国内外花生肥料施用研究的文献计量学分析

吴曼，沈浦，孙学武，毛林，李新国，赵红军

（1.青岛科技大学图书馆，山东 青岛 266042；2.山东省花生研究所／国家花生工程技术研究中心，山东 青岛 266100；3.青岛科技大学化工学院／清洁化工过程山东省高校重点实验室，山东 青岛 266042；4.山东省农业科学院生物技术研究中心，山东 济南 250100）

在农业生产发展中，通过施肥等外源投入方式在提高作物产量方面发挥了重要作用，然而，由于过量和不合理肥料施用引起的负面影响日趋显现，成为农作物高效优质生产和农业可持续发展的障碍因素［1，2］。2015年，农业农村部（原农业部）制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，之后几年持续推进化肥使用量零增长、负增长；2020年“中央1号文件”继续提出“深入开展农药化肥减量行动”。可见，科学合理施肥已成为事关农业高质量和可持续发展的大事。花生是我国重要的油料作物和经济作物，当前年均播种面积467万公顷左右，年产1 730万吨，在保障食用油脂安全和促进农民增收方面发挥重要的作用［3，4］。探究花生肥料施用现状，分析存在问题及提出未来研究方向，可为花生高效绿色优质生产及产业提质增效发展提供重要依据。本文利用文献计量学方法［5-9］，基于Web of Science核心合集和CNKI期刊数据库，对国内外花生肥料施用的文献数量、国家、出版刊物及研究内容等进行统计分析，并采用CiteSpace V可视化软件进行研究热点预测和分析，客观呈现花生肥料施用的研究现状，以期为相关人员及时掌握花生肥料施用的研究态势提供数据参考。

1 数据来源与统计方法

1.1 数据来源

花生肥料施用的文献数据来源包括两部分，英文文献以ISIWeb of Science核心合集数据库，包括SCI-E（ScienceCitation Index Expanded）和CPCI-S（ConferenceProceedings Citation Index-Science）为基础数据来源，中文文献来源于中国知网的中国学术期刊网络出版总库。英文检索式为“主题＝（peanut or groundnut）AND主题＝（fertilizer）”，文献类型为Article and Review；中文检索式为“主题＝（花生）并含主题＝（肥料）”。检索日期为2020年7月28日。

1.2 统计方法

利用引文网络分析工具CiteSpaceⅤ进行文献基础数据挖掘和可视化分析［10］，以绘制花生肥料施用的知识图谱。在进行关键词共现分析之前，对关键词进行聚类，使用LLR算法提取研究前沿术语，再对聚类词进行Timeline分析。时间段为1945—2020年，时间切割设为1年，术语来源选取标题、摘要、关键字，节点类型为关键词，阈值设置为top＝50［11］。

2 文献分析

2.1 花生肥料施用研究进程分析

如图1所示，花生肥料施用的中文期刊文献共1 276篇，最早发表于1974年，1987年发文量开始呈上升趋势，2005年之后发文量急剧增多，2005—2020年间发文量为928篇，占总发表文献的72.7%。

WOS核心合集数据库检索显示，花生肥料施用的英文文献共676篇，最早文献发表于1945年，之后该方面的研究进展较为缓慢。发文量从1990年开始总体呈波浪式上升趋势，并在2005年开始较快增长，从2005年的14篇增至2019年的59篇。

国内外学者对花生肥料施用的关注度基本一致，大致可分为两个阶段，第一阶段为1945—1990年，相关研究开始进行，研究成果的文献量较少；第二阶段为1990至今，是该研究的发展阶段，我国花生产量在该阶段总体持续增加，由1990年的6.37×106t增加到2018年的1.73×107t［4］，与此相匹配的是花生肥料施用方面研究成果的大量产出及文献量的增多，且目前仍持续上升。从不同时期研究的重点和难点看，早期研究目标相对单一，集中在促进花生增产，第二阶段，高效施肥及施肥对花生品质的影响成为重点，特别是近十多年，减肥增效成为主题，同时，施肥引起的生态环境问题也越来越受关注。

2.2 花生肥料施用研究的发文机构分析

CNKI数据库结果显示，国内发表6篇及以上花生肥料施用文献的研究机构有34个，包括高校、科研院所、农业推广机构及农业公司等，其中，高校及科研院所是该研究的主要阵地，发文量最多的为山东省农业科学院，发文89篇。这些研究机构主要集中在农业及学术力量雄厚的省份，如山东省（12所机构）、河南省（4所机构）、北京（3所机构）、江苏（3所机构）、辽宁（3所机构）等。基于专业优势，农业及农林类研究机构是该研究领域的活跃机构，属于国内该领域发文的领军团体。从花生肥料施用量的各省分布来看，山东和河南需求最多，两省之和占比接近全国的一半，其次是河北、广东、安徽、辽宁和湖北等，其余省份占比较低［4］，而山东和河南也是花生肥料施用研究成果产出最多的地区。

图1 1945—2020年国内外花生肥料施用研究论文数量动态

WOS数据库结果显示，国内外共有429个机构发表了花生肥料施用方面的研究文献，分布较为广泛。发文量10篇及以上的机构有28个，共发表论文481篇，占全部发文量的71.15%（表1）。发文量10篇及以上的28个机构中有4个为中国的科研机构，中国科学院以39篇的发文量和600次的被引频次，位列国内机构榜首。另外，在这28所机构中，来自美国的有10所，来自印度的有8所，发文量最多的为印度农业研究理事会（58篇），论文被引频次最高的为美国农业部（846次）。中国研究机构在花生肥料施用领域占据重要地位，但论文发文量和被引频次仍然有待提高。

对有中国机构参与的国际合作论文进行分析，发文量2篇及以上的机构如表2所示。对比表1可知，国际合作论文均具有较高的学科规范化的引文影响力，显示了国际合作所产出科研成果的前沿性。新西兰农业科学院是与中国机构合作发文最多的国外机构，发文5篇，但被引频次仅为29次，其次澳大利亚格里菲斯大学与中国机构合作发文4篇，但被引频次达到159篇。通过国际间的有效合作，优势互补，可显著推动高水平科研成果的产出及科研成果国际影响力的提升。

2.3 花生肥料施用研究的文献来源

在WOS数据库中，花生肥料施用方面的研究文献共发表在201个国际期刊上（表3）。载文量多于1篇的期刊有94种，累计载文量524篇，占总文献的77.5%，载文量多于10篇的期刊有14种，累计载文255篇，占总文献的37.7%。发文量超过10篇的14种期刊中，来自荷兰的有7种，美国有4种，印度有3种。发文量前三位的期刊分别为：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

发文的被引频次最高为629次。另外，JOURNAL OF HAZARDOUSMATERIALS虽然发文量只有1篇，但其被引频次为117次，这一方面与其发文时间较早有关，另一方面也与期刊的高影响力有关。

表1 WOS数据库中花生肥料施用研究领域的主要科研机构

表2 WOS数据库中花生肥料施用研究领域与中国合作的主要科研机构

表3 WOS数据库中花生肥料施用研究载文量超过10篇的期刊

CNKI数据库中花生肥料施用的期刊论文共来自254种学术期刊，载文量多于1篇的期刊有141种，共发文1 163篇，占期刊论文总量的91.1%，其中发文量最多的前3位期刊分别为：花生学报（121篇）、农业科技通讯（51篇）和河南农业（48篇）。发文量超过10篇的期刊有33种。对比研究这些期刊可知，花生肥料施用方面的研究文献主要发表在农业类学术期刊中。就论文被引频次来看，被引频次最高为211次，为邱现奎等［12］（2010）的研究成果；其次为154次，为郑亚萍等［13］（2008）的研究成果。

2.4 国内外花生肥料施用研究热点

2.4.1 关键词共现和聚类分析 对国内外花生肥料施用研究文献进行关键词分析，获得高频关键词如表4所示。一般认为，关键词出现频次高、中心性强的为研究热点［14］。国内花生肥料施用关注热点为：花生（569）、产量（289）、有机肥（137）、氮肥（120）、农家肥（43）等。新兴的研究热点有：高油酸花生（2020年）、有机水溶肥料（2017年）和地下害虫（2016年）。国际花生肥料施用关注热点是：yield（109）、nitrogen（89）、groundnut（87）、soil（79）、peanut（68）等。新兴的研究热点有：fatty acid（2020年）、winter wheat（2019年）、compost（2018年）、rhizosphere（2017年）。

基于关键词共现网络进行聚类分析，得到花生肥料施用关键词共现聚类图，如图2和图3所示。国内花生肥料施用文献的关键词共现网络共形成以＃0产量、＃1农家肥、＃2常规施肥、＃3夏花生、＃4根瘤菌、＃5土壤养分、＃7施肥量等为标签的7个聚类，最大的聚类以＃0标记，这些聚类标识了该研究领域的知识基础结构。网络的模块化是对其整体结构的一个全局性量度，模块化Q值和平均轮廓值是评估网络整体结构性能的两个重要指标［15，16］。Q值0.5515 ＞0.3表示聚类是有效的，0.3275的平均轮廓值表明结果是可信的。以WOS数据库为基础，国际上花生肥料施用文献的关键词共现网络共形成＃0 biochar、＃1 cropping system、＃2 nodulation、＃3 phytoremediation、＃4 bt cotton、＃5 long-term fertilization、＃6 humid tropics、＃7 functional diversity等为标签的8个聚类，Q值0.3707＞0.3显示了聚类的有效性，0.5275的平均轮廓值显示了结果的可信性。

表4 CNKI和WOS数据库中花生肥料施用文献关键词前20位

图2 CNKI数据库中花生肥料施用研究文献关键词聚类图

图3 WOS数据库中花生肥料施用研究文献关键词聚类图

2.4.2 时间线视图分析 时间线视图可展现各聚类发展演变的时间跨度和研究进度。图4为以文献发表年份为X轴、聚类编号为Y轴而得到的花生肥料施用时间线视图，聚类中文献越多，代表所得到的聚类领域越重要［11］。聚类＃0～＃3中文献都较多，说明这些聚类领域很重要，且时间跨度较大。如图5所示，在WOS数据库中，聚类＃0～＃6中文献都较多，显示了这些聚类领域很重要，且时间跨度较大。

3 讨论与结论

本研究以Web of Science核心合集和CNKI期刊数据库为基础数据来源，基于文献计量学及CiteSpace V分析，对花生肥料施用相关研究的年代分布、出版刊物、研究内容及热点等做了全面的比较分析。结果显示：从1990—2020年的近30年间，花生产量及肥料施用量逐年增加，与此相匹配的花生肥料施用研究论文数量也呈上升趋势，2005年之后是花生肥料施用研究成果的快速产出阶段。国内发文机构多为农业及农林类高校和科研单位，集中在农业及学术力量雄厚的省份，如山东省、河南省等，而国际合作是提高科研成果产出水平的有效途径。

基于WOS和CNKI数据库所收录研究文献分析，肥料施用在提高花生产量方面发挥了重要作用，然而其负面影响也日趋明显。提高肥料利用效率、科学降低肥料投入、减少施肥及生产过程的环境污染是当前和今后花生栽培研究的重点和热点之一。结合对研究文献关键词的分析结果，从研究内容上看花生施肥主要有：（1）花生所需营养元素的生理机制。包括：花生所需营养元素种类及其转运吸收规律，花生不同营养元素的缺素症状及纠正方法，幼苗期、开花下针期、结荚期、饱果成熟期等花生全生育期的养分需求特点［17-21］。（2）不同肥料种类的施用效果。施用合理的肥料种类，可促进作物各生育期养分均衡吸收，提高作物光合产物积累，有利于作物产量的提高；不同肥料配施，缓释肥及控释肥等不同肥料种类均对花生生产及生理品质有不同影响［22-25］。（3）花生肥料施用技术研究。适宜的施肥技术有助于科学施入所必需的营养元素，最大限度地提高肥料利用效率，提高花生的产量和品质，减少资源浪费，维护生态环境。目前，我国花生施肥技术主要有：测土配方施肥技术、精准施肥技术、新型肥料施用技术、水肥一体化技术、叶面施肥技术、深耕改土与分层施肥技术等［26-29］。（4）不同生态环境下花生需肥特性。花生种植地理分布广泛，土壤类型及生态环境如旱薄地、盐碱地、酸性土壤等对花生的需肥亦有其独特性质［30-32］。

今后花生施肥研究的重点：（1）完善各地合理施肥推荐。根据各主产区花生田土壤肥力状况，参照有关肥力评价指标和花生目标产量，制定适于当地的肥料推荐施用量和种类，注重大量元素、中量元素和微量元素肥料的配合施用。（2）研发新型高效专用肥。注意研发更为高效和实用的根瘤菌剂，促进花生根瘤固氮作用，减少氮肥的施用。根据花生养分需求特点和肥料释放模式，开发“供需同步”的新型专用肥料，提高肥料利用效率，减少肥料投入量，降低生产成本。（3）加强农机和施肥措施结合。研发适合可靠性、通用性、适用性和兼容性俱佳的花生施肥农机，促进精量施肥、精准供肥，兼顾不同土壤类型、不同种植制度、不同肥料形态，形成适于花生养分利用的标准化农艺农机施肥技术。（4）建立科学高效的花生绿色施肥技术体系。按照各地春花生、夏花生、麦套花生等不同时节及养分吸收特点建立有针对性的绿色高效施肥技术，同时分析制约花生养分利用的限制条件，利用合适的有机肥及调理剂改良土壤的酸化、盐碱及紧实等障碍条件，通过水肥一体、以水调肥等措施解决旱薄地花生肥料效率低下的难题，通过带状轮作、作物秸秆覆盖等措施促进寒冷地区花生生长和肥料养分利用率的提高，从而建立花生绿色高效施肥技术体系，以实现花生高产高效、优质安全、生态环保等理想生产模式。