基于文獻計量的甘薯栽培學科研究現狀及熱點分析

張海燕 解備濤 段文學 孟靜 唐研 梅林 孔慶富 王磊 汪寶卿 張立明

摘要：基于文獻計量法，利用檢索到的2010—2019年的1658條WebofScience（WOS）和1840條中國知網（CNKI）文獻，使用CiteSpace軟件，從國家、機構、作者、關鍵詞和引文等角度，對甘薯栽培學科的相關文獻進行可視化計量分析，多維度展示學科的研究動態與發展歷程。WOS數據顯示：相關SCI文獻數量呈上升趨勢，2015年和2017年增速明顯，2019年達到峰值;CNKI統計表明國內相關文獻數量整體比較平穩，說明甘薯栽培學科已逐步走向成熟。SCI文獻數量中國位列首位，中國、美國、韓國、日本和巴西發文總量占全部文獻量的52%，國際間科研合作非常密切。國際上共有347家科研機構發表過與甘薯栽培學科相關的SCI文獻;國際上發表過甘薯栽培學科SCI文獻的作者共有444位，發文量最高的作者發文45篇，高產作者之間合作關系密切，說明科研合作可促進成果產出;國內發文量超過5篇的作者共有98位，發文量最高的作者發文41篇，國內作者的中心度為零，跨單位科研合作需要進一步加強。國際相關研究熱點主要集中在栽培、花青素、淀粉、理化性質、抗逆等方面;國內主要集中在栽培、品質、紫甘薯、脫毒、薯苗、產量、施肥等方面。國際上甘薯栽培學科的研究前沿為新品種栽培技術、營養成分及功能、抗性以及延長貯藏方式等，研究熱點和研究前沿之間存在交叉;國內相關研究前沿為抗逆性、品質、營養價值、間作、地膜種植等方面。

關鍵詞：甘薯;文獻計量;栽培學科;研究現狀;研究熱點

甘薯（IpomoeabatatasLam）系旋花科甘薯屬中的一個栽培種，俗稱紅薯、白薯、番薯、地瓜、山芋、紅苕等[1]。甘薯起源于墨西哥以及從哥倫比亞、厄瓜多爾到秘魯一帶的熱帶美洲，16世紀末引入中國，明代的《閩書》《農政全書》、清代的《閩政全書》《福州府志》等均有相關記載。甘薯對生長環境要求不嚴苛，生長期短，種植范圍較廣，這奠定了甘薯全球主要糧食作物的地位[2]。世界甘薯主要產區分布在北緯40°以南，栽培面積以亞洲最多，非洲次之，美洲居第3位。甘薯是全球第七大糧食作物，也是我國第五大作物，具有高產、穩產和多用途特點。雖然甘薯作為糧食的地位逐年下降，但由于其淀粉加工前景較好以及富含胡蘿卜素、花青素等營養保健功能成分而備受消費者重視，全球學者因而開展了廣泛且有深度的研究，為甘薯保健功能開發作出了重要貢獻[3]。

本研究采用文獻計量學方法，以WebofScience（WOS）核心合集和中國知網（CNKI）為統計數據源，從國家、機構、作者、關鍵詞和引文等角度，對甘薯栽培學科的相關文獻進行可視化的計量分析，多維度展示學科的研究動態與發展歷程，為甘薯栽培研究工作的開展提供數據支撐。

1數據來源與研究方法

國際文獻數據來源于科睿唯安WOS核心合集ScienceCitationIndexExpanded數據庫（http：//www.webofknowledge.com），國內文獻數據來源于CNKI中國學術期刊全文數據庫（http：//www.cnki.net）。檢索時間為2020年7月23日，樣本文獻時限為2010—2019年。

利用文獻計量分析工具CiteSpace[4]統計、分析數據，在文獻計量的基礎上形成可視化的研究結論，利用發文規律分析學科領域的熱點和前沿。

2國際文獻分析

在WOS核心合集中構造檢索表達式，TS=[（sweetpotatoorsweetpotato）AND（storagerootORyieldORrootsORrootzoneORsourcesinkrelationshipORwaterORfertilizerORnitrogenfertilizerORphosphatefertilizerORpotassiumfertilizerORchemicalfertilizerORorganicfertilizerORgreenmanureORbacterialmanureORmicronutrientsfertilizerORvirusfreeORcultivationORdensityORridgeORmulchingfilmORlightsimplifiedORdroughtORdroughttoleranceORalkaliORsaltORfloodinjuryORfreezinginjuryORcroppingsystemORplantingsystemORrotationsystemORinterplantORintercroppingORuniconazoleORpaclobutrazolORchlormequatORdiethylaminoethylhexanoateORchemicalregulationORhightemperatureORshadingORantioxidantORlowoxygenORhydroponicallygrowORmepiquatORDPCORbrassinORagronomicORsoilORnutrientORphysiological）]NOTTS=（breedingORdiseaseORpestORprocessingORmachining），利用分析工具對數據進行清洗、去重，最終得到與甘薯栽培學科相關的SCI文獻共1658篇。

2.1國際文獻時間分布

2010—2019年，甘薯栽培學科相關SCI文獻數量總體呈現增長趨勢（圖1）。2010—2014年發文量增長較緩，年均128篇左右;2015年以后發文量增速加快，尤其是2015年和2017年增速尤為突出，2019年達到峰值，發文256篇。

2.2國際文獻空間分布

2010—2019年共有109個國家/地區發表過甘薯栽培學科相關的SCI文獻。中國發文量居各國之首，共發表517篇文獻（表1），發文量超過100篇的國家還有美國（246篇）、韓國（144篇）、日本（121篇）、巴西（113篇）

利用CiteSpace軟件分析獲得國家合作關系知識圖譜（圖2）。圖譜呈復雜網絡狀，表明甘薯學科的國際間科研合作非常密切。美國產出文獻中心度最高，為0.42，說明與其他國家/地區的科研合作關系最為緊密;中國產出文獻中心度為0.30，與其他國家/地區的合作關系較為緊密，但從合作的廣泛性角度來看，我國仍需進一步加強。其他產出文獻中心度較高的國家還有意大利（0.21）、法國（0.20）、德國（0.14）、日本（0.13）和尼日利亞（0.13）。

2.3國際文獻機構分布

國際上共有347家科研機構發表過與甘薯栽培學科相關的SCI文獻，其中發表文獻數量排前20位的機構如表2所示。中國農業科學院發文最多，共有57篇，其他發文量較高的機構還有中國農業大學、中國科學院、北卡羅來納州立大學、韓國生物科學研究所以及西南大學等。這些機構大都分布在亞洲和美洲，均為世界甘薯的重要產區，可見農業研究內容與當地農作物種類有較強的相關性。

2.4國際文獻作者分布

國際上發表過甘薯栽培學科SCI文獻的作者共有444位，發文量最高的作者發文45篇。根據普賴斯定律（最高產作者的發文量），該學科核心作者發文量應在5篇以上，共有55位作者，前20位作者見表3。利用CiteSpace繪制作者分布知識圖譜（圖3），可以發現以KwakS.、LeeH.、ZhaiHong、LiuQingchang以及JeongJ.C.等高產作者為核心，形成的連線復雜而又密集，說明科研合作可促進成果的產出。

2.5國際文獻研究熱點與前沿分析

2.5.1研究熱點 利用CiteSpace建立高頻關鍵詞表（表4），對高被引關鍵詞進行時間序列的突發性探測（圖4），可以發現高頻關鍵詞除了甘薯及其類似表達外，還有anthocyanin、physicochemicalproperty、plant、starch等，說明甘薯栽培、花青素、淀粉、理化性質等是關鍵性的研究要素。共被引文獻聚類知識圖譜（圖5）顯示主要聚類有sweetpotatoes、purplesweetpotato、betacarotenehydroxylase、chlorpromazine、saltanddroughttolerance、croptolerance、starch、antioxidativeenzyme以及storageroots等，可以看出高頻關鍵詞和引文聚類是基本吻合的。從甘薯栽培學科國際文獻研究熱點可以看出，近年來甘薯栽培主要聚焦花青素、淀粉、胡蘿卜素等品質生理研究，而抗旱、耐鹽等栽培生理研究已成為新的研究熱點。

2.5.2研究前沿 關鍵詞時間序列圖譜（圖6）形成antioxidantcapacity（抗氧化能力）、tuberstarches（塊根淀粉）、sweetpotatoyield（甘薯產量）、vinesilage（藤青貯料）等主要聚類，結合近幾年出現的關鍵詞，如resistantstarch（抗性淀粉）、plantgrowth（植株生長）、sweetpotatovine（甘薯蔓）、microstructure（顯微結構）、molecularstructure（分子結構）、highhydrostaticpressure（高靜水壓）、sweetpotatoprotein（甘薯蛋白）、bioactivecompound（生物活性物質）、chlorophyllfluorescence（熒光指標）、abioticstresstolerance（抗逆性）、antidiabetic（抗糖尿病）、shelflife（貯藏壽命）等，可以看出近年來甘薯栽培學科的研究前沿為新品種新技術、營養成分及功能、抗性以及延長貯藏方式等，研究熱點和研究前沿之間存在交叉。由此可見，甘薯栽培學科的研究前沿主要集中在抗氧化能力、生物活性物質、淀粉、熒光指標等生理生化特性以及抗逆性機制研究。

3國內文獻分析

以中國學術期刊全文數據庫（CNKI）作為數據源，使用專業檢索，數據庫來源類別為“學術期刊”跨庫檢索，檢索表達式設置為：SU=（‘塊根’+‘產量’+‘品質’+‘根系’+‘水分’+‘氮’+‘鉀’+‘磷’+‘栽培’+‘密度’+‘地膜’+‘栽插’+‘旱’+‘鹽’+‘澇’+‘冷’+‘輪作’+‘間作’+‘套作’+‘烯效唑’+‘多效唑’+‘矮壯素’+‘胺鮮酯’+‘化學控制’+‘高溫’+‘遮陰’+‘抗氧化’+‘低氧’+‘水培’+‘縮節胺’+‘蕓苔素’+‘壟’+‘生長’+‘發育’+‘農藝’+‘土壤’+‘綠色’+‘養分’+‘生理’+‘高產’）‘甘薯’-‘育種’-‘繁育’-‘選育’-‘病害’-‘蟲害’-‘加工’-‘除草劑’-‘品種’，清洗后得到有效文獻1840篇，以此作為中文文獻的研究樣本。

3.1國內文獻年份分布

2010—2019年國內甘薯栽培學科發文量整體呈現輕微回落趨勢（圖7）。2013年發文量達到峰值，為211篇，2019年發文量最低，為158篇，其他年份發文量雖有升有降，但未出現大幅度波動，說明甘薯栽培學科已經過萌芽期和快速發展期，逐漸進入平穩發展的成熟期。發文情況從追求高量向追求高質轉變，是一個學科走向成熟的重要標志。

3.2國內文獻機構分布

國內研究甘薯栽培學科的機構中發文量最高的為青島農業大學，共51篇，其次是中國農業科學院甘薯研究所、江蘇徐淮地區徐州農業科學研究所。發文量前20位的機構中省級農業科學院有山東、江蘇、四川、浙江及湖北（表5）。

3.3國內文獻作者分布

國內研究甘薯栽培學科的學者中，發文量最高的作者發文41篇。根據普賴斯定律N=0.749η槡max，ηmax=41，核心作者發文量為5篇以上，共有98位核心作者，其中發文量前20的作者見表6。利用CiteSpace繪制作者分布知識圖譜（圖8），可以發現國內學者中心度均為零，并且各節點之間合作網絡松散，高密度的合作網絡大多出現于科研實力強的單個研究機構或科研團隊內部，說明國內學者之間缺少密切合作，跨單位的成果互動和交流需要進一步加強。

3.4國內文獻研究熱點與前沿分析

3.4.1研究熱點 利用CiteSpace建立高頻關鍵詞表（表7），對高頻關鍵詞進行時間序列的突發性探測（圖9），繪制關鍵詞共現知識圖譜（圖10），可以看到除主題概念名詞“甘薯”外，高頻關鍵詞包括產量、栽培技術、紫甘薯、品質、高產、無公害、栽培、農藝性狀以及高產栽培等，可在一定程度上代表近十年的研究熱點。

結合關鍵詞共現分析，研究熱點主要體現在三個方面。①基礎研究：包括產量、品質、農藝性狀、光合特性等;②技術與方法研究：包括高產栽培技術、無公害栽培、地膜覆蓋、脫毒技術和施肥技術等;③應用研究：包括紫甘薯、栽培效益、花色苷等。從關鍵詞時間序列的突發性探測來看，研究重點從甘薯的生產、種植技術向高產、穩產、間作方式轉變，整體呈現可持續的良好發展態勢。近十年來，以綠色、高產、優質為目標，科研工作者從基礎理論到應用技術進行了大量研究，主要集中在產量品質協同提高、良種良法配套、農機農藝融合等方面，形成了一系列實用技術，如地膜覆蓋、配方施肥、脫毒快繁等，與文獻跟蹤的研究熱點吻合。

3.4.2研究前沿 關鍵詞時間序列圖譜（圖11形成甘薯、栽培技術、產量、甘薯種植和紫甘薯等主要聚類，結合近幾年出現的關鍵詞，如商品率、測土配方、連作、抗旱性、地膜、黃酮等，可以看出產量和抗逆性研究是學科中持續存在的熱點，新品種栽培技術、區域栽培技術和營養價值研究熱度逐漸上升，而智能化的栽培技術和甘薯商用價值的發掘成為研究前沿。近十年來，甘薯栽培學科研究前沿主要集中在高效施肥、連作障礙緩解、紫甘薯高效利用以及地膜覆蓋增產機理等方面，與文獻跟蹤結果吻合。

4研究態勢分析

甘薯作為糧飼兼用作物，為解決中國經濟欠發達地區的溫飽問題和食物安全做出了重要貢獻。甘薯因豐產性好、適應性廣、經濟效益高、保健功能強，種植面積穩步回升，消費需求逐年遞增，已發展為集糧食、飼料、能源、藥用保健和工業原料為一身的經濟作物，在促進農業結構調整、優化產業區域布局、促進農業持續增收方面發揮著重要作用[5]。基于以上文獻計量分析結果，可以看出國內甘薯栽培學科領域的研究已漸趨接軌國際，不僅發文量躍居世界首位，高被引文獻數量也大有突破，這意味著我國公開發表的學術成果越來越得到國際認可，發文數量與質量齊頭并進，學科發展走向成熟。

從發文量角度，近10年國內甘薯學科發文年均穩定在150～200篇次之間，未出現大起大落的情況，而國際方面，SCI發文數量十年間增長了1倍，中國以517篇的數量遙遙領先。表明我國甘薯學科在國際上已嶄露頭角并呈現良好的發展勢頭，我國正從農業大國向農業強國邁進。然而從科研合作角度，國內機構與學者的中心度均較低，沒有明顯優勢，需要在將來的研究中加以重視，增強科研走出去能力，加強與國內外的交流與合作。

對于國內甘薯學科的科研人員而言，應加強對韓國生物科學研究所、美國北卡羅來納州立大學、密西西比州立大學等研究機構的關注，它們在甘薯研究領域整體水平較高，成績卓越，在國際上具有較強影響力，值得專家學者們跟蹤研究。在中文文獻中，青島農業大學、中國農業科學院甘薯研究所、江蘇徐淮地區徐州農業科學研究所、山東農業大學、山東省農業科學院作物研究所、西南大學、山東省農業科學院等在發文量上處于領先地位，在國內具有一定學術影響力，值得國內同行取經學習。從文獻研究內容統計可以看出，甘薯食用方面的研究一直備受國內外廣泛關注;食品科學類、植物科學類的SCI文獻較多，更偏向基礎研究;國內文獻內容多涉及與甘薯產業和生產聯系較緊密的農學和植保等應用研究。鮮食、特用（紫肉、葉菜用）甘薯將是研究的重中之重，圍繞紫薯、淀粉、花青素、品質和葉菜用甘薯等開展的生理生化、分子生物學、貯藏保鮮、綠色高效栽培技術研究將成為研究熱點。