到3 169 900 hm2,總產量共591.0萬t[1]。棉花病蟲害對棉花產量及品質有著重要影響,國家對棉花重大病蟲害極其重視,制定了2021年的防控目標,提出“預防為主,綜合防治,控害減藥,保鈴保產”的防控策略,并且針對西北內陸棉區、黃河流域棉區及長江流域棉區提出具體的防控措施[2]。棉花病蟲害研究也受到了學者們的廣泛關注,該研究運用文獻計量方法對我國棉花病蟲害領域的核心期刊論文進行統計分析,通過各種指標量化及聚類來實現棉花病蟲害的研究態勢及熱點分析,為棉花病蟲害研究工作提供參考。
1 數據集和研究工具
1.1 數據集的確定和處理
選取中國知網中國期刊全文數據庫為數據來源進行文獻統計,經過前期的文獻閱讀和總結,構建了棉花病蟲害領域的檢索式。進入中國期刊全文數據庫文獻檢索界面后,選擇高級檢索中的專業檢索方式,輸入檢索式:SU=棉花*(病+病害+蟲+蟲害+草+草害+病蟲+病蟲害+病蟲草+病蟲草害+防病+防蟲+殺蟲+除草+除草劑+殺蟲劑+農藥+藥劑+施藥+防治+防控+微生物制劑+酶制劑+種衣劑+菌劑),限定期刊來源為“SCI來源期刊”“EI來源期刊”“核心期刊”“CSSCI”以及“CSCD”,檢索到文獻共計4 119篇。下載文獻題錄數據,通過對標題、
摘要、關鍵詞等字段的閱讀進行相關性的判斷,剔除與棉花病蟲害不相關的文獻,最終選取3 979篇文獻作為研究數據集。
將數據集整理成Excel文件導入DDA進行數據的清洗和處理,對期刊的曾用名、現用名;機構的曾用名、簡寫、下級機構;學者的重名;以及關鍵詞的同義詞、近義詞,進行檢查、判斷、合并,得到可用于分析的數據集。
1.2 研究工具
利用DDA(derwent data analyzer)進行數據的清洗處理、各個字段的數據集分析以及機構合作矩陣、關鍵詞矩陣的構建;利用Excel統計和繪制期刊、機構、學者的競爭力圖表;利用Ucinet和VOSviewer進行對機構合作圖譜以及關鍵詞圖譜的繪制和調整。
2 我國棉花病蟲害領域研究現狀分析
2.1 我國棉花病蟲害領域研究趨勢分析
棉花病蟲害研究領域于1992年開始在我國核心期刊上有所發表,如圖1所示,總體發展趨勢大致可以分為3個階段:探索發展期(1992—1999年)、快速發展期(2000—2011年)和穩定發展期(2012—2020年)。
第1階段為探索發展期,1992—1999年我國棉花病蟲害領域在核心期刊上的總發文量為1 173篇。1992—1995年,文獻處于增長狀態并且于1995年達到了28年來的最高值250篇,說明棉花病蟲害的研究引起了部分學者的關注,開始成為研究熱點。經歷九十年代初期快速發展后,1996年開始發文量有所下降,年均發文量不足100篇,我國棉花病蟲害領域處于探索階段。
第2階段為快速發展期,2000—2011年我國棉花病蟲害領域在核心期刊上的總發文量為2 038篇,占據總發文量的51.3%,平均年增長率達到7.95%,呈較快增長趨勢。2000年之后開始關注棉花病蟲害研究的機構和學者大量增加,在核心期刊發表論文量也穩步提升,我國棉花病蟲害研究進入高水平發展階段。
第3階段為穩定發展期,2012—2020年我國棉花病蟲害在核心期刊上的總發文量為761篇,平均每年85篇。當前研究成果總體呈波動減少狀態,說明我國棉花病蟲害已經得到較好的控制,防治的方法和對策研究相對深入,趨于穩定。
2.2 我國棉花病蟲害領域研究期刊分析
選取我國棉花病蟲害領域核心期刊發文量大于20篇且被引頻次大于400次的期刊作為對象,分析其發文量、被引頻次及影響因子。由表1可知,《中國棉花》關于棉花病蟲害領域的載文量最多,達到1 082篇,是排名第2位期刊《棉花學報》載文量的3.6倍,遠超其他期刊,說明其對棉花病蟲害領域的關注度較高、相關性最強。總被引頻次排在第1位的是《棉花學報》,共計6 799次。《中國農業科學》的總被引頻次和影響因子都處于前3位,在棉花病蟲害領域的總體影響力較高。
分別對我國棉花病蟲害領域載文量排名前15位期刊的每年載文量情況進行統計,繪制期刊載文量分布趨勢圖(圖2)。由圖2可知,《中國棉花》于2000—2011年對棉花病蟲害領域非常關注,載文量在12年間達到了879篇,年均刊載73有關棉花病蟲害相關的文章,但從2011年以后,沒有刊載過棉花病蟲害的相關文章,關注度有所轉移。《棉花學報》《農藥》《植物保護》等期刊的高載文量都出現在90年代初期,后期關注度有所下降,但總體來看從1992至今都一直有所刊載,對棉花病蟲害研究的關注持續性較強。此外,《新疆農業科學》對棉花病蟲害研究的關注較晚,于2008年才開始刊載相關文章,但2018—2019年的載文量都穩步上升,成為棉花病蟲害領域的熱門期刊。
2.3 我國棉花病蟲害領域研究機構分析
在對同名機構、二級機構合并等機構數據進行清洗的基礎上,選取我國棉花病蟲害領域核心期刊發文量和被引頻次排名前20的機構進行統計分析(圖3和4)。中國農業科學院以622篇的總發文量和12 244次的總被引頻次排在首位且遠遠高于其他機構。江蘇省農業科學院、中國科學院和中國農業大學在發文量和被引頻次方面也均排在前5位,這些機構在我國棉花病蟲害領域研究處于領先水平。將高競爭力機構按照所屬省份進行分類統計發現,這20個高生產力機構分別隸屬于11個省份,主要都集中于我國棉花主產地,其中北京和新疆地區尤為突出。
選取發文量大于等于5篇的機構進行機構間合作分析,構建機構合作關系矩陣,利用VOSviewer軟件構建了合作圖譜(圖5)。
我國棉花病蟲害領域機構合作網絡和我國三大優勢棉區黃河流域、長江流域以及新疆地區相吻合,分別為①新疆棉區:以新疆維吾爾自治區和陜西省為主,包括新疆農業科學院、石河子大學、新疆農墾科學院、新疆農業大學、新疆塔里木大學、新疆大學、西北農林科技大學、西北農業大學等機構;②黃河流域棉區:河南省、山西省、湖北省合作密切,主要包括河南省農業科學院、河南農業大學、山西省農業科學院、山西農業大學、湖北省農業科學院、長江大學等機構;山東省和北京市合作密切,主要包括中國農業大學、全國農業技術推廣服務中心、山東農業大學、山東省農業科學院等機構;③長江流域棉區:江蘇省、海南省合作密切,主要包括江蘇省農業科學院、南京農業大學、揚州大學、中國熱帶農業科學院、海南大學等機構;安徽省、湖南省及浙江省合作密切,主要包括湖南農業大學、湖南省棉花科學研究所、湖南省農業科學院、安徽農業大學、安徽省農業科學院和浙江省農業科學院。
2.4 我國棉花病蟲害領域研究學者分析
選取我國棉花病蟲害領域核心期刊發文量排名前20的學者作為對象,統計分析其發文量、總被引頻次、篇均被引頻次以及所在機構等情況(表2),并根據3個維度繪制Top 20學者競爭力對比圖(圖6)。結果顯示,我國棉花病蟲害領域發文量Top 20的學者所屬機構比較集中,其中有13位來自中國農業科學院。簡桂良的發文量最高,主要著重于對棉花黃萎病的育種、防治研究;吳孔明的總被引頻次最高,主要著重于對棉鈴蟲、棉蚜等棉花蟲害的研究;郭三堆的篇均被引頻次排在首位,主要側重于轉基因抗蟲棉的研究。從圖6可以看出,簡桂良、郭予元和吳孔明3位學者在我國棉花病蟲害領域研究的總體競爭力最強。
3 我國棉花病蟲害領域研究主題分析
首先對我國棉花病蟲害領域文獻關鍵詞進行清理,使用DDA將關鍵詞中的同義詞、近義詞進行合并,選取關鍵詞頻次≥5的463個關鍵詞作為高頻關鍵詞集合。然后構建關鍵詞×關鍵詞的矩陣,導入Ucinet中形成關鍵詞矩陣.##h文件,并且利用NetDraw得出關鍵詞關系網絡。最后運用VOSviewer對關鍵詞進行聚類,通過對聚類算法和類目數量的不斷調整繪制關鍵詞聚類圖譜。由圖7可知,我國棉花病蟲害領域可以分為3個熱點研究主題,分別為“棉花蟲害防治研究(紅色)”“棉花病害防治研究(綠色)”“棉花產量及品質研究(藍色)”。
3.1 棉花蟲害防治研究
棉鈴蟲、棉葉螨、棉紅蜘蛛、棉盲蝽、棉花粉蚧、斜紋夜蛾等是棉花生長期中會出現的害蟲,棉花蟲害防治可分為化學防治、培育抗性品種、燈控防治以及生物防治等(圖8)。
3.1.1 化學防治研究。
化學農藥是棉花蟲害防治常年使用的方法,種衣劑、久效磷、滅多威、吡蟲啉、氰戊菊酯、啶蟲脒、阿維菌素、丙溴磷、噻蟲嗪等殺蟲劑可以對棉花蟲害起到有效控制作用。劉景坤等[3]使用不同方法篩選潤濕劑、分散劑、增稠劑和成膜劑,制備了50% 噻蟲嗪懸浮種衣劑,防治棉花蚜蟲。丙溴磷對棉鈴蟲的發生具有防治作用,孫洪武等[4]提出采用混配混用的方法來提高增效作用,延緩棉鈴蟲對丙溴磷的抗性發展。梁巧麗等[5]使用浸葉法觀察分析14種不同殺蟲劑處理后棉花粉蚧的死亡率,高效氯氟氰菊酯、毒死蜱等對棉花粉蚧具有較強的毒力。
3.1.2 抗性品種培育研究。
化學防治會造成環境污染并且長時間大量使用農藥會導致害蟲產生抗性,所以抗性品種的培育成為研究熱點。20世紀90年代中期,我國研制出轉基因抗蟲棉。倪萬潮等[6]采用花粉管通道途徑,將合成的Bt基因導入棉花優良品種中,獲得轉基因棉花植株。Bt基因可以分泌毒蛋白,具有殺蟲活性,束春娥等[7]測定轉Bt基因棉在不同發育階段對棉鈴蟲的毒性表達,探討其對棉鈴蟲生存及繁殖的影響。
3.1.3 燈控防治研究。
在田間設置頻振式殺蟲燈、黑光燈、高壓汞燈、雙波燈等方法也會用來誘殺棉花害蟲。劉立春等[8]通過4年的田間調查,分析棉鈴蟲、黏蟲、稻縱卷葉螟和玉米螟4種蛾類在燈下的行為特點,得出光源對夜行蛾類具有誘捕和驅避的作用;凌小明等[9]通過試驗發現頻振式殺蟲燈對棉鈴蟲、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾等感光性較強的害蟲具有較強的誘殺效果。張惠珍等[10]對誘殺害蟲的比例及2、3、4代棉鈴蟲的田間落卵情況進行統計,分析得出高壓汞燈對天敵的殺傷力小,大大減少了棉鈴蟲的落卵量。雙波4號燈的優勢在于長短光波同時作用實現對棉鈴蟲的誘殺,也是燈控治理的有效方法[11]。
3.1.4 生物防治研究。
除了燈控防治,生物防治也是棉花蟲害防治的重要措施。利用捕食性昆蟲如草蛉、龜紋瓢蟲、七星瓢蟲、十一星瓢蟲、多異瓢蟲、異色瓢蟲等天敵對棉鈴蟲、棉蚜、棉紅蜘蛛等進行捕食,達到以蟲治蟲的效果。生物天敵對棉蚜等害蟲的尋找效應[12]、捕食功能[13]以及防治作用的評估[14]是學者們關注的重點;其次,天敵的人工繁殖、棉田間天敵密度的合理控制、不同品種和栽培方式對生物防治的影響[15]等方向也是近年來研究熱點。
3.2 棉花病害防治研究
棉花病害防治研究有兩大研究熱點,分別為棉花病害的致病機理及防治研究、棉花抗病分子育種及轉基因育種研究(圖9)。
3.2.1 棉花病害的致病機理及防治研究。
大麗輪枝菌、立枯絲核菌等菌種是導致棉花枯萎病、棉花黃萎病、棉花立枯病、棉花曲葉病等病害的主要病原菌,病原體的侵染、傳播、致病機理及防治是學者們的研究熱點。趙鳳軒等[16]闡述了黃萎病菌感染棉花的過程,包括感染前階段、病原菌侵入階段以及擴展發病階段,深入分析了棉花黃萎病的致病機理。拮抗菌、枯草芽孢桿菌對棉花黃萎病、棉花立枯病等病害具有較好的防治效果,拮抗菌的篩選[17]、分離[18]、鑒定[19]、定殖[20]、生長特性[21]、防病效果[22]等方面是學者們的研究熱點。程凱等[23]對抑制棉花黃萎病的拮抗菌進行篩選,并且通過盆栽試驗得出接種拮抗菌的處理后,棉花黃萎病的發病率和病情指數都大大降低,驗證了拮抗菌的防治效果。
3.2.2 棉花抗病分子育種及轉基因育種研究。
利用分子標記、基因克隆、QTL定位、RAPD、SSR標記、實時熒光定量PCR等技術,對棉花的種質資源進行改良,實現抗病品種的培育。例如,高玉千等[24]通過RAPD分析以及SSR標記,構建遺傳連鎖圖,并且利用QTL定位,檢測到與棉花黃萎病抗性有關的分子標記。借助農桿菌介導方法、體細胞變異等技術進行棉花轉基因育種研究。謝龍旭等[25]利用農桿菌介導法在棉花中導入草甘麟抗性基因,并且對得到的轉基因棉花進行遺傳分析。
3.3 棉花草害及產量品質研究
3.3.1 棉花草害研究。
棉田雜草不僅影響棉花生長,還會給棉花病蟲害創造環境,成為病害滋生的原因,如棉蚜、棉葉螨等棉花害蟲會在棉花雜草上寄生繁殖[26]。化學除草的方式逐漸成為學者們的研究熱點,丙炔氟草胺等除草劑對棉田中闊葉雜草防效較好[27];烯禾啶、精喹禾靈等除草劑對棉田中禾本科雜草的防效較好;而乙草胺、氟樂靈等除草劑則對闊葉雜草和禾本科雜草都起到較好的防除效果[28]。但除草劑的不當使用對病原菌、土壤微生物及棉花本身都會造成相應的影響,部分除草劑會促使棉花病害的發生[29]。除了除草效果、除草活性以外,除草劑的安全性研究也備受關注,比如王恒智等[30]通過試驗證明丙炔氟草胺與二甲戊靈復配后對棉花的安全性得以提升。
3.3.2 棉花產量及品質研究。
采用不同的栽培技術可以提高棉花的產量,棉花與小麥、大蒜[31]、花生[32]、西瓜[33]、洋蔥[34]等作物的間作套種是學者們的研究熱點;除此之外灌溉、施肥、覆膜、農藥使用等田間管理技術也是影響棉花產量及品質的關鍵因素。棉花病蟲害對棉花產量及品質影響研究是另一研究熱點,不同枯萎病級的病株產量以及病株纖維的長度、整齊度、比強度、伸長率、麥克隆值都顯著下降[35]。黃萎病也對棉花株高、果枝數、吐絮率、單株鈴數、鈴重等棉花的纖維品質造成影響[36]。
4 結論
基于文獻計量對我國棉花病蟲害領域的研究趨勢、研究力量、研究熱點等進行分析,得出總體發展趨勢由探索發展期、快速發展期向穩定發展期過度;其核心研究力量以中國農業科學院為首,其他主要分布在棉花生產的各主產區;熱點研究主題分別為“棉花蟲害防治研究”“棉花病害防治研究”“棉花產量及品質研究”,其中“棉花蟲害防治研究”以2 720篇文獻領先,一直是棉花病蟲害領域較為熱門的方向,其余2個方向熱度相當,但近年來“棉花病害防治研究”增速較快。
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