基于CNKI数据的我国设施蔬菜研究知识图谱分析.pdf

基于CNKI数据的我国设施蔬菜研究知识图谱分析 何化春 贾亚敏 太原理工大学 山西太原 030024 摘 要 以设施蔬菜为代表的设施农业是传统农业向现代农业生产转变的重要方式 围绕高产 优质 高效 生态及安全的核心要 求 我国设施蔬菜取得了迅速发展 从文献计量学角度出发 在CNKI数据库中检索得到与设施蔬菜研究相关的文献数据 以知识 图谱可视化形式 展现设施蔬菜的研究现状 热点及发展趋势 结果表明 设施蔬菜研究热点从设施蔬菜生产设施 育苗和栽培管 理到设施蔬菜生产的品质提升 节水节肥效益和土壤环境生态效益 立足于进一步优化北方日光温室和塑料大棚结构 围绕设施 蔬菜专业化 集约化和机械化程度提高等内容 应提高设施蔬菜机械化 产业化和信息化程度 扩大稳定经营规模 生产和生态效 益 今后要进一步加强设施蔬菜生产管理技术研发 形成适合我国国情的现代设施蔬菜生产技术和科学管理体系 关键词 温室蔬菜 知识图谱 可视化 CiteSpace 础和提供参考 1 材料与方法 1 1 数据获取 本研究数据来源于中国学术期刊全文数据库 CNKI 为确保分析结果的权威性和代表性 选取检索 范围限于SCI来源期刊 EI来源期刊和核心期刊 以 设施蔬菜 为主题词进行检索 检索年限为1990 2020年 检索得到1238篇文献 为确保检索文献准确 性 通过人工判读文献标题去除非相关文献 1 2 研究方法 1 2 1 文献计量法 文献计量分析基于文献属性的外 部特征 通过数学和统计学方法 对数据库中相关文献 进行描述 评价及预测 其应用领域不断扩大 分析内 容涉及作者 研究机构 关键词和引用特征 结合 CNKI数据库中文献计量分析模块呈现设施农业的研 究现状 热点和趋势 1 2 2 知识图谱分析 知识图谱分析属于科学计量学 分析方法 在以数学方程式表达科学发展规律的基础 上 通过对知识的挖掘 分析及可视化 以图形方式呈 现知识间结构关系及相应知识领域发展和变化 可高 效梳理某一学科领域研究内容 研究发展历史 热点及 前沿问题 采用CiteSpace信息可视化软件进行分析 基于引文分析原理而将关键词和作者共被引分析进 行拓展 是当前科学计量学普遍采用的分析工具 4 1 2 3 数据分析 数据采用CiteSpace软件的5 6 R5最 新版本进行分析 下载网址为 http cluster ischool drexel edu cchen citespace download 本 研 究 中 CiteSpace主要运行参数设置为 时间段1990年 2020年 以1年为时间单位进行切片 节点类型选择 关键词 文献选取标准为每个时间切片内被引量前30 的文章 选择寻径剪枝方式获取知识图谱 2 结果与分析 2 1 设施蔬菜 发文的时间分布特征 文献查询时间为1990年至2020年的30年跨度 21世纪以来 随着工程技术与生物技术不断发 展 设施农业与工业化生产方式高度融合 促进了我 国设施农业的快速发展 并已成为现代农业生产的典 型 1 设施蔬菜生产借助于专用设备而对区域内气候 环境进行人为改造 以实现高附加值和反季节蔬菜种 植生产目的 不仅为反季节蔬菜提供适宜的生长环境 还能增强规避不利自然因素的能力 保障应季和反季 节蔬菜生产 2 中国是蔬菜第一生产大国 设施蔬菜在 近30年得到了快速发展 提高设施蔬菜生产资源利用 率 保证适时向市场提供优质安全的产品 并促进设施 农业生产可持续发展 是当前中国设施蔬菜生产中要 解决的关键问题 在世界人口 资源和环境问题日益突出的背景下 以科技含量高为特点的设施蔬菜生产具有其他生产方 式无法比拟的突出优势 经过几十年的发展 我国设 施蔬菜在种植规模 相应产量和品质方面 都已取得突 飞猛进的发展 然而 设施蔬菜生产中呈现出生产环 境差 劳动强度大 自动化程度低 土地产出率低 肥 药 水 土地等资源利用率低 生产效益波动大等诸多 问题 在蔬菜生产效益和品质提升方面 仍有较大提升 空间 因此 有必要系统梳理近30年来设施蔬菜生产 的研究成果和研究脉络 进一步明晰研究热点和发展 趋势 随着文献计量学与计算机信息技术的迅速发展 为大数据可视化研究提供了有利途径 是对传统文献 综述分析的拓展和补充 本研究从文献计量学角度出 发 利用陈超美 3 教授于2004年推出的基于Java环境 的引文网络分析工具CiteSpace 围绕研究主题确定检 索方式 在CNKI 中国学术期刊全文数据库 数据库中 进行检索 并以可视化形式呈现设施蔬菜的相关研究 现状和前沿 为拓展及凝练设施蔬菜研究内容奠定基 基金项目 山西省应用基础研究项目 201701D221223 第一作者 何化春 男 工程师 研究方向 园艺 智慧农业等 通信作者 贾亚敏 1981 女 博士 讲师 研究方向 设施蔬菜水肥 调控及节水理论 2022年第19期 现代园艺 试验研究 DOI 10 14051 ki xdyy 2022 19 009 经检索发现 该时间跨度内最早文献发表时间为1992 年 自1992年开始的28年间 有关设施蔬菜研究的 SCI来源期刊 EI来源期刊和核心期刊发表论文总数 为1238篇 历年发表情况如图1所示 2008年 2013 年间 该主题相关发文量呈快速增加趋势 到2013年 时 年度发文量达到120篇 2008年 正是农业部 关 于促进设施农业发展的意见 发布之时 在政策推动 需求带动 技术引领下 我国设施蔬菜产业快速发展并 取得长足发展 2013年后呈下降趋势 随后呈现平缓 发展 年度发文量在90篇上下浮动 设施蔬菜相关研究的发展与我国 菜篮子工程 提 出和科研院校对设施蔬菜科学研究的大量投入直接相 关 设施蔬菜的种植区域也从最初的山东地区 逐渐向 全国各地延伸扩展 并在节能高效的设施蔬菜生产体 系及管理技术等方面取得了明显进展 2 2 设施蔬菜 领域研究的关键词分析 关键词代表了文章的主题 是从发表文献题目 摘 要或关键词中拣选的能表征文献主题内容的实词 高 频率关键词可代表该研究领域的研究热点 反映研究 领域的主要内容和方向 如表1为高频关键词及其出 现频次 其中设施蔬菜 日光温室 蔬菜大棚 设施菜 地 设施栽培等与设施蔬菜同义词汇为高频关键词 以 叶菜 茄果类 根茎类和瓜类蔬菜为主要分类 围绕种 植年限 产业化 土壤成分 土壤养分 有机肥 复合肥 蔬菜产量 连作障碍 重金属 品质提升等研究主题和 方向开展 索高频关键词之间的关系 图2所示为关键词共现图 谱 展示了设施蔬菜研究关 键词共现网络 该网络结构 紧密 密度高 范围广 专注 度较高 可见 蔬菜 设施蔬 菜 日光温室 农业产业等多 个相互关联的聚类主体 其 中有关设施蔬菜研究内容集中在农业产业 园艺作物 设施蔬菜 温室和大棚设施等方面 涵盖设施蔬菜温室 或大棚为主的设施农业生产方式研究 设施蔬菜生产 的蔬菜类型 如叶菜 茄果 根茎和瓜类 设施蔬菜生产 中品质和产量保证所需的水肥管理 病虫害生物防治 及管理等 设 施蔬菜生产 对土壤养分 和土壤微生 物以及连作 对土壤理化 性质的影响 设施蔬菜产 业化及其经 济效益 产 量 和生态效益 温室气体排放等 2 2 2 关键词突现分析 2007年以前 设施蔬菜研究热 点集中在蔬菜 日光温室 园艺作物 设施蔬菜栽培等 指标 2007年后 设施蔬菜生产成为我国重要的农业 产业 同时大棚蔬菜的生产方式进一步拓宽了设施蔬 菜生产方式 成为设施蔬菜供给的有效补充 此外 各 关键词持续时间较长 有关蔬菜生产的设施 种类 质 量和品质是研究热点 图1 设施蔬菜研究发文量的年度分布 表1 设施蔬菜研究高频关键词及其出现频次 关键词 频次 关键词 频次 设施蔬菜 303 土壤次生盐渍化 33 园艺作物 207 根结线虫病 47 设施栽培 103 种植年限 29 日光温室 97 土壤养分 25 设施土壤 76 土壤成分 25 蔬菜产业 65 设施番茄 23 茄果类 60 有机肥 23 甜瓜属 60 番茄产量 20 绿叶蔬菜 40 2 2 1 关键词共现网络分析 在对关键词出现频率进 行排序的基础上 通过CiteSpace软件的可视化功能探 图2 设施蔬菜研究的关键词共现图谱 表2 高频关键词突现特征 关键词 突现强度 起止年份 1992 2019 蔬菜 13 6205 1995 2007 日光温室 4 3271 1997 2009 设施栽培 13 5147 1999 2006 园艺作物 8 6913 1999 2007 设施蔬菜栽培 3 8476 2000 2010 农业产业 4 1079 2007 2010 蔬菜保护地 4 0529 2007 2009 大棚蔬菜 3 7139 2007 2009 设施农业 3 4844 2008 2009 2 2 3 关键词时序分析 某一研究领域的 研究主题 是一定时间段内众多学者探讨和解决的中心问题 通 过CiteSpace分析软件可得到关键词的时序图谱 用于 反映不同关键词的出现时间 能直观观测到每个时期 最热门的话题和文献 如图3所示的设施蔬菜研究 试验研究 现代园艺 2022年第19期 TimeLine视图 将设施蔬菜研究领域的关键词网络分 为多个聚类 并按时间顺序排列 分析观察到如下现 象 设施蔬菜发展前期的研究集中在设施上 日光温室 为主题的研究出现于1996年 到2000年前后 研究主 题逐渐丰富 包括设施蔬菜生产中的可持续发展 病虫 害防治等内容 2004 2007年间 出现了关注设施蔬 菜生产中土壤酶活性的文献 期间土壤养分和水肥调 控等研究占据较大比例 2010年之后 研究集中在优 质高产目标下的设施蔬菜生产 生产管理机械化研究 增多 具体涵盖设施管理 栽培和采收管理的机械化 近年来 有关设施蔬菜生产设备使用年限 连作障碍 土壤及农产品中重金属含量等可持续发展问题逐渐 引起重视 2 2 4 设施蔬菜研究机构分析 就CNKI数据库中检索 设施蔬菜得到的1238篇文献中 涉及研究机构很多 根据发表文献数量来看 中国农业大学 中国农业科学 院 沈阳农业大学 中国科学院大学等机构发文量位居 前列 在设施蔬菜研究方面凸显较强的影响力和科研 实力 3 结论与讨论 基于CNKI数据库 通过对设施蔬菜领域研究主 题和关键词突现的综合分析和归纳总结 可知我国设 施蔬菜研究内容丰富 虽较之荷兰 日本等设施农业发 达国家仍有较大差距 但仍在我国农业总产值中占据 10 左右比例 据2016年4月我国农业农村部印发 全国种植业结构调整规划 2016年 2020年 到 2020年设施蔬菜产量将占蔬菜总产量35 以上 5 因 此 设施蔬菜生产正在经历重要转折 我国设施蔬菜 发展正由单家独户松散状态 逐渐向规模化 机械化和 区域化方向发展 蔬菜种类日益丰富 经品种认定种 类呈增加趋势 在生产管理过程中 有关水肥一体化 生物防治 土壤连作障碍破除 机械化 数字化和信息 化水平得到了较大提高 6 针对我国北方地区日光温室普遍存在采光和保温 性能差的问题 研发并形成了包括日光温室 大棚 连 栋节能日光温室等多种适应区域蔬菜生产的设施农业 形式 提高了保温性和土地利用率 7 同时在温室环境 图3 1990 2020年期间设施蔬菜研究TimeLine图谱 2022年第19期 现代园艺 试验研究 控制和信息化等方面 温湿通用数据获取和监测设备 的研发及应用 为作物生长发育环境因子的调控提供 有效参数 8 针对设施蔬菜生长环境的多输入 多输出 非线性等难以建立高效数学模型的制约 提出了基于 神经网络分析的专家系统用于温湿控制 9 有关设施蔬菜基础生物学研究也有了质的飞跃 期间出版发行了 蔬菜栽培学 园艺学概论 等教材及 学术论著 黄瓜 10 甜瓜 11 辣椒 12 番茄 13 迷你番茄 14 等蔬菜作物的风味品质 产量及抗逆机制等研究有了 深度发展 同时 设施蔬菜育苗技术也有了长足的进 步 15 育苗设施日益完善 从日光温室穴盘育苗发展到 集约化工厂化育苗 育苗基质 16 也从传统土壤材料到 包含秸秆 草炭和蛭石的混合基质 降低育苗成本的同 时 提升幼苗品质 设施蔬菜生产中养分 水分等资源利用效率的研 究很多 配合有机和无机肥料保障蔬菜生产 并在节水 灌溉等设施研发及应用方面有了突破 整合蔬菜配方 施肥 17 和水肥一体化 18 等新技术方面的研究成果 可将 蔬菜作物生长发育所需的水和养分按照作物生长需求 定量 定时直接输送到作物根系 达到节水 节肥 省药 和省工的综合效应 此外 CO 2 肥料的研发应用 19 不仅 可以增强蔬菜对生物逆境和非生物逆境的抗性 还可 同时改变作物的矿物质吸收和分配 提高光合作用和 产量 在设施蔬菜专业化和规模化发展过程中 连作障 碍 土传病虫害 次生盐渍化等土壤质量退化和环境问 题呈现增多趋势 20 在深入系统揭示影响土壤环境问 题综合因素的同时 逐步明确了土壤养分 土壤微生物 及温室温湿度之间的相关关系 21 22 设施蔬菜产品的优质安全也是备受关注的问题 不同水肥条件 不同覆膜材料以及温室管理条件 对蔬 菜菜品中糖类 维生素 蛋白质 有机酸 糖酸比等品质 性状相关指标的研究日益增加 在城乡交错区农田土 壤重金属污染问题凸显的情况下 减少蔬菜中重金属 含量的育种和管理研究取得较大进展 23 24 防虫网 25 生物农药 26 和有色薄膜 27 等环境友好型病虫害防治技 术也取得突破 收稿 2021 12 23 参考文献 1 孙锦 高洪波 田婧 等 我国设施园艺发展现状与趋势 J 南京农业 大学学报 2019 42 4 594 604 2 苗艳香我国设施蔬菜科技与产业发展现状及趋势 J 种子科技 2019 37 4 12 3 ChaomeiChen Il YeolSong XiaojunYuan et al Thethematicand citationlandscapeofDataandKnowledgeEngineering 1985 2007 J Data KnowledgeEngineering 2008 67 2 234 259 4 陈悦 陈超美 刘则渊 等 CiteSpace知识图谱的方法论功能 J 科学 学研究 2015 33 2 242 253 5 武雪萍 李银坤 导读 温室蔬菜水肥增效机制与管理研究 J 中国 农业科学 2019 52 20 3605 3610 6 喻景权 十一五 设施蔬菜生产和科技进展及其展 下转第12页 上接第9页 望 J 中国蔬菜 2011 2 11 23 7 李海明 崔庆法 连栋温室简易内保温幕保温节能研究 J 中国生态 农业学报 2005 02 179 181 8 张培新 贺超兴 张百海 等 日光温室温湿环境数据库的建立及其 在专家系统中的应用 J 农业网络信息 2006 6 8 20 9 张洪波 陈平 刘学 等 基于神经网络的专家系统在温室控制中的 应用 J 成都信息工程学院学报 2010 03 31 34 0 王柳 张福墁 魏秀菊 不同氮肥水平对日光温室黄瓜品质和产量的 影响 J 农业工程学报 2007 23 12 225 229 11 施泽平 郭世荣 康云艳 等 基于生长度日的温室甜瓜发育模拟模 型的研究 J 南京农业大学学报 2005 02 129 132 12 吕长山 王金玲 于广建 等 不同光照强度对辣椒果实品质及产量 的影响 J 北方园艺 2005 01 49 50 13 王英利 王勋陵 岳明 等 UV B及红光对大棚番茄品质的影响 J 西北植物学报 2000 20 4 590 595 14 张福平 陈蔚辉 叶碧寸 等 对茄果珍品 樱桃番茄营养品质之 分析 J 中国果菜 2002 04 31 15 崔秀敏 王秀峰 蔬菜育苗基质及其研究进展 J 天津农业科学 2001 1 37 42 16 吴建军 设施蔬菜育苗存在的问题及其技术 J 现代农业科技 2011 1 145 147 放线菌初步培养鉴定使用的是插片法 具体步骤如下 接种 采用无菌接种法接种挑取放线菌 在高氏一 号培养基约一半面积上密集划线接种 插片 无菌操 作法用镊子取无菌盖玻片 在划线接种区内45 角插 入平板琼脂培养基内 另一半未划线的区域也以同样 的方式插入数块盖玻片 培养 平板倒置28 培养 箱培养3 5d 镜检 取盖玻片 用纸擦去背面培养 物 菌面向上放载玻片上 滴0 1 碱性美兰染液 3 讨论 采样时 用五点取样法在同一地方采集3份土壤 不同份数土壤中 统计放线菌菌落数的大概数目并不 相同 并且有些形成的菌落颜色也不相同 这可能是在 取土壤样品时 附近生长的植物不同 溶解土壤时 发现土壤的沙化 即便用2层医用纱 布筛过后 仍有大部分土壤无法溶解并沉在试管底部 这样每克土壤样品中含有放线菌的数量减少 所以用 稀释涂布平板法培养放线菌时 土壤稀释浓度 10 1 0 1 与普通土壤稀释度 0 1 0 01 0 001 不 同 使用高氏一号培养基培养放线菌时 培养基中会 有细菌菌落和霉菌菌落 需要添加真菌抑制剂和细菌 抑制剂来抑制除放线菌以外的其他杂菌的生长 收稿 2021 12 20 参考文献 1 郑丹 李鹤鸣 韩力 土壤放线菌资源及其应用 J 绿色科技 2021 23 02 183 187 193 2 王鹤 彭楚 来航线 等 太白山土壤放线菌分离方法及生态分布规 律 J 干旱地区农业研究 2017 35 05 107 114 3 张越锋 吕玲玲 蒋伟权 极端环境放线菌TRM45306的鉴定及次 生代谢产物分析 J 天然产物研究与开发 2018 30 10 1728 1733 4 加苏尔 阿不都克里木 旭格拉 塔衣尔 等 嗜盐嗜碱放线菌的研究 进展与展望 J 新疆师范大学学报 自然科学版 2015 34 01 91 96 5 宋阳 王秋菊 杨旭 等 新疆盐碱土壤耐盐碱放线菌筛选初步鉴定 J 生物化工 2020 6 03 80 84 6 黄娇 闫兵法 黄英 青藏高原阿里 那曲和海西地区土壤可培养放 线菌的多样性 J 微生物学报 2017 09 1342 1351 7 何建清 吴云锋 张格杰 藏东南地区土壤放线菌的生态分布及活性 研究 J 微生物学报 2006 05 773 777 8 盛海彦 李松龄 杨改河 等 高山草甸土壤放线菌分离方法研究 J 干旱地区农业研究 2008 26 006 101 105 9 田华 曹婷婷 影响土壤放线菌分离的几种因素分析 J 轻工科技 2016 000 001 23 24 10 毛宁 张志瑾 张希彪 等 超声波处理对土壤放线菌与细菌分离效 果的影响 J 陇东学院学报 2013 24 3 43 45 11 闫建芳 刘秋 刘志恒 等 瓜类枯萎病菌拮抗放线菌分离方法的研 究 J 河南农业科学 2006 35 4 81 83 12 茹祥 抗香蕉枯萎病土壤放线菌的分离及田间防治效果试验 D 海口 海南大学 2012 13 来航线 盛敏 杨保伟 等 盐碱土中放线菌分离方法研究 J 西北农 林科技大学学报 自然科学版 2006 34 010 113 117 14 周娟 贵州喀斯特土壤放线菌的分离鉴定及多样性研究 D 贵阳 贵州师范大学 2017 15 李菲 李喆 胡文进 等 广西茅尾海红树林土壤放线菌多样性及功 能酶活性研究 J 海洋学报 2021 43 02 88 97 16 司美茹 薛泉宏 来航线 放线菌分离培养基筛选及杂菌抑制方法 研究 J 微生物学通报 2004 31 002 61 65 17 安德荣 慕小倩 赵文军 等 土壤放线菌分离中抑制剂的应用研究 J 西北农业学报 2002 11 1 106 108 图3 部分放线菌培养插片法 图4 部分放线菌插片法后的染色情况 注 前2个图片用的是插片法 第3个图片用的是印片法 试验研究 现代园艺 2022年第19期 17 陈新平 张福锁 通过 3414 试验建立测土配方施肥技术指标体 系 J 中国农技推广 2006 22 4 36 39 18 陈琼贤 张白鸽 曹健 等 南方蔬菜水肥一体化高效生产技术 J 中 国蔬菜 2011 17 70 73 19 侯玉栋 邢禹贤 蔬菜CO 2 施肥及研究进展 J 山东农业大学学报 自然科学版 1997 1 73 78 20 史静 张乃明 包立 我国设施农业土壤质量退化特征与调控研究 进展 J 中国生态农业学报 2013 21 7 787 794 21 李东坡 武志杰 梁成华 等 设施土壤生态环境特点与调控 J 生态 学杂志 2004 23 5 192 197 22 宋卓琴 日光温室水肥管理对土壤生态及蔬菜生长的影响 D 太 原 山西大学 2012 23 李淑仪 邓许文 陈发 等 有机无机肥配施比例对蔬菜产量和品质 及土壤重金属含量的影响 J 生态环境学报 2007 16 4 1125 1134 24 赵勇 李红娟 孙治强 郑州农区土壤重金属污染与蔬菜质量相关 性探析 J 中国生态农业学报 2006 4 132 136 25 黄保宏 林桂坤 王学辉 等 防虫网对设施蔬菜害虫控害作用研究 J 植物保护 2013 39 6 164 169 187 26 胡永军 生物农药及其应用 J 中国西瓜甜瓜 2004 05 59 60 27 傅明华 汪羞德 顾仲兰 等 多功能转光塑料薄膜应用效应研究 J 农业工程学报 2000 6 86 89 輥輰訛