基于文獻計量學的中國作物富硒研究現狀分析

吳文江 王磊 孟海軍 揭波 陳國秀

摘要：為全面了解中國作物富硒研究現狀與發展趨勢，采用文獻計量學方法，對CNKI和SCI-E數據庫收錄的中國作物富硒研究文獻進行統計分析。結果表明，1992—2020年中國作物富硒研究總發文量1085篇，年發文量總體呈上升趨勢，2010—2020年發文量占67.0%，SCI文獻逐年增多。華中農業大學、南京農業大學、西北農林科技大學、中國農業大學和中國農業科學院的科研實力和學術影響力較強。中國作物富硒研究主要集中在8個方面，包括硒對作物的生長、產量和品質的效應研究，作物對硒的吸收、轉運及分配研究，硒對作物吸收鎘、鉛和汞等有害元素的拮抗作用研究，硒對作物的抗氧化效應研究，硒對作物光合特性效應研究，富硒作物的硒種類和含量研究，硒與鋅、鉬和硫等元素的相互作用研究，作物富硒效應的分子機制研究。中國作物富硒研究SCI文獻逐年增多，學術影響力不斷提升，中國作物富硒研究已由生理生化水平深入到分子生物學研究水平。

關鍵詞：作物;富硒;文獻計量分析;CNKI數據庫;SCI-E數據庫

中圖分類號：S-1文獻標志碼：A論文編號：cjas2020-0273

Current Situation of Selenium-enriched Crops Research in China Based on Bibliometric

WU Wenjiang1，WANG Lei2，MENG Haijun2，JIE Bo2，CHEN Guoxiu3

（1 College of Agronomy，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，Henan，China;

2 College of Horticulture Science，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，Henan，China;

3 Library of Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，Henan，China）

Abstract：A bibliometric analysis was conducted to study the current situation and development trend of selenium-enriched crops research in China，the research papers were from CNKI and SCI-E database. The results show that 1085 papers were published from 1992 to 2020 and the annual quantity of papers published increased year by year，whats more，67.0% of the papers were published from 2010 to 2020，and the number of SCI papers increased year by year. The Huazhong Agricultural University，Nanjing Agricultural University，Northwest A & F University，China Agricultural University and Chinese Academy of Agricultural Sciences are the institutions which have strong scientific research strength and academic influence. The main research topics for selenium- enriched crops in China are from 8 aspects：the effects of selenium on growth，yield and quality of crops;selenium uptake，transport and distribution in crops;the antagonism of selenium to cadmium，lead and mercury and other toxic element in crops;the antioxidant activity of selenium in crops;the effects of selenium on photosynthesis in crops;selenium types and content in selenium-enriched crops;the interaction of selenium with zinc，molybdenum，sulfur and other elements and the molecular mechanisms of selenium- enriched crops. In general，the number of SCI papers on selenium-enriched crops research has increased yearby year in China，and the academic influence of China is rising;the trend of research on selenium- enriched crops in China has shifted from the physiology and biochemitry to molecular biology.

Keywords：Crop;Selenium-enriched;Bibliometric Analysis;CNKI Database;SCI-E Database

0引言

作為人體的必需微量元素，硒元素對人體的健康具有重要意義，尤其在甲狀腺激素的轉化、預防和減少心血管疾病、降低各種癌癥風險等方面起重要作用[1]。人體攝入硒過量和缺乏都易誘發各種疾病，如硒過量易引起脫發脫甲和神經系統疾病[2-3]，硒缺乏易患克山病和大骨節病[4-5]。目前，尚未證實硒元素對作物的必需性，但適宜濃度的硒對蔬菜、果樹和谷類有積極效應，經過硒生物強化的蔬菜、水果和谷類是人體補硒的有效途徑[6]。適宜濃度的硒能提高作物的品質[7-9]和光合特性[10-12]，延緩作物的衰老[13-15]和采后損失[16，17]，保護作物抵御非生物脅迫[18]，促進作物花青苔的積累等[19-20]。硒在土壤中的分布有明顯的地域特異性，中國存在著從東北部至西南部以馬鞍形狀延伸的低硒地帶，在低硒地帶兩側存在硒富集區，湖北、陜西和安徽等24個地區都存在天然的富硒土壤[21]。因此，富硒作物的開發利用不僅可以安全有效利用富硒土壤，還能通過農藝生物強化生產富硒農產品來為人體補硒，對中國天然富硒資源的利用和通過農藝生物強化發展富硒產業具有重要意義。近年來中國作物富硒研究迅速，進行中國作物富硒研究文獻計量分析，有利于全面了解作物富硒研究現狀，對于把握作物富硒研究領域發展趨勢有重要參考。國內作物富硒研究內容廣泛，包括谷類作物、油料作物、蔬菜作物、果樹作物、煙草和茶等[22-23]，涉及作物富硒的生理生化和分子機理等研究方向，基因表達量分析[19，24]、轉錄組學分析[25]和蛋白質組學分析[26-28]等分子生物學方法也是作物富硒分子機理研究的重要方法。

文獻計量學是基于文獻事實對文獻進行定量分析的科學，是科研進展、科研能力和水平相對有效的科研評價手段[29]。文獻計量學已被用于眾多農業研究領域態勢分析。劉彬等[30-31]分析全球水稻研究態勢和園藝學基礎研究發展狀況，曹亞龍等[32]進行了核桃研究動態分析。關于作物富硒研究的綜述文獻較多[22-23，33]，但從文獻計量學角度分析中國作物富硒研究現狀和發展趨勢的文獻未見報道。為全面了解中國作物富硒研究現狀和發展趨勢，本研究基于CNKI和SCI-E數據庫，針對數據庫包含的中國科研人員發表的作物富硒研究文獻，從年發文量、科研機構、科研作者、文獻發表期刊、高被引文獻和研究內容等文獻計量學角度對中國作物富硒研究領域論文進行分析，以期為科研工作者和決策者提供參考。

1材料與方法

1.1文獻來源

研究基于中國知網的《中國學術期刊（網絡版）》[34]和Web of Science的Science Citation Index Expanded （SCI-E）[35]數據庫，通過高級檢索方式，以常見作物（表1）的名稱與“硒”并列為檢索詞，檢索獲取國內科研人員在作物富硒研究領域發表的中文和SCI文獻。CNKI數據庫文獻來源選擇核心期刊，檢索方式為高級檢索（如“水稻”并包含“硒”）。SCI-E數據庫同時用作物的普通名稱和拉丁學名檢索[如（Rice OR“Oryza sativa”）AND Selenium]，并用“文獻類型=Article和國家/地K=PEOPLES R CHINA”篩選出中國科研人員發表的文獻。檢索采用主題檢索;CNKI數據庫收錄文獻的發文時間為1992—2020年，SCI- E數據庫為2002—2020年，論文檢索及數據獲取時間為2021年1 月3—6日。

1.2研究方法

對檢索獲得的文獻進行排除處理，排除內容與作物富硒研究無關的文獻和富硒作物在醫藥領域研究的文獻。對排除后的文獻進行計量分析，包括年發文量、科研機構、科研作者、文獻發表期刊、高被引文獻和研究內容等，用Excel 2016進行作圖。

2結果與分析

2.1中國作物富硒研究發文概況

CNKI和SCI-E數據庫分別獲得669篇中文文獻和416篇SCI文獻，1992—2020年中國的作物富硒研究總發文量1085篇（含中國人參與研究文獻）。作物富硒研究年發文量總體呈上升趨勢（圖1），2019年發文量達到最高（126篇），中文和SCI文獻分別有56篇和70篇，2020年文獻數量稍有下降可能是文獻發表時間滯后所致。1992—2009年中國作物富硒研究發文量平穩上升，2010—2020年發文量迅速增加，占總發文量的67.0%。

SCI期刊是目前國際上最具權威性的科研成果評價體系，因為要充分考慮期刊的學術價值[36]。故統計SCI文獻（416篇）研究的作物類型（圖2），2002—2020 年中國作物富硒研究谷類及油料作物占有絕對優勢，占比高達61.5%，其次為蔬菜作物（21.5%），果樹作物占比最小（5.6%）。蔬菜和果樹作物的種類繁多，故其富硒研究發文總量（27.2%）遠不及谷類作物。

2.2科研機構分析

中國作物富硒研究中文和SCI文獻所屬科研機構各有376和172位，其中發文量居前15位的科研機構如表2。中文發文量最多的科研機構為湖北民族學院（31篇），占比4.6%，南京農業大學、西北農林科技大學和華中農業大學分別位居第二、第三和第四位，發文量分別為29、28和26篇。SCI 文獻中，Chinese Academy of Sciences（中國科學院）發文量最多（64篇），占總SCI文獻數量的15.4%;Huazhong Agricultural University（華中農業大學）為第二位（45篇），Ministry of Agriculture and Rural Affairs（農業農村部）位居第三位（42篇），China Agricultural University（中國農業大學）和Nanjing Agricultural University（南京農業大學）則位列四、五名。

綜合來看，華中農業大學（71篇）、南京農業大學（52篇）、西北農林科技大學（49篇）、中國農業大學（49 篇）和中國農業科學院（34篇）是中文和SCI文獻發文總量較多的前五位科研機構，在國內作物富硒研究領域有重要的學術地位。

2.3核心作者分析

中國作物富硒研究發文量居前15位科研作者如表3。根據普賴斯公式可知[37]，中文和SCI文獻發文量前15位的科研作者均為核心作者，是研究領域內活躍的群體。中文文獻中周大寨（湖北民族學院）發文量最多（15篇），吳永堯（湖南農業大學）、王海波、王孝娣（中國農業科學院）三人并列位居第二位（12篇），梁東麗（西北農林科技大學）發文量位居第三（11篇），隨后是發文量10篇的并列有4人，而并列接近10篇的人更多，9篇的4人，8篇的達到8人之多。

SCI文獻中，南京農業大學的Hu Qiuhui發文量與中國農業大學的Li Huafen并列第一位（14篇），其后，依次為南京農業大學的Fang Yong（13篇）、西南大學的Zhou Xinbi（12篇），而后發文量為11篇的并列有4人。綜合來看，中文和SCI文獻發文量前15位的科研作者中，來自華中農業大學和南京農業大學的科研作者最多，分別有5位和4位，中國農業科學院有3位。

2.4文獻發表期刊分析

669篇中文文獻和416篇SCI文獻分別來源于135 種國內期刊和39種SCI期刊，發表文獻數量居前10位的期刊見表4，中文和SCI文獻分別有86和161篇。中文期刊中，《植物營養與肥料學報》發表文獻量位列第一，發表文獻為20篇，其次為《園藝學報》、《土壤學報》《環境科學》三種刊物發表文獻數量并列為第二（為11 篇）。SCI期刊中，《Food Chemistry》發表文獻數量最多（26 篇），其次為《Journal of Agricultural and Food Chemistry》發表文獻23 篇，《Ecotoxicology and Environmental Safety》和《Plant And Soil》分別發表文獻18篇并列第三。從期刊的影響因子看，發表文獻數量前10位期刊中，SCI期刊平均影響因子（4.29）高于中文期刊（1.63）。中文期刊《土壤學報》的影響因子最高（2.54），其次為《植物營養與肥料學報》（2.44），此后依次為《環境科學》（2.03）和《園藝學報》（1.53）;SCI期刊較高因子依次為《Environmental Pollution》和《Science of The Total Environment》，影響因子分別為6.79和6.55。對期刊的綜合評價指標中期刊的影響因子有重要作用，影響因子高表明論文被引用的頻率高，可以表明論文的影響力[38]。本結果反映出中國作物富硒研究在SCI期刊發表的文獻質量普遍高于國內期刊，SCI文獻有較高的影響力和學術價值。

2.5高被引文獻分析

論文引用率是評價科學論文和科學著作的質量高低及影響程度的統計指標，在一定程度上能夠反映研究方向的傳承度、現狀和發展趨勢[39]。中國作物富硒研究前10篇高被引中文文獻如表5。被引頻次最高的是李正文等[40]于2003年在《環境科學》上發表的關于57個水稻品種在同種土壤條件下對Cd、Cu、Se的吸收和積累差異文獻，被引279次;其次為吳永堯等[41]于2000年在《中國農業科學》發表的一篇關于硒對水稻生理生化影響的研究文章，被引240次。前10篇高被引文獻的研究內容是關于外源硒對作物的硒含量、產量、品質、抗氧化、高溫脅迫和重金屬脅迫的研究。對被引用頻次≥50次的中文文獻（172篇）分析可知，反映國內作物富硒研究動態的主要學術刊物以《植物營養與肥料學報》、《園藝學報》、《土壤學報》和《環境科學》刊文量較多，發文質量較高。

中國作物富硒研究前10篇高被引SCI文獻如表6。被引頻次最高的是Li Huafen等[42]在《New Phytologist》期刊上發表的關于小麥對硒酸鹽和亞硒酸鹽的吸收轉運和硒種類的研究文獻，被引418次;其次為LI Lin等[43]于《Journal of Hazardous Materials》期刊上發表的關于水稻上施硒元素降低鎘吸收和毒性的論文，被引190次，排第3位的是Chen Licheng等[44]于2002年在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》期刊上發表的關于硒酸鹽和亞硒酸鹽對水稻硒含量的影響及測定文獻，被引160次。前10篇高被引文獻包含硒對作物的硒含量、產量、干旱脅迫和重金屬脅迫研究，作物對硒的吸收、轉運和硒的種類研究等。

2.6研究內容分析

對中文和SCI文獻中的關鍵詞進行統計分析，排除“硒”和作物名稱等關鍵詞，使統計的關鍵詞能夠較為準確的反映作物富硒研究內容，部分高頻關鍵詞如表7和表8。中文文獻中詞頻≥5的關鍵詞總計45個，前5個關鍵詞依次為“硒含量”、“產量”、“品質”、“吸收”和“硒肥”，反映出中國作物富硒研究長期注重施硒肥對作物的硒含量、產量和品質的研究，以通過增施硒肥來改善作物的硒含量、產量和品質，達到生產優質、富硒的作物產品為目的。SCI文獻中詞頻≥3的關鍵詞總計42個，前5個關鍵詞依次為“selenite”、“cadmium”、“translocation”、“antioxidant activity”和“selenium speciation”，2002—2020年SCI文獻更注重作物對硒的轉運、抗氧化活性、重金屬鎘的拮抗和作物硒種類等方面的研究。

綜合關鍵詞詞頻可知，中國作物富硒研究領域主要包括8個方面，即硒對作物的生長、產量和品質的效應研究，作物對硒的吸收、轉運及分配研究，硒對作物重金屬或有害元素的拮抗作用研究，硒對作物的抗氧化效應研究，硒對作物光合特性的影響研究，富硒作物硒種類和含量研究，硒與鋅、鉬和硫等元素的相互作用研究，作物富硒效應的分子生物學研究。

3結論與討論

隨著信息科學的迅猛發展，文獻信息學方法已經越來越廣泛地被科研人員所采用。該方法不僅可以快速幫助研究者發現國內外同行權威關注的國際研究動態和發展趨勢，還可以幫助研究者及時跟蹤并選擇合適的投稿期刊及國際合作者[36-3、]。1992—2020年國內作物富硒研究發文量總體呈上升趨勢，2010—2020年發表文獻數量迅速增加，表現在文獻數量明顯增多（78.97%），表明該研究領域發展迅速，中國作物富硒研究學術影響力不斷提升，硒元素對人體的健康作用和對作物的積極效應受到更多群體的關注。富硒研究的作物類型表現出谷類作物占絕對的優勢（54.6%），其次為蔬菜作物（21.5%），果樹作物研究文獻數量最少（5.6%），這與中國是農業大國和大面積地區缺硒，糧食作物在居民飲食中占有重要地位有關[45-46]。

中國作物富硒研究以華中農業大學為代表的多所農業大學和中國農業科學院發表的中文和SCI文獻數量最多，是中國作物富硒研究的最活躍機構。《植物營養與肥料學報》、《土壤學報》和《園藝學報》是中國作物富硒研究文獻發表數量和質量較高的期刊，并且《園藝學報》、《應用生態學報》等被引頻次較高，能代表國內作物富硒研究高水平內容。《Food Chemistry》、《Journal of Agricultural and Food Chemistry》、《Ecotoxicology and Environmental Safety》、《Plant And Soil》和《Environmental Science And Pollution Research》是中國作物富硒研究發表SCI文獻數量的前5位期刊，平均影響因子為4.29，具有較高的影響力和學術價值[37]。中文期刊發表的運用分子生物學方法的來研究作物富硒的文獻較少[22-23]。中國作物富硒研究發表的SCI文獻質量普遍高于中文文獻，SCI文獻有較大的學術價值。中國作物富硒研究被引頻次前10位的文獻中，中文文獻研究內容主要包含硒對作物的硒含量、產量、品質、抗氧化、高溫脅迫和重金屬脅迫的研究;SCI文獻包含硒對作物的硒含量、產量、干旱脅迫和重金屬脅迫研究，作物對硒的吸收、轉運和硒種類的研究;這也是中國作物富硒研究長期以來的熱點內容。

很多研究表明，硒對作物生理生化性質具有良好的促進作用，能提高作物的產量、品質、硒含量和光合性能[9-11，47];硒對鎘、鉛和汞等有害元素具有拮抗作用[48-50]，作物施硒能降低作物體內有害金屬的含量;硒促進作物抗氧化系統和延緩衰老[14，25]。很多研究也從分子機制來闡述富硒機理，如硒促進蘋果葉片光合作用的蛋白組學研究[27]，硒拮抗重金屬鎘的蛋白組學研究[51]，水稻籽粒響應硒的差異蛋白質組學分析[28]，硒促進紫色生菜的花青甘合成基因表達研究[19]，硒延遲番茄成熟的乙烯合成基因表達研究[26]以及通過將磷酸轉運蛋白OsPT8基因轉入煙草提高了煙草地上部Pi和Se的含量等研究[52]。通過溯源文獻發表時間發現，中國作物富硒的分子生物學研究主要集中在近6年[19，25，28-29，53-57]，2019年的發文量最多。這表明近年來中國作物富硒研究由生理生化研究逐漸轉向分子生物學研究，中國作物富硒研究進入分子生物學時代。

在總結歸納國內作物富硒研究成就的同時，要客觀認識到中國作物富硒文獻的學術影響力還有待進一步提高，反映論文質量的篇均被引頻次、前10%高被引文獻等指標還有待提升。本研究發現中國代表性科研機構在國際學術研究中有一定的影響力與知名度，作物富硒科學研究水平在某些方面居世界領先地位;但中國大部分地區土壤缺硒，導致中國作物富硒研究出現地區發展不平衡和作物種類間不平衡的現象。通過觀察和跟蹤全球作物富硒領域的研究熱點及發展趨勢，期望中國傳統的作物科學出現以植物科學為主體，向分子生物學和環境科學、食品加工等學科交叉，產生一些理想與成熟的交叉學科具競爭力的優勢研究方向，這對幫助規劃國內富硒作物科學的進一步發展、根據科研熱點和政策變化制定交叉學科發展策略、分析科研投入和產出的相關效應具有重要意義。因此，建議重視中西部作物富硒科學研究的建設與發展，整體提升中國作物富硒科研競爭力;動態跟蹤全球作物富硒研究領域的熱點，關注發文的數量但更要重視發文質量，提高該領域的理論研究和實踐應用水平。

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