基于CiteSpace分析花卉栽培基质的研究现状与趋势

白冰洁张影谢修鸿

(1.长春大学园林学院，吉林 长春 130022；2.长春市绿化管理中心，吉林 长春 130062)

花卉作为观赏植物在人们生活、城市生态建设等方面处于不可替代的地位，而花卉生长发育及品质等均受栽培基质的影响。利用基质栽培能为植物提供稳定协调的水、肥、气、热，同时起到支持、固定植株的作用，是花卉优质、高效生产的有效途径。花卉栽培基质中草炭是迄今为止最好的栽培基质之一，但草炭作为不可再生资源，过量的开采和使用必然造成资源耗竭，目前已被限制开采[1]。随着研究学者们对花卉栽培基质研发与应用进行深入探索，基质的研究已经经历4个阶段：即配合基质、标准基质、定制基质阶段及功能基质阶段[2]，已有逐步替代传统土壤的趋势[3]。

随着信息技术的快速发展，文献计量工具能根据文献体系和文献计量特征等参数，利用数学、统计学等定量方法对文献的分布规律、数量关系和文献之间的内在联系进行统计分析。目前文献计量研究常用CiteSpace计量工具对已有研究文献进行分析，并绘制某领域可视化的知识图谱，以此揭示科学技术的某些规律、特征和结构[4]，有效反映出某一领域的研究历程。根据查阅文献发现，目前国内采用文献计量学对花卉栽培基质相关研究较少，可见刘彬等[5]在2015年利用citespace计量工具对园艺学相关文献进行可视化分析。本文利用CiteSpace计量工具对30a来花卉栽培基质的研究历程、发展动态以及研究热点等问题进行可视化分析，为花卉栽培基质的研究现状与热点问题提供相应的借鉴或参考作用。

1 资料与方法

1.1 数据来源及筛选

本文数据样本来源于中国知网(CNKI)学术期刊，在高级检索中输入主题词“花卉”和“栽培基质”，关键词为“花卉”、“栽培基质”、“无土栽培”、“花卉生长”，时间跨度为1991年1月1日—2021年12月31日，学科分类选择“园艺”和“农艺学”，共检索出中文学术期刊论文1863篇，经人工剔除与所述内容无关的学术期刊，最终纳入文献1570篇。

1.2 研究方法

通过文献管理中心将筛选后的文献以Refworks格式导出，文件重命名为download_XX.txt，导入CiteSpace 6.1 R2版本进行转化和分析处理。时间分区(Time Slicing)设定为1991年1月—2021年12月，时间切片(Years Per Slice)为1，节点类型(Node Type)为作者(author)、机构(institution)、关键词(keyword)，筛选标准(selection criteria)为g-index(k=25)，其余设置全部使用软件系统默认值。运用CiteSpace软件进行作者、机构、关键词共现、聚类和突现分析，以及WPS软件进行统计和图示。

2 结果与分析

2.1 发文量分析

年度发文量分布可以在一定程度上反映所研究领域的发展历程以及现状。文献发文量分布见图1，自1991年以来该领域研究处于起步阶段，发文量总体呈小幅度增长；以2004年度为分界点，年发文量开始大幅增加，发文数量为之前2倍以上，并在2012年达到峰值；后2013年再次下降，之后3a内发文数量呈小范围内波动；2017—2018年再次呈现短暂的稳定上升；2019—2021年发文数量再次下降呈现趋于较平缓的稳定状态。

图1 年度发文量分布图

2.2 作者合作分析

作者合作共现图谱见图2，节点大小表示作者发文量的多少；作者间连线表示合作关系，线条越粗表示合作越密切。从发文数量来看，发文量≥4篇的作者共9位，详见表1，其中张启翔、陈义增和杨逢春发文量最多，达6篇。从作者间合作来看，由徐志豪、周国宁、应求是、董耿、王渭荣等组成的小团队主要从事水面无土漂浮基质栽培花卉的研究[6,7]，张启翔、潘会堂、康红梅、唐菁等主要针对切花月季、一品红等无土栽培技术和花卉栽培基质的研究[8-10]。由此可见，国内花卉栽培基质的研究领域初步形成了一批研究领域相对集中的科研群体；大部分发文作者之间交流较少，学者之间的联系较弱。

图2 作者合作网络图谱

表1 文献发表作者(发文量≥4篇)

2.3 发表机构合作分析

机构合作网络图谱见图3，图中节点间连线表示共现关系，连线越粗代表各个机构合作关系越紧密，共现关系越强；节点大小表示发文数量多少。从机构发文数量来看，共13个机构发文量达5篇以上，详见表2，其中北京林业大学发文量最高，达35篇，为研究成果突出的机构，其次为浙江省亚热带作物研究所、云南省农业科学院花卉研究所，分别为9篇和8篇。从机构合作来看，北京林业大学与其他机构联系最紧密，与15个以上机构均有合作关系，其次合作较多的机构为云南省农业科技院花卉研究所、山西农业大学。其他机构间的合作关系大多具有区域性特征，如云南省农业科学院花卉研究所与云南省农业科学院生物技术与种质研究所、云南农业职业技术学院等。其他各节点之间连线比较松散，说明研究机构之间合作比较少，相对分散，联系强度较弱。

图3 机构合作网络图谱

表2 文献发表机构(发文量≥5篇)

2.4 研究热点分析

2.4.1 关键词频数分析

关键词频数在一定程度上代表了研究热点与学术前沿，反映了一定时期的历史和社会环境因素。利用Excel表格汇总关键词出现频率，详见表3，直观显示出关键词出现频率情况。将前10个关键词进行由高到低的排序，可见关键词出现频次均大于30次，其中核心词“花卉”频次最高，为620次；其次为“栽培基质”、“基质”、“无土栽培”等。除核心词外“无土栽培”出现频次在100次以上，表明无土栽培基质方面是花卉栽培相关研究的热点。

表3 关键词共现频数统计表

2.4.2 关键词共现聚类分析

关键词作为学术文献中研究主题和内容的精炼表达，对其进行共现聚类分析将有助于进一步挖掘某一领域的研究热点。

2.4.2.1 关键词共现分析

在CiteSpace软件中选择节点“Keyword”，建立其共现关系,见图4。由图4可见，各关键词紧密度较低；“花卉”的中心度最高，其次为“栽培基质”，除核心词外，对关键词“无土栽培”关注较多，表明无土栽培基质方面为该研究领域的研究重点，与表3结果一致。

图4 关键词共现图谱

2.4.2.2 聚类分析

在关键词共现网络基础上对关键词进行提取得到聚类图谱,见图5，利用Excel表格汇总聚类关键词，详见表4。由图5、表4可见，前10个较大的聚类分别为“#0花卉”、“#1基质配方”、“#2生长发育”、“#3温度”、“#4引种”、“#5无土栽培基质”、“#6无土栽培”、“#7盆栽”、“#8可持续利用”、“#9设计”、“#10产量”，其中聚类0、4、7分别为花卉、引种和盆栽，包含的主要关键词为养护、万寿菊、兰花、温室、多肉、病虫害等；聚类1、5、6、8、9分别是基质配方、无土栽培基质、无土栽培、可持续利用和设计，包含的主要关键词为保水剂、无土栽培技术、代用基质、营养液等；聚类2、3、10分别为生长发育、温度和产量，主要关键词为习性、环境因子、养护管理、品质等。表明1991—2021年花卉栽培基质学术期刊论文主要集中在无土栽培基质以及对植物生长发育和产量影响等方面的研究，代表了这一时期的主要研究热点。

图5 关键词聚类图谱

表4 关键词聚类统计表

2.4.3 关键词突现分析

突变词频分析有助于发现某一研究领域的时间趋势，以此了解研究的前沿动态。利用Excel表格汇总前10个突现关键词，详见表5，由表5可见，1993—2008年度主要与“组织培养”、“基因工程”及“组培苗”[11]有关，表明早期研究领域中组织培养方式育苗及其栽培基质、基因工程方面是较为关注的主题；2008—2013年度，关键词“栽培管理”、“红掌”[12]以及“栽培”开始陆续突现，提示该时期主要集中红掌等栽培基质的研究、花卉的园林应用及后期栽培管理方面；2013—2021年度转移到“园林”、“病虫害”、“生长指标”等方面，表明花卉的生长指标及品质开始成为重点研究对象。

表5 突现关键词统计表

3 结论

本文运用CiteSpace软件对30a来CNKI期刊数据库中关于花卉栽培基质研究的1570篇中文期刊文献分别从年度发文量、作者合作、研究机构合作、关键词频数、关键词共现、关键词聚类、关键词突现等方面进行分析，结果如下。

发文量变化可见明显的2个阶段：1991—2003年度间，由1991年度起步，发文量小幅增加，最高年发文量为30篇；2004—2021年度间，发文量大幅增加，均不低于50篇，最高年发文量于2012年达到峰值，为108篇。

本领域发文的作者较多，其中张启翔、陈义增和杨逢春发文量最多；北京林业大学是本领域研究突出机构，与其他机构合作密切，部分合作呈现区域性特征。但大部分发文作者及机构之间交流较少，联系强度较弱。

从关键词频数来看，关键词词频最高的是核心词“花卉”，除核心词外无土栽培基质方面是花卉栽培相关研究的重点；从关键词共现图谱来看，对关键词“无土栽培”关注较多，表明无土栽培基质方面为该研究领域的研究重点，与频数结论相似；从关键词聚类来看，排名前10的关键词聚类为“#0花卉”、“#1基质配方”、“#2生长发育”、“#3温度”、“#4引种”、“#5无土栽培基质”、“#6无土栽培”、“#7盆栽”、“#8可持续利用”、“#9设计”、“#10产量”，表明1991—2021年花卉栽培基质学术期刊论文主要集中在无土栽培基质以及对植物生长指标和产量影响方面的研究，代表了近30a来花卉栽培研究的主要研究热点；从关键词突现来看，近年来“病虫害”、“生长指标”等关键词突现强度高，表明花卉的生长指标及品质开始成为重点研究对象，位于重要前沿领域之一。

4 现存主要问题及发展趋势

4.1 现存主要问题

4.1.1 草炭替代栽培基质的开发难度大

尽管目前利用废弃物代替草炭开发园艺栽培基质已取得了一些研究进展，但仍存在一定问题和局限性，如有专家学者的研究表明，有机废弃物作为花卉栽培基质具有可行性，但有机废弃物原料本身携带重金属、病原菌等，或发酵过程中可能产生不利于植物生长的有害物质，导致脱毒处理及研发难度较大。

4.1.2 基质标准化生产缓慢

由于栽培基质来源不一、种类多样，给基质的标准化生产带来了阻碍，目前尚未形成规范的基质生产流程，基质难以大规模生产利用。对于成型基质产品也缺乏系统的检验标准，基质产品质量差异明显，利用效率低下。且由于我国地域辽阔，气候多变，导致栽培基质在不同地区不一定同样适用。

4.1.3 基质研究相对滞后

我国对园艺栽培技术研究起步较晚，技术相对不够成熟，虽然近年来部分研发成果开始投入生产应用，但由于基质改良创新性不足、腐熟度评价指标不明确等因素导致其不能满足高低端市场的需求。且花卉品种更新较快，基质研究不能与花卉品种的更新同步[13]。

4.2 发展趋势

近年来，随着我国对农业园艺基质栽培的重视，使得花卉栽培基质的研究进入了全新的发展阶段，使其生产向多元化、无公害化及高效经济的方向发展。当前主要发展趋势有以下方面。

4.2.1 草炭代用基质的研究

由于对草炭资源的保护，国内外均开展可替代草炭的生态型栽培基质的研究，主要对生产中理化性质稳定、原材料来源广泛、无污染的基质代替草炭进行花卉栽培的研究。如近年来国内对农林废弃物代替草炭、椰糠作为栽培基质育苗的研究与利用取得一定的使用效果，其理化性质及保水保肥等各种指标上均达到了理想栽培基质的要求[14,15]，具有显著的开发潜力。

4.2.2 基质标准化、无害化的研究

目前新型基质材料的开发成为基质研究的热点，各材料的开发模式也逐渐成形，但基质生产中的各个环节尚没有实现统一化和标准化，其主要原因在于原料的开发模式、产地、批次、加工工艺等均存在不同程度的差异。产地不同及发酵工艺不同等容易导致有害成分不明确、不稳定、难以控制，如何脱除基质中有害物质成为目前基质开发过程的一个难题；且基质在使用过程中可能累积的根系分泌物和盐分可能对植物生长不利，再次使用时需进行清洗、消毒等处理，因此基质再利用的处理方式也需要进一步探究。

4.2.3 开发商品化栽培基质及混配基质的筛选研究

采取产业化生产方式，生产出标准的有机基质及商品，才能发挥其应有的质优、高产、高效益的效果。单一基质较混配基质存在一定理化性质的缺陷，开发出合理应用的混配方式也是今后的研究重点之一。

4.2.4 加强研究作者和机构之间的深入合作

目前我国学者对花卉栽培领域从多领域开展广泛、深入的研究，整个研究系统正逐渐完善。但作者间联系强度较弱，研究机构之间合作也相对分散，未来应不断加强交流合作，推动我国花卉栽培基质领域的研究和可持续发展。