基于CNKI的中国小麦倒伏研究文献计量分析

张 林，陈 翔，李金才

（安徽农业大学 农学院，安徽 合肥 230036）

小麦（Triticum aestivumL.）是我国重要的粮食作物，其稳产丰产对维护社会稳定和保障粮食安全具有重要意义。随着我国人口不断增加，实现小麦自给自足的根本出路在于不断提高小麦单产。然而近年来随着全球气候变化加剧，持续性降雨及大风等极端天气频发，使小麦在生育中后期易发生倒伏。目前，全世界每年因倒伏造成的小麦减产问题普遍存在［1−3］。据统计，我国每年因倒伏造成的小麦产量损失达2×1010t［4］，直接经济损失在33亿元左右。2016年上海市宝山区小麦倒伏面积达54.1 hm2，占种植面积的12.0%，2017年滨州市小麦倒伏面积约4.42×104hm2，造成直接经济损失约1.6亿元［5］。生产中倒伏现象的发生，不仅影响小麦的机械化收获，也会使群体小环境恶化，进而降低小麦籽粒产量和品质。因此，倒伏已经成为制约小麦稳产、高产和优质的重要因素之一［6−7］。

当前，国内外学者从倒伏的生理、分子、栽培措施抗倒等方面进行了大量研究，陈晓光等［8］认为种植密度过高会导致小麦植株的C/N显著降低，易倒伏；李金才等［9］和魏凤珍等［10］认为小麦茎秆基部节间转运的贮藏物质随着播种密度的增大而增多，并且转运时间越早，对植株的抗倒伏性能影响越大；而且茎秆的抗倒伏性能与植株高度、基部节间长度、节间粗度、壁厚和茎秆直径等生理指标密切相关［11−14］，尤其与维管束数量、导管壁厚度、厚壁组织细胞层数及木质化程度等呈正相关关系［15］；Kong等［16］研究发现机械组织宽度可用来解释99%抗倒伏变异性。总体来说，目前基于传统农艺措施和抗倒伏评价指标方面对小麦倒伏已有深入研究，而在相关表型性状、分子机理和基因调控等方面的研究虽取得一定进展，但对保障小麦稳产丰产和抗倒品种筛选等方面来说却远远不够。因此从基因型角度阐明作物抗倒伏机理并将其应用于生产，茎秆力学指标调控机理的研究和小麦抗倒评价体系的构建将成为小麦抗倒伏研究的新方向［17］。

文献计量学可从核心机构、核心作者、高被引文献、关键词等方面客观地从宏观角度来分析总结某学科研究热点，从而为管理决策人员、科学研究人员等提供学科发展信息［18］。例如：Giraldo等［19］基于文献计量学分析了全球小麦的研究态势；陈翔等［20］基于文献计量学分析了小麦低温逆境领域的研究进展；张学江等［21］基于文献计量学分析了小麦条锈病领域的研究态势；刘秋霞等［22］基于Web of Science分析了小麦响应全球气候变暖的研究概况。由此可见，前人对小麦的诸多领域已进行计量分析，但对小麦倒伏领域却鲜有报道。

本研究以中国知网（CNKI）为数据源，利用文献计量学方法和Cite Space信息可视化软件对2000−2020年发表的小麦倒伏文献进行分析研究，从文献计量学的角度，阐述国内小麦倒伏领域近20年的研究进展，旨在把握该领域未来研究热点及方向，并为我国小麦优质高产提供理论参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

中国知网全称中国学术期刊网络出版总库（https：∥www.cnki.net），是目前国内最大的数据库。本研究以中国知网（CNKI）为数据源，以“小麦”并含“倒伏”为主题词进行检索，时间跨度为2000年1月1日至2020年12月31日，数据采集时间为2021年8月1日。共检索到1 568篇文献，将重复发表的文献、征稿启事、会议、报纸、政府文件、企业标准等文献排除，最后得到与主题密切相关的681篇文献进行分析。

1.2 研究方法

Cite Space软件是陈超美教授研发设计的一款能够将某一知识领域的演进历程集中展现在引文网络图谱上，并把图谱上作为知识基础的引文节点文献和共引聚类所表征的研究前沿热点标识出来［23］。本研究利用Excel 2016软件和CiteSpace5.0.R4信息可视化分析软件对相关文献进行整理、统计及制作相关图谱。对检索出的文献年发文数量、研究机构、发文作者、期刊分布、被引频次、资助基金及研究热点等方面进行分析。

2 小麦倒伏科研产出分析

2.1 年度发文量分析

年度发文数量可直接体现某一时间段内学术界对某领域的关注程度，经统计分析的年度发文趋势见图1。从总体上看，近20年我国小麦倒伏领域总发文量681篇，整体呈先升高后降低的趋势。2000−2007年该领域发文数量虽波动较大，但发文数量整体偏少，年均发文数量18篇/年。2008−2017年该领域发文数量较前几年明显上升，共发文425篇，占发文总量的62.41%，且2012年达到最高的57篇，其中2013年该领域发文数量为34篇，低于年平均发文数量43篇，出现个小低谷，2014年又出现了回升趋势。2018−2020年该领域发文数量逐年递减，这可能是因为我国小麦倒伏研究达到了一个较高的水平，转而向国际期刊上投稿发表，并且大部分国内期刊都逐渐从追求论文数量向注重论文质量转变。

图1 2000-2020年我国小麦倒伏领域年度发文数量及其占发文总量比例Fig.1 The annual number of documents issued in the field of wheat lodging in China from 2000 to 2020 and its proportion in the total number of documents issued

2.2 研究机构分析

对研究机构进行统计分析，可直观反映其分布情况、合作交流程度及科研能力。从CNKI数据库中筛选的681篇文献共涉及480个研究机构，其中高等院校73家，发表文献176篇，占发文总量的25.84%；科研院所88家，发表文献120篇，占发文总量的17.62%；其他机构包括企业和无机构信息319家，发表文献385篇，占发文总量的56.53%。由图2可知，发表1篇的研究机构413家，发表2篇的有42家，发表3～5篇的有14家，发表6篇以上的有11家。

图2 2000-2020年小麦倒伏领域研究机构发文数量分布Fig.2 Distribution of documents number issued by research institutions in the field of wheat lodging from 2000 to 2020

2000−2020年小麦倒伏领域发文量前10的研究机构见表1。由表1可知，发文量前10的研究机构主要是高等院校，这10所研究机构共发文90篇，约占总发文量的13.22%。其中山东农业大学以19篇的发文量遥遥领先，占发文总量的2.79%，其次是西北农林科技大学和河南科技学院，发文量分别为11和10篇，占总发文量的1.62%和1.47%。从总被引次数和篇均被引次数来看，山东农业大学、山西农业大学和河南农业大学均较高，而安徽农业大学的发文量虽较少，但篇均被引次数排在第三，说明这几所研究机构在小麦倒伏领域的科研实力和影响力较强。研究机构所处地区大部分都是我国小麦的主产区，同时也是经济较发达地区。

表1 2000-2020年小麦倒伏领域发文量前10的研究机构Tab.1 Top 10 research institutions of documents number issued in the field of wheat lodging from 2000 to 2020

利用Cite Space软件分析得到的研究机构共现图谱见图3。目前国内小麦倒伏领域的科研机构合作并不密切，大多数的合作发生在区域内的科研机构之间。例如，江苏省农业科学院农业生物技术研究所和南京农业大学农学院、石河子大学农学院和新疆农业科学院科研管理处等之间的合作。在未来，国内小麦倒伏领域研究机构应加强科研合作，促进小麦倒伏领域研究高质量发展，提高国家粮食安全保障能力。

图3 我国小麦倒伏领域研究机构分布的知识图谱Fig.3 Knowledge map of the distribution of research institutions in the field of wheat lodging in China

2.3 发文作者分析

对发文作者进行统计分析，不仅可了解个人科研水平，也可从侧面了解作者所在单位对某领域的研究情况。基于CNKI数据库中筛选的681篇文献共涉及第一作者592位，其中发表1篇文献的作者549位，发表2篇的作者27位，发表3篇的作者7位，发文量4篇及以上的作者如表2所示。来自河南农业大学的袁志华以发文量7篇、总被引次数287次和篇均被引次数41.00次均位于首位；来自河南科技学院的冯素伟以发文量5篇排名第3，但论文总被引次数和篇均被引次数均排在第2，分别为126次和25.20次，可见其论文具有较高的影响力和参考价值。

表2 2000-2020年小麦倒伏领域发文量4篇以上的作者Tab.2 Authors with more than 4 papers in the field of wheat lodging from 2000 to 2020

从国内小麦倒伏领域发文作者分布图谱（图4）可知，发表论文较多与被引次数较高的研究者一般都有团队，稳定的团队合作关系是他们发表高质量论文的重要保障，例如：河南农业大学的袁志华、李慧琴团队，安徽科技学院的邵庆勤、李文阳团队，河南科技学院的冯素伟、胡铁柱团队，安徽农业大学的李金才、魏凤珍团队等。

图4 我国小麦倒伏领域发文作者分布的知识图谱Fig.4 Knowledge map of the distribution of authors in the field of wheat lodging in China

2.4 发文期刊影响力分析

对发文期刊来源进行统计分析，可为研究人员快速查找小麦倒伏领域的研究文献以及论文撰写和投稿期刊的选择提供依据［24］。从CNKI数据库中筛选的681篇与倒伏相关的文献共来源于160类中文期刊，可见该领域期刊分布广泛。经统计分析排名前10的期刊主要以省级期刊为主（见表3）。发文量排名前3的期刊依次为《现代农业科技》（59篇）、《麦类作物学报》（35篇）和《农业科技通讯》（33篇），分别占总发文量的8.66%、5.14%和4.85%。其中《麦类作物学报》总被引次数和篇均被引次数明显高于其他期刊，说明《麦类作物学报》所刊发的文献具有较高的影响力和研究水平。

表3 2000-2020年小麦倒伏领域发文量前10的期刊Tab.3 Top 10 journals of documents number issued in the field of wheat lodging from 2000 to 2020

2.5 论文被引次数分析

对论文被引次数进行统计分析，可在一定程度上反映该论文在某领域的科研价值与影响力。2000−2020年小麦倒伏领域被引次数前10的高被引文献如表4所示，这10篇文献总被引次数1 819次，篇均被引次数181.9次。单篇被引次数最高达272次，是来自安徽农业大学的李金才等［9］于2005年发表在《作物学报》的《播种密度对冬小麦茎秆形态特征和抗倒指数的影响》，该文章报道了小麦基部三节间的健壮程度与小麦抗倒关系最为密切。排名第2的被引次数达230次，是来自安徽农业大学的魏凤珍等［10］于2008年发表在《作物学报》上的《氮肥运筹模式对小麦茎秆抗倒性能的影响》，报道了在氮肥运筹模式下茎秆抗倒指数可作为小麦抗茎倒伏能力的综合评价指标，对生产中抗倒伏品种的鉴定筛选具有重要指导意义。来自河南农业大学的袁志华等［25］于2002年发表在《农业工程学报》上的《作物茎秆抗倒伏的力学分析及综合评价探讨》以222次被引次数位列第3，该文章报道了多种农作物都可以用临界力作为农作物抗倒伏能力评价的通用指标。此外，这10篇文献被引次数排名前10，说明这10篇文献在小麦倒伏领域具有较高影响力和科研价值。

表4 2000-2020年小麦倒伏领域被引次数前10的论文Tab.4 Top 10 cited papers in wheat lodging field from 2000 to 2020

2.6 资助基金来源分布

文献基金资助情况可直观反映国家和政府对某领域的重视程度。基于CNKI数据库中筛选的681篇文献共有209篇文献受基金资助，占发文总量的30.69%。将基金来源进行统计，可分为国家级基金（107篇）、省部级基金（68篇）、其他基金（34篇）3类（见图5），分别占受基金资助文献的51.20%、32.54%、16.27%，可见国家级基金是小麦倒伏领域研究资助的中坚力量，在一定程度上促进了小麦倒伏领域研究的不断深入和发展。

图5 我国小麦倒伏领域论文基金来源分布Fig.5 Distribution of fund sources of papers in the field of wheat lodging in China

2.7 研究热点分析

关键词是文献的核心，对其统计分析可发现该领域的发展规律和研究热点。利用Cite Space软件分析得到的关键词共现图谱如图6所示，中心度较高的关键词有小麦、冬小麦、倒伏、抗倒性、产量等。

对高频关键词进行分析得到2个研究热点：①小麦高产抗倒性的实现途径，包括合理的种植密度、科学的栽培技术和茎秆强度的提高等；②小麦倒伏的原因及预防措施，包括冻害、虫害等造成小麦倒伏，而倒伏的预防措施主要以无人机遥感进行监测、水肥的合理运筹等。

图6 我国小麦倒伏领域关键词共现的知识图谱Fig.6 Knowledge map of keyword co-occurrence in wheat lodging field in China

3 结论与建议

本研究以中国知网（CNKI）为数据库，运用CiteSpace软件对检索的681篇文献进行分析，得出以下主要结论。

1）从发文数量及作者来看，中国小麦倒伏研究领域发展迅速，文献数量整体呈上升趋势，超过一半的论文发表于2013年以后。小麦倒伏领域的研究机构主要是高等院校和科研院所，2000−2020年发文量共296篇，占总发文量的43.47%，排名前三的是山东农业大学、西北农林科技大学和河南科技学院，且机构所处地都是农业大省，尤其是河南省小麦常年种植面积约为5.7×106hm2，占全国种植面积的24.05%，说明该领域的科技工作者主要以田间试验为基础，以此解决实际生产问题，保障小麦稳产丰产。该领域高产作者主要有袁志华、王玉堂和冯素伟等，他们大部分都有着稳定的团队合作关系。但研究机构之间的合作并不紧密，且地域局限性较大，相关学科交叉合作较少，因此各研究机构与各学科间应加强多元合作关系，协同创新，取长补短，打造高水平研究团队，增加科研竞争力。

2）从期刊分布来看，我国小麦倒伏领域的论文主要发表在《现代农业科技》、《麦类作物学报》和《农业科技通讯》上，其中《现代农业科技》刊发文献最多，《麦类作物学报》的总被引次数和篇均被引次数居于首位，而《作物学报》发文量虽较少，但前10高被引论文中前2篇就来自于《作物学报》，说明《作物学报》和《麦类作物学报》上发表的文献在小麦倒伏领域具有一定的权威性和影响力。因此笔者建议小麦倒伏领域的科研工作者在论文投稿以及广大学生在阅读相关文献时应积极关注这两类优质期刊。

3）从基金资助来看，有209篇文献获得资助，占发文总量的30.69%，其中国家级基金资助占51.20%，数量过半，说明国家基金项目在推动该领域发展过程中起到了主要作用。与此同时，地方政府也应加大科研投入，增加对科研工作者的支持力度，增强技术创新能力，为小麦倒伏研究提供经济保障。

4）从研究热点来看，抗倒伏品种的选育和栽培技术的不断优化是该领域的主要研究方向。研究者们从不同播期、种植密度和水肥运筹等农艺措施方面对小麦倒伏的研究甚广，而从信号转导、分子标记和基因调控等方面对小麦倒伏的研究还较少。倒伏是一个综合、复杂的现象，不仅与自身基因型有关，也与自然环境相关。在小麦抗倒伏相关性状研究中，单个性状的分子机理研究已取得较大进展，而多性状协同应对小麦倒伏生理机制的研究报道较少［17］。此外在信号转导途径中，环鸟苷酸（c GMP）等第二信使以及多种激素途径协同调控与抗倒伏性状之间的关系需进一步研究［26］。在小麦倒伏监测方面，传统方法不仅效率低、精确度不高，而且需要投入较多资源。因此笔者建议将来从信号转导途径等方面对小麦抗倒伏性进行深入研究，进一步阐述小麦抗倒伏相关性状及其信号转导调控机理之间的关系，加强小麦抗倒分子机理的研究，以及大力发展基于无人机图像以及不同机器学习和深度学习对小麦倒伏率的检测［27］。

本研究由于时间跨度的限制，导致可用于进行计量分析的文献有限，增加了分析结果的局限性。此外，限于篇幅，本研究未对国际小麦倒伏领域研究进行相关分析，今后将开展对国际小麦倒伏领域文献的分析工作，以此获得更为精确的前沿热点与未来研究方向。