基于文献计量的甘薯栽培学科研究现状及热点分析

张海燕 解备涛 段文学 孟静 唐研 梅林 孔庆富 王磊 汪宝卿 张立明

摘要：基于文献计量法，利用检索到的2010—2019年的1658条WebofScience（WOS）和1840条中国知网（CNKI）文献，使用CiteSpace软件，从国家、机构、作者、关键词和引文等角度，对甘薯栽培学科的相关文献进行可视化计量分析，多维度展示学科的研究动态与发展历程。WOS数据显示：相关SCI文献数量呈上升趋势，2015年和2017年增速明显，2019年达到峰值;CNKI统计表明国内相关文献数量整体比较平稳，说明甘薯栽培学科已逐步走向成熟。SCI文献数量中国位列首位，中国、美国、韩国、日本和巴西发文总量占全部文献量的52%，国际间科研合作非常密切。国际上共有347家科研机构发表过与甘薯栽培学科相关的SCI文献;国际上发表过甘薯栽培学科SCI文献的作者共有444位，发文量最高的作者发文45篇，高产作者之间合作关系密切，说明科研合作可促进成果产出;国内发文量超过5篇的作者共有98位，发文量最高的作者发文41篇，国内作者的中心度为零，跨单位科研合作需要进一步加强。国际相关研究热点主要集中在栽培、花青素、淀粉、理化性质、抗逆等方面;国内主要集中在栽培、品质、紫甘薯、脱毒、薯苗、产量、施肥等方面。国际上甘薯栽培学科的研究前沿为新品种栽培技术、营养成分及功能、抗性以及延长贮藏方式等，研究热点和研究前沿之间存在交叉;国内相关研究前沿为抗逆性、品质、营养价值、间作、地膜种植等方面。

关键词：甘薯;文献计量;栽培学科;研究现状;研究热点

甘薯（IpomoeabatatasLam）系旋花科甘薯属中的一个栽培种，俗称红薯、白薯、番薯、地瓜、山芋、红苕等[1]。甘薯起源于墨西哥以及从哥伦比亚、厄瓜多尔到秘鲁一带的热带美洲，16世纪末引入中国，明代的《闽书》《农政全书》、清代的《闽政全书》《福州府志》等均有相关记载。甘薯对生长环境要求不严苛，生长期短，种植范围较广，这奠定了甘薯全球主要粮食作物的地位[2]。世界甘薯主要产区分布在北纬40°以南，栽培面积以亚洲最多，非洲次之，美洲居第3位。甘薯是全球第七大粮食作物，也是我国第五大作物，具有高产、稳产和多用途特点。虽然甘薯作为粮食的地位逐年下降，但由于其淀粉加工前景较好以及富含胡萝卜素、花青素等营养保健功能成分而备受消费者重视，全球学者因而开展了广泛且有深度的研究，为甘薯保健功能开发作出了重要贡献[3]。

本研究采用文献计量学方法，以WebofScience（WOS）核心合集和中国知网（CNKI）为统计数据源，从国家、机构、作者、关键词和引文等角度，对甘薯栽培学科的相关文献进行可视化的计量分析，多维度展示学科的研究动态与发展历程，为甘薯栽培研究工作的开展提供数据支撑。

1数据来源与研究方法

国际文献数据来源于科睿唯安WOS核心合集ScienceCitationIndexExpanded数据库（http：//www.webofknowledge.com），国内文献数据来源于CNKI中国学术期刊全文数据库（http：//www.cnki.net）。检索时间为2020年7月23日，样本文献时限为2010—2019年。

利用文献计量分析工具CiteSpace[4]统计、分析数据，在文献计量的基础上形成可视化的研究结论，利用发文规律分析学科领域的热点和前沿。

2国际文献分析

在WOS核心合集中构造检索表达式，TS=[（sweetpotatoorsweetpotato）AND（storagerootORyieldORrootsORrootzoneORsourcesinkrelationshipORwaterORfertilizerORnitrogenfertilizerORphosphatefertilizerORpotassiumfertilizerORchemicalfertilizerORorganicfertilizerORgreenmanureORbacterialmanureORmicronutrientsfertilizerORvirusfreeORcultivationORdensityORridgeORmulchingfilmORlightsimplifiedORdroughtORdroughttoleranceORalkaliORsaltORfloodinjuryORfreezinginjuryORcroppingsystemORplantingsystemORrotationsystemORinterplantORintercroppingORuniconazoleORpaclobutrazolORchlormequatORdiethylaminoethylhexanoateORchemicalregulationORhightemperatureORshadingORantioxidantORlowoxygenORhydroponicallygrowORmepiquatORDPCORbrassinORagronomicORsoilORnutrientORphysiological）]NOTTS=（breedingORdiseaseORpestORprocessingORmachining），利用分析工具對数据进行清洗、去重，最终得到与甘薯栽培学科相关的SCI文献共1658篇。

2.1国际文献时间分布

2010—2019年，甘薯栽培学科相关SCI文献数量总体呈现增长趋势（图1）。2010—2014年发文量增长较缓，年均128篇左右;2015年以后发文量增速加快，尤其是2015年和2017年增速尤为突出，2019年达到峰值，发文256篇。

2.2国际文献空间分布

2010—2019年共有109个国家/地区发表过甘薯栽培学科相关的SCI文献。中国发文量居各国之首，共发表517篇文献（表1），发文量超过100篇的国家还有美国（246篇）、韩国（144篇）、日本（121篇）、巴西（113篇）

利用CiteSpace软件分析获得国家合作关系知识图谱（图2）。图谱呈复杂网络状，表明甘薯学科的国际间科研合作非常密切。美国产出文献中心度最高，为0.42，说明与其他国家/地区的科研合作关系最为紧密;中国产出文献中心度为0.30，与其他国家/地区的合作关系较为紧密，但从合作的广泛性角度来看，我国仍需进一步加强。其他产出文献中心度较高的国家还有意大利（0.21）、法国（0.20）、德国（0.14）、日本（0.13）和尼日利亚（0.13）。

2.3国际文献机构分布

国际上共有347家科研机构发表过与甘薯栽培学科相关的SCI文献，其中发表文献数量排前20位的机构如表2所示。中国农业科学院发文最多，共有57篇，其他发文量较高的机构还有中国农业大学、中国科学院、北卡罗来纳州立大学、韩国生物科学研究所以及西南大学等。这些机构大都分布在亚洲和美洲，均为世界甘薯的重要产区，可见农业研究内容与当地农作物种类有较强的相关性。

2.4国际文献作者分布

国际上发表过甘薯栽培学科SCI文献的作者共有444位，发文量最高的作者发文45篇。根据普赖斯定律（最高产作者的发文量），该学科核心作者发文量应在5篇以上，共有55位作者，前20位作者见表3。利用CiteSpace绘制作者分布知识图谱（图3），可以发现以KwakS.、LeeH.、ZhaiHong、LiuQingchang以及JeongJ.C.等高产作者为核心，形成的连线复杂而又密集，说明科研合作可促进成果的产出。

2.5国际文献研究热点与前沿分析

2.5.1研究热点 利用CiteSpace建立高频关键词表（表4），对高被引关键词进行时间序列的突发性探测（图4），可以发现高频关键词除了甘薯及其类似表达外，还有anthocyanin、physicochemicalproperty、plant、starch等，说明甘薯栽培、花青素、淀粉、理化性质等是关键性的研究要素。共被引文献聚类知识图谱（图5）显示主要聚类有sweetpotatoes、purplesweetpotato、betacarotenehydroxylase、chlorpromazine、saltanddroughttolerance、croptolerance、starch、antioxidativeenzyme以及storageroots等，可以看出高频关键词和引文聚类是基本吻合的。从甘薯栽培学科国际文献研究热点可以看出，近年来甘薯栽培主要聚焦花青素、淀粉、胡萝卜素等品质生理研究，而抗旱、耐盐等栽培生理研究已成为新的研究热点。

2.5.2研究前沿 关键词时间序列图谱（图6）形成antioxidantcapacity（抗氧化能力）、tuberstarches（块根淀粉）、sweetpotatoyield（甘薯产量）、vinesilage（藤青贮料）等主要聚类，结合近几年出现的关键词，如resistantstarch（抗性淀粉）、plantgrowth（植株生长）、sweetpotatovine（甘薯蔓）、microstructure（显微结构）、molecularstructure（分子结构）、highhydrostaticpressure（高静水压）、sweetpotatoprotein（甘薯蛋白）、bioactivecompound（生物活性物质）、chlorophyllfluorescence（荧光指标）、abioticstresstolerance（抗逆性）、antidiabetic（抗糖尿病）、shelflife（贮藏寿命）等，可以看出近年来甘薯栽培学科的研究前沿为新品种新技术、营养成分及功能、抗性以及延长贮藏方式等，研究热点和研究前沿之间存在交叉。由此可见，甘薯栽培学科的研究前沿主要集中在抗氧化能力、生物活性物质、淀粉、荧光指标等生理生化特性以及抗逆性机制研究。

3国内文献分析

以中国学术期刊全文数据库（CNKI）作为数据源，使用专业检索，数据库来源类别为“学术期刊”跨库检索，检索表达式设置为：SU=（‘块根’+‘产量’+‘品质’+‘根系’+‘水分’+‘氮’+‘钾’+‘磷’+‘栽培’+‘密度’+‘地膜’+‘栽插’+‘旱’+‘盐’+‘涝’+‘冷’+‘轮作’+‘间作’+‘套作’+‘烯效唑’+‘多效唑’+‘矮壮素’+‘胺鲜酯’+‘化学控制’+‘高温’+‘遮阴’+‘抗氧化’+‘低氧’+‘水培’+‘缩节胺’+‘芸苔素’+‘壟’+‘生长’+‘发育’+‘农艺’+‘土壤’+‘绿色’+‘养分’+‘生理’+‘高产’）‘甘薯’-‘育种’-‘繁育’-‘选育’-‘病害’-‘虫害’-‘加工’-‘除草剂’-‘品种’，清洗后得到有效文献1840篇，以此作为中文文献的研究样本。

3.1国内文献年份分布

2010—2019年国内甘薯栽培学科发文量整体呈现轻微回落趋势（图7）。2013年发文量达到峰值，为211篇，2019年发文量最低，为158篇，其他年份发文量虽有升有降，但未出现大幅度波动，说明甘薯栽培学科已经过萌芽期和快速发展期，逐渐进入平稳发展的成熟期。发文情况从追求高量向追求高质转变，是一个学科走向成熟的重要标志。

3.2国内文献机构分布

国内研究甘薯栽培学科的机构中发文量最高的为青岛农业大学，共51篇，其次是中国农业科学院甘薯研究所、江苏徐淮地区徐州农业科学研究所。发文量前20位的机构中省级农业科学院有山东、江苏、四川、浙江及湖北（表5）。

3.3国内文献作者分布

国内研究甘薯栽培学科的学者中，发文量最高的作者发文41篇。根据普赖斯定律N=0.749η槡max，ηmax=41，核心作者发文量为5篇以上，共有98位核心作者，其中发文量前20的作者见表6。利用CiteSpace绘制作者分布知识图谱（图8），可以发现国内学者中心度均为零，并且各节点之间合作网络松散，高密度的合作网络大多出现于科研实力强的单个研究机构或科研团队内部，说明国内学者之间缺少密切合作，跨单位的成果互动和交流需要进一步加强。

3.4国内文献研究热点与前沿分析

3.4.1研究热点 利用CiteSpace建立高频关键词表（表7），对高频关键词进行时间序列的突发性探测（图9），绘制关键词共现知识图谱（图10），可以看到除主题概念名词“甘薯”外，高频关键词包括产量、栽培技术、紫甘薯、品质、高产、无公害、栽培、農艺性状以及高产栽培等，可在一定程度上代表近十年的研究热点。

结合关键词共现分析，研究热点主要体现在三个方面。①基础研究：包括产量、品质、农艺性状、光合特性等;②技术与方法研究：包括高产栽培技术、无公害栽培、地膜覆盖、脱毒技术和施肥技术等;③应用研究：包括紫甘薯、栽培效益、花色苷等。从关键词时间序列的突发性探测来看，研究重点从甘薯的生产、种植技术向高产、稳产、间作方式转变，整体呈现可持续的良好发展态势。近十年来，以绿色、高产、优质为目标，科研工作者从基础理论到应用技术进行了大量研究，主要集中在产量品质协同提高、良种良法配套、农机农艺融合等方面，形成了一系列实用技术，如地膜覆盖、配方施肥、脱毒快繁等，与文献跟踪的研究热点吻合。

3.4.2研究前沿 关键词时间序列图谱（图11形成甘薯、栽培技术、产量、甘薯种植和紫甘薯等主要聚类，结合近几年出现的关键词，如商品率、测土配方、连作、抗旱性、地膜、黄酮等，可以看出产量和抗逆性研究是学科中持续存在的热点，新品种栽培技术、区域栽培技术和营养价值研究热度逐渐上升，而智能化的栽培技术和甘薯商用价值的发掘成为研究前沿。近十年来，甘薯栽培学科研究前沿主要集中在高效施肥、连作障碍缓解、紫甘薯高效利用以及地膜覆盖增产机理等方面，与文献跟踪结果吻合。

4研究态势分析

甘薯作为粮饲兼用作物，为解决中国经济欠发达地区的温饱问题和食物安全做出了重要贡献。甘薯因丰产性好、适应性广、经济效益高、保健功能强，种植面积稳步回升，消费需求逐年递增，已发展为集粮食、饲料、能源、药用保健和工业原料为一身的经济作物，在促进农业结构调整、优化产业区域布局、促进农业持续增收方面发挥着重要作用[5]。基于以上文献计量分析结果，可以看出国内甘薯栽培学科领域的研究已渐趋接轨国际，不仅发文量跃居世界首位，高被引文献数量也大有突破，这意味着我国公开发表的学术成果越来越得到国际认可，发文数量与质量齐头并进，学科发展走向成熟。

从发文量角度，近10年国内甘薯学科发文年均稳定在150～200篇次之间，未出现大起大落的情况，而国际方面，SCI发文数量十年间增长了1倍，中国以517篇的数量遥遥领先。表明我国甘薯学科在国际上已崭露头角并呈现良好的发展势头，我国正从农业大国向农业强国迈进。然而从科研合作角度，国内机构与学者的中心度均较低，没有明显优势，需要在将来的研究中加以重视，增强科研走出去能力，加强与国内外的交流与合作。

对于国内甘薯学科的科研人员而言，应加强对韩国生物科学研究所、美国北卡罗来纳州立大学、密西西比州立大学等研究机构的关注，它们在甘薯研究领域整体水平较高，成绩卓越，在国际上具有较强影响力，值得专家学者们跟踪研究。在中文文献中，青岛农业大学、中国农业科学院甘薯研究所、江苏徐淮地区徐州农业科学研究所、山东农业大学、山东省农业科学院作物研究所、西南大学、山东省农业科学院等在发文量上处于领先地位，在国内具有一定学术影响力，值得国内同行取经学习。从文献研究内容统计可以看出，甘薯食用方面的研究一直备受国内外广泛关注;食品科学类、植物科学类的SCI文献较多，更偏向基础研究;国内文献内容多涉及与甘薯产业和生产联系较紧密的农学和植保等应用研究。鲜食、特用（紫肉、叶菜用）甘薯将是研究的重中之重，围绕紫薯、淀粉、花青素、品质和叶菜用甘薯等开展的生理生化、分子生物学、贮藏保鲜、绿色高效栽培技术研究将成为研究热点。