基于Web of Science 數據庫的Bt生物農藥研究趨勢分析

鄒惠 姜林 姚玨君等

摘要從文獻計量的角度對Web of Science數據庫1996～2013年間關于蘇云金芽孢桿菌（簡稱Bt）生物農藥發文趨勢進行了統計分析。結果表明，在統計時間范圍內，美國發文量居榜首，我國居第二；研究機構中，美國農業部農業研究所發文量位列第一；從作者關鍵詞的分析表明發酵及抗藥性防治等方向已成為研究熱點。此外，Bt生物農藥液態發酵比固態發酵發文量增速相對平緩，且利用廢棄物（污泥、含氮廢水、食品垃圾）為發酵原料生產農藥比利用工農業產品（黃豆粉、玉米粉）為發酵原料生產農藥的發文量增長迅速，未來發展前景可觀。

關鍵詞Bt；生物農藥；文獻計量；研究趨勢

中圖分類號S182文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）23-07808-04

基金項目北京市環境保護科學研究院科技基金項目（2013B06）；北京市自然科學基金項目（8144048）。

作者簡介鄒惠（1986- ），女，四川廣安人，研究實習員，碩士，從事固體廢物資源再利用、生物質微波熱解、生物農藥研究。*通訊作者，助理研究員，博士，從事固體廢物資源再利用、生物質微波熱解、生物農藥研究。

收稿日期20140707利用農藥防治病蟲草害是提高農作物產量的一項重要手段，由于近年來世界各國環境保護政策制約以及食品安全要求的提高，傳統的化學農藥正逐漸退出市場，與之取代的是對高效、低毒、低殘留的新型農藥的需求，因此利用微生物農藥進行綜合治理備受關注[1]。Bt作為生物農藥中的一種，以其獨特的優勢成為目前產量最大、應用最廣的一類微生物殺蟲劑[2-3]，占到生物農藥生產量和使用量的90%左右[4]，已成為全球世界學者的研究熱點之一。

文獻計量學基于文獻事實，能從多方面、多角度揭示學科的整體布局、發展方向和學科優勢， 現已廣泛應用于不同領域的學科分析[5-8]，但目前尚未見利用文獻計量學分析Bt生物農藥的相關報道。因此，作者利用Web of Science平臺對1996～2013年所收錄的有關Bt生物農藥研究文獻進行了計量研究，從科研文獻產出的角度揭示了生物農藥研究領域的發展態勢，以期為科研工作者了解該領域在全球范圍內的整體研究情況以及生物農藥相關研究提供借鑒。

1數據來源及研究方法

1.1數據來源利用Web of Science平臺中的Science Citation Index Expanded 數據庫進行檢索。檢索詞為：主題=Bacillus thuringiensis or Bactospeine or B.thuringiensis，檢索時間為1996～2013，共檢索出Bt生物農藥的相關論文8 751篇。

1.2研究方法 以檢索出的論文為來源數據，采用Ho等歸納出的文獻數據分析方法[9-10]，應用Microsoft Excel 2007軟件對文檔類型、語言、文檔所屬國家及機構、文獻作者、關鍵詞、引文量、頁數、學科分類、出版物名稱等信息進行統計整理。最后對整理出的數據信息結合具體專業進行研究領域的研究趨勢分析。

2結果與分析

統計的文獻共8 751篇，其中期刊文獻7 649篇，占總統計文獻量的87.41%，是Bt生物農藥文獻的最主要形式，其次是會議論文516篇（5.90%）、評論315篇（3.60%）、會議摘要121篇（1.38%）、編輯資料51篇（0.58%）、簡訊期刊41篇（0.47%）、校正28篇（0.43%）、報道記事（0.17%）及再版資料5篇（0.06%），與期刊論文數量相比，余下論文數量較少，對統計結果影響相對較小，因此，該研究僅對期刊論文進行統計分析。

通過對7 649篇期刊文獻語種統計，97.14%論文語言選擇英語（8 501），其后依次為中文（80）、葡萄牙語（45）、西班牙語（31）、日語（26）、波蘭語（16）、俄語（13）、德語（12）、法語（11）、意大利語（8）、土耳其語（7）及捷克語（1）。與眾多研究領域相似，在Bt生物農藥的研究中，英語仍占絕對性主導地位。

2.1Bt生物農藥文獻產出總體趨勢分析Bt生物農藥的研究在2000年后發展較快，2000年至2013年，年總計發文量從245篇增至795篇，增長了3.3倍。由可知，有關Bt生物農藥的論文數量在2000年以前處于較低且平穩波動狀態，當時對Bt生物農藥的研究較少，防治病蟲草害大都依賴于化學農藥。2000年后，生產化學農藥的原材料價格逐漸上漲，且農藥毒性帶來的食品安全等問題越來越受關注，使得工藝簡便、成本低廉、環境安全性較高的生物農藥受到行業內研究者的廣泛關注[11-12]，迄今為止，Bt生物農藥已成為全球范圍內的研究熱點。

1996～2013年Bt生物農藥文獻發文量的變化趨勢2.2主要國家及科研機構情況分析通過對期刊論文作者（至少1位）所提供的地址及附屬單位進行統計，可以了解各個國家和機構在Bt生物農藥領域內的研究水平及成果，從而揭示該領域的核心科研機構及其在該領域的活躍程度。該研究在統計過程中，將源于英格蘭、蘇格蘭、北愛爾蘭及威爾士的論文歸屬地定為英國；將香港的論文歸屬于我國。對檢出的期刊論文分析可知，在提供有作者信息的論文中，276篇（3.60%）為獨立作者，7 373篇（96.40%）為合作論文。統計時間跨度內選取發文量居前10位國家作分析，并統計各國總發文量、獨立發文量以及按第一作者、通訊作者統計的論文數量，且按所占百分比進行排名。結果顯示，美國的發文量占全球總量的45.75%，達到3 492篇，是排名第二（我國）的4.5倍。2011年的調查數據表明，美國生物農藥市場規模約占全球總規模的40.00%；除此之外，美國生物農藥的銷售額占全美農藥銷售總額的8.50%，該比例在全球范圍內亦屬首位。作為世界最大的生物農藥市場，美國在生物農藥的研發和管理方面做了大量研究工作。如1996～2013年間發文量居前6位國家統計情況顯示，美國的發文量近年來始終處于較平穩的增加態勢。我國在2000年以前的發文總量在6個國家中居末位，自2001年起開始逐年攀升，目前已躍居世界第2位，表明Bt生物農藥在我國已逐漸

成為新興的研究熱點之一。20世紀90年代末，我國政府生物農藥研制列入《中國21世紀議程》白皮書、國家“九五”攻關課題和863計劃中，并提出產業化的要求。2002年，中華人民共和國農業部第15次常務會議審議通過了《農藥限制使用管理規定》，對傳統農藥的使用條件及范圍進行了詳細規定，以期最大限度地降低農藥對人畜安全、農產品衛生質量、防治效果和環境安全造成的不良影響。一系列政策支持催生了生物農藥產業的迅猛發展[13]。至今，越來越多的科研機構和人員開始從事生物農藥方面的研究，這也和我國近年來社會經濟迅速發展、對食品安全要求增長、國民對環境污染意識的提高相吻合。

通過對7 649篇論文的作者（至少1位）所屬的機構進行統計分析，共有3 717個機構參與Bt生物農藥的研究。其中，僅發篇論文的機構有2 225個（59.50%），發文量為2篇及3篇以上的機構數量分別為529個（14.20%）、983個（26.30%）。如所示，美國農業部農業研究所以287篇的發文量排名第一，占總發文量的2.62%，且第一作者發文量和通訊作者發文量方面也排名第一，說明美國農業部農業研究所在Bt生物農藥領域的研究具有優勢。從總體來看，發文量居前10位的研究機構中，美國機構占據7席，我國機構占據3席，同時，上述機構的合作發文率均超過50%。這可能是一些Bt生物農藥研究和生產水平相對落后的國家或機構通過與美國機構的合作，引進美國技術來發展本地區的生物農藥行業，從而提高了美國機構的合作發文率，也從側面反映出美國在生物農藥領域的領先地位。

此外，對我國研究機構發文量的統計結果顯示，華中農業大學及中國農業科學院的發文量均超過100篇，領先我國其他研究機構。發文量排名前10的我國研究機構在國際總發文排行榜上有6個在前50位，且華中農業大學發文量位于總發文量排名第3位，說明我國研究機構在Bt生物農藥的研究上已位于先進行列。

1996～2013年發文量前6位國家歷年發文情況2.3相關學科及學術期刊分析7 649篇期刊文獻共被91個出版物出版，發文量排名前6位的出版物文獻共4 587篇。由可知，在1996～2013年間，檢出論文涉及最多的6學科的發文量處于增長趨勢，按降序排列如下：Entomology （昆蟲學）（2 080篇，27.20%）、Biotechnology & Applied Microbiology （應用微生物學）（1 583篇，20.70%）、Microbiology （微生物學）（1 574篇，20.60%）、Biochemistry & Molecular Biology（生物化學與分子生物學）（1 040篇，13.60%）、Agriculture （農藝學）（885篇，11.60%）、Environmental Sciences & Ecology（環境科學與生態學）（408篇，5.30%）。由上述分析可知，與Bt生物農藥研究相關最密切的行業為生物、環境、農業和醫學，這些學科均為與人類生活密切相關的學科。

此外，根據發文量及其所占百分比排名，得到1996～2013年世界范圍內該領域前8位高產期刊，總計共占發文總數的22.90%。其中與生物相關的有4類，說明Bt生物農藥相關文章在生物期刊產出較高。發文量居前8位的期刊中，美國期刊占據5席，處于絕對的領先地位，其次是英國。我國沒有期刊進入前8位范圍，說明我國雖然在發文量方面已處于世界領先地位，但我國自有期刊發文量還較少，我國期刊的影響力較小，需要提升和改善。

1996～2013年發文量居前10位的研究機構

1996～2013年發文量居前10位的我國研究機構

機構名稱TPTPR （%）華中農業大學1091 （10.40）中國農業科學院1052 （10.10）中國科學院803 （7.60）南京農業大學424 （4.00）浙江大學375 （3.50）華南農業大學336 （3.10）中國農業部307 （2.90）湖南師范大學238 （2.20）中國農業大學199 （1.80）福建農業科學院1410 （1.30）注：TP.總發文量（篇）；TPR （%）.總發文量排名及所占百分比。

安徽農業科學2014年2.4作者關鍵詞分析 統計分析作者關鍵詞目的在于了解Bt生物農藥領域的研究趨勢，有助于學者快速掌握科研動態。近年來出現的文獻計量學方法有利于利用高頻詞匯歸納研究熱點，該研究共檢出1996～2013年Bt生物農藥領域10 986個作者關鍵詞，并將其進行統計分析，剔除檢索詞“蘇云金芽孢桿菌”后最終獲得11個常用詞匯（出現100次以上）。其中，關鍵詞中涉及的主要防治對象包括 Helicoverpa armigera（棉鈴蟲）、Lepidoptera（鱗翅類昆蟲）和Helicoverpa zea（玉米夜蛾）；主要研究方向涉及Insect resistance （抗藥性）、Resistance management （抗藥性治理）、 Fermentation（發酵）等。其中，Fermentation（發酵）作為關鍵詞的發文量排名從第1個時間段（1996～2001）的第25位上升到第3個時間段（2008～2013）的第2位，說明發酵生產Bt生物農藥已成為研究熱點。

1996～2013年研究論文涉及最多的6個學科Bt生物農藥的發酵方式在其生產過程中起著非常重要的作用，常用的發酵方式包括固態發酵和液態發酵2種，液

體發酵技術及設備研究已較成熟，但存在培養基成本高、發酵效率低等問題，使得產品生產成本較高。而固態發酵方式作為生產Bt生物農藥的一種新方式，具有投資低、產量高、后處理方便等優點，在生產中逐漸顯示其優越性，但技術和設備研究并未完全成熟[14-17]。對固態發酵（solid state fermentation、solid fermentation）及液態發酵（submerged fermentation、liquid state fermentation、liquid fermentation）等關鍵詞進行了統計分析。結果表明，Bt生物農藥的固態發酵發文量從2008 年以來發展較快，從2008年的34篇升至2013年的96篇，約2.82倍，而液態發酵發文量增長相對較慢，說明固態發酵作為一種低耗高效的發酵方式，具備大規模工業應用的可行性，從而導致越來越多的學者投入該方向研究。

1996～2013年作者關鍵詞檢索

1996～2013年Bt生物農藥發酵方式的發文趨勢因此，采用低成本、易獲得的工農業等廢棄物為原料，發酵生產Bt 生物農藥是近來國內外的研究熱點，如污水污泥、含氮廢水、食品廢物、雞糞、廢啤酒酵母浸出液、淀粉廢水[18-23]等都被試用作Bt發酵原料，該研究著重對黃豆粉（Soybean meal、soy flour和bean flour）、玉米粉（corn starch、cornmeal和corn flour）、污水污泥（sewage sludge、sewage mud、treatment sludge、sludge sewage和wastewater sludge）、含氮廢水（nitrogenous wastewater）和食品廢物（food waste）等典型發酵原料關鍵詞進行了統計分析，得到1996～2013年各發酵底物生產Bt生物農藥的發文量變化趨勢。以黃豆粉及玉米淀粉為發酵底物的發文量近年來增長較緩慢，相反，以污泥、含氮廢水及食品廢物為發酵底物生產生物農藥的發文量自2008年以來增長迅速，未來發展形勢可觀。

典型Bt生物農藥發酵原料的發文趨勢3結論

通過對Web of Science數據庫中1996～2013年跨度中的Bt生物農藥領域8 751篇期刊論文的分析，明確了該領域的研究趨勢，采用文獻計量方法進行統計分析，結果表明Bt生物農藥研究整體呈上升趨勢，各細節方面的發展趨勢如下：①Bt生物農藥領域總發文在2000年前發展相對平緩，2000年后因受國內外相關政策對食品安全、環境保護等要求提高的影響，發文量增長較快。同時，每篇論文的作者數和研究機構數量均有所增長，各機構之間的合作趨勢也增強。②美國在Bt生物農藥研究中發文量處于第1位，我國在該領域雖然起步較晚，但在2000年后發展迅速，已上升至第2位。③在統計的研究機構中，美國農業部農業研究所的總發文量排名第1位，華中農業大學的總發文量排名第3位，說明我國在研究Bt生物農藥領域已躋身世界領先水平。④Bt生物農藥領域我國期刊發文量低，期刊影響力較小，需要提升及改善。⑤通過對Bt生物農藥發酵方式的關鍵詞統計，液態發酵近年來增長趨勢平緩，而固態發酵增長相對迅速。⑥按原料關鍵詞統計顯示，以工農業產品（黃豆粉、玉米粉）為發酵原料生產Bt生物農藥在1996～2013年增長緩慢，而以工農業等廢棄物（污泥、含氮廢水、食品垃圾）為發酵原料生產農藥的發文量較多，是未來的發展趨勢。

參考文獻

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