基于Web of Science 數(shù)據(jù)庫(kù)的Bt生物農(nóng)藥研究趨勢(shì)分析

鄒惠 姜林 姚玨君等

摘要從文獻(xiàn)計(jì)量的角度對(duì)Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)1996～2013年間關(guān)于蘇云金芽孢桿菌（簡(jiǎn)稱Bt）生物農(nóng)藥發(fā)文趨勢(shì)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，在統(tǒng)計(jì)時(shí)間范圍內(nèi)，美國(guó)發(fā)文量居榜首，我國(guó)居第二；研究機(jī)構(gòu)中，美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究所發(fā)文量位列第一；從作者關(guān)鍵詞的分析表明發(fā)酵及抗藥性防治等方向已成為研究熱點(diǎn)。此外，Bt生物農(nóng)藥液態(tài)發(fā)酵比固態(tài)發(fā)酵發(fā)文量增速相對(duì)平緩，且利用廢棄物（污泥、含氮廢水、食品垃圾）為發(fā)酵原料生產(chǎn)農(nóng)藥比利用工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品（黃豆粉、玉米粉）為發(fā)酵原料生產(chǎn)農(nóng)藥的發(fā)文量增長(zhǎng)迅速，未來發(fā)展前景可觀。

關(guān)鍵詞Bt；生物農(nóng)藥；文獻(xiàn)計(jì)量；研究趨勢(shì)

中圖分類號(hào)S182文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）23-07808-04

基金項(xiàng)目北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院科技基金項(xiàng)目（2013B06）；北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目（8144048）。

作者簡(jiǎn)介鄒惠（1986- ），女，四川廣安人，研究實(shí)習(xí)員，碩士，從事固體廢物資源再利用、生物質(zhì)微波熱解、生物農(nóng)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(zhì)微波熱解、生物農(nóng)藥研究。

收稿日期20140707利用農(nóng)藥防治病蟲草害是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的一項(xiàng)重要手段，由于近年來世界各國(guó)環(huán)境保護(hù)政策制約以及食品安全要求的提高，傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥正逐漸退出市場(chǎng)，與之取代的是對(duì)高效、低毒、低殘留的新型農(nóng)藥的需求，因此利用微生物農(nóng)藥進(jìn)行綜合治理備受關(guān)注[1]。Bt作為生物農(nóng)藥中的一種，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成為目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一類微生物殺蟲劑[2-3]，占到生物農(nóng)藥生產(chǎn)量和使用量的90%左右[4]，已成為全球世界學(xué)者的研究熱點(diǎn)之一。

文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)基于文獻(xiàn)事實(shí)，能從多方面、多角度揭示學(xué)科的整體布局、發(fā)展方向和學(xué)科優(yōu)勢(shì)， 現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的學(xué)科分析[5-8]，但目前尚未見利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析Bt生物農(nóng)藥的相關(guān)報(bào)道。因此，作者利用Web of Science平臺(tái)對(duì)1996～2013年所收錄的有關(guān)Bt生物農(nóng)藥研究文獻(xiàn)進(jìn)行了計(jì)量研究，從科研文獻(xiàn)產(chǎn)出的角度揭示了生物農(nóng)藥研究領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢(shì)，以期為科研工作者了解該領(lǐng)域在全球范圍內(nèi)的整體研究情況以及生物農(nóng)藥相關(guān)研究提供借鑒。

1數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1數(shù)據(jù)來源利用Web of Science平臺(tái)中的Science Citation Index Expanded 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索。檢索詞為：主題=Bacillus thuringiensis or Bactospeine or B.thuringiensis，檢索時(shí)間為1996～2013，共檢索出Bt生物農(nóng)藥的相關(guān)論文8 751篇。

1.2研究方法 以檢索出的論文為來源數(shù)據(jù)，采用Ho等歸納出的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分析方法[9-10]，應(yīng)用Microsoft Excel 2007軟件對(duì)文檔類型、語(yǔ)言、文檔所屬國(guó)家及機(jī)構(gòu)、文獻(xiàn)作者、關(guān)鍵詞、引文量、頁(yè)數(shù)、學(xué)科分類、出版物名稱等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理。最后對(duì)整理出的數(shù)據(jù)信息結(jié)合具體專業(yè)進(jìn)行研究領(lǐng)域的研究趨勢(shì)分析。

2結(jié)果與分析

統(tǒng)計(jì)的文獻(xiàn)共8 751篇，其中期刊文獻(xiàn)7 649篇，占總統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)量的87.41%，是Bt生物農(nóng)藥文獻(xiàn)的最主要形式，其次是會(huì)議論文516篇（5.90%）、評(píng)論315篇（3.60%）、會(huì)議摘要121篇（1.38%）、編輯資料51篇（0.58%）、簡(jiǎn)訊期刊41篇（0.47%）、校正28篇（0.43%）、報(bào)道記事（0.17%）及再版資料5篇（0.06%），與期刊論文數(shù)量相比，余下論文數(shù)量較少，對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果影響相對(duì)較小，因此，該研究?jī)H對(duì)期刊論文進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

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

2.1Bt生物農(nóng)藥文獻(xiàn)產(chǎn)出總體趨勢(shì)分析Bt生物農(nóng)藥的研究在2000年后發(fā)展較快，2000年至2013年，年總計(jì)發(fā)文量從245篇增至795篇，增長(zhǎng)了3.3倍。由可知，有關(guān)Bt生物農(nóng)藥的論文數(shù)量在2000年以前處于較低且平穩(wěn)波動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)時(shí)對(duì)Bt生物農(nóng)藥的研究較少，防治病蟲草害大都依賴于化學(xué)農(nóng)藥。2000年后，生產(chǎn)化學(xué)農(nóng)藥的原材料價(jià)格逐漸上漲，且農(nóng)藥毒性帶來的食品安全等問題越來越受關(guān)注，使得工藝簡(jiǎn)便、成本低廉、環(huán)境安全性較高的生物農(nóng)藥受到行業(yè)內(nèi)研究者的廣泛關(guān)注[11-12]，迄今為止，Bt生物農(nóng)藥已成為全球范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。

1996～2013年Bt生物農(nóng)藥文獻(xiàn)發(fā)文量的變化趨勢(shì)2.2主要國(guó)家及科研機(jī)構(gòu)情況分析通過對(duì)期刊論文作者（至少1位）所提供的地址及附屬單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以了解各個(gè)國(guó)家和機(jī)構(gòu)在Bt生物農(nóng)藥領(lǐng)域內(nèi)的研究水平及成果，從而揭示該領(lǐng)域的核心科研機(jī)構(gòu)及其在該領(lǐng)域的活躍程度。該研究在統(tǒng)計(jì)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(guó)；將香港的論文歸屬于我國(guó)。對(duì)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(dú)立作者，7 373篇（96.40%）為合作論文。統(tǒng)計(jì)時(shí)間跨度內(nèi)選取發(fā)文量居前10位國(guó)家作分析，并統(tǒng)計(jì)各國(guó)總發(fā)文量、獨(dú)立發(fā)文量以及按第一作者、通訊作者統(tǒng)計(jì)的論文數(shù)量，且按所占百分比進(jìn)行排名。結(jié)果顯示，美國(guó)的發(fā)文量占全球總量的45.75%，達(dá)到3 492篇，是排名第二（我國(guó)）的4.5倍。2011年的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，美國(guó)生物農(nóng)藥市場(chǎng)規(guī)模約占全球總規(guī)模的40.00%；除此之外，美國(guó)生物農(nóng)藥的銷售額占全美農(nóng)藥銷售總額的8.50%，該比例在全球范圍內(nèi)亦屬首位。作為世界最大的生物農(nóng)藥市場(chǎng)，美國(guó)在生物農(nóng)藥的研發(fā)和管理方面做了大量研究工作。如1996～2013年間發(fā)文量居前6位國(guó)家統(tǒng)計(jì)情況顯示，美國(guó)的發(fā)文量近年來始終處于較平穩(wěn)的增加態(tài)勢(shì)。我國(guó)在2000年以前的發(fā)文總量在6個(gè)國(guó)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(nóng)藥在我國(guó)已逐漸

成為新興的研究熱點(diǎn)之一。20世紀(jì)90年代末，我國(guó)政府生物農(nóng)藥研制列入《中國(guó)21世紀(jì)議程》白皮書、國(guó)家“九五”攻關(guān)課題和863計(jì)劃中，并提出產(chǎn)業(yè)化的要求。2002年，中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部第15次常務(wù)會(huì)議審議通過了《農(nóng)藥限制使用管理規(guī)定》，對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)藥的使用條件及范圍進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，以期最大限度地降低農(nóng)藥對(duì)人畜安全、農(nóng)產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量、防治效果和環(huán)境安全造成的不良影響。一系列政策支持催生了生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展[13]。至今，越來越多的科研機(jī)構(gòu)和人員開始從事生物農(nóng)藥方面的研究，這也和我國(guó)近年來社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展、對(duì)食品安全要求增長(zhǎng)、國(guó)民對(duì)環(huán)境污染意識(shí)的提高相吻合。

通過對(duì)7 649篇論文的作者（至少1位）所屬的機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，共有3 717個(gè)機(jī)構(gòu)參與Bt生物農(nóng)藥的研究。其中，僅發(fā)篇論文的機(jī)構(gòu)有2 225個(gè)（59.50%），發(fā)文量為2篇及3篇以上的機(jī)構(gòu)數(shù)量分別為529個(gè)（14.20%）、983個(gè)（26.30%）。如所示，美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究所以287篇的發(fā)文量排名第一，占總發(fā)文量的2.62%，且第一作者發(fā)文量和通訊作者發(fā)文量方面也排名第一，說明美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究所在Bt生物農(nóng)藥領(lǐng)域的研究具有優(yōu)勢(shì)。從總體來看，發(fā)文量居前10位的研究機(jī)構(gòu)中，美國(guó)機(jī)構(gòu)占據(jù)7席，我國(guó)機(jī)構(gòu)占據(jù)3席，同時(shí)，上述機(jī)構(gòu)的合作發(fā)文率均超過50%。這可能是一些Bt生物農(nóng)藥研究和生產(chǎn)水平相對(duì)落后的國(guó)家或機(jī)構(gòu)通過與美國(guó)機(jī)構(gòu)的合作，引進(jìn)美國(guó)技術(shù)來發(fā)展本地區(qū)的生物農(nóng)藥行業(yè)，從而提高了美國(guó)機(jī)構(gòu)的合作發(fā)文率，也從側(cè)面反映出美國(guó)在生物農(nóng)藥領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

此外，對(duì)我國(guó)研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)及中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的發(fā)文量均超過100篇，領(lǐng)先我國(guó)其他研究機(jī)構(gòu)。發(fā)文量排名前10的我國(guó)研究機(jī)構(gòu)在國(guó)際總發(fā)文排行榜上有6個(gè)在前50位，且華中農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)文量位于總發(fā)文量排名第3位，說明我國(guó)研究機(jī)構(gòu)在Bt生物農(nóng)藥的研究上已位于先進(jìn)行列。

1996～2013年發(fā)文量前6位國(guó)家歷年發(fā)文情況2.3相關(guān)學(xué)科及學(xué)術(shù)期刊分析7 649篇期刊文獻(xiàn)共被91個(gè)出版物出版，發(fā)文量排名前6位的出版物文獻(xiàn)共4 587篇。由可知，在1996～2013年間，檢出論文涉及最多的6學(xué)科的發(fā)文量處于增長(zhǎng)趨勢(shì)，按降序排列如下：Entomology （昆蟲學(xué)）（2 080篇，27.20%）、Biotechnology & Applied Microbiology （應(yīng)用微生物學(xué)）（1 583篇，20.70%）、Microbiology （微生物學(xué)）（1 574篇，20.60%）、Biochemistry & Molecular Biology（生物化學(xué)與分子生物學(xué)）（1 040篇，13.60%）、Agriculture （農(nóng)藝學(xué)）（885篇，11.60%）、Environmental Sciences & Ecology（環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)）（408篇，5.30%）。由上述分析可知，與Bt生物農(nóng)藥研究相關(guān)最密切的行業(yè)為生物、環(huán)境、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)，這些學(xué)科均為與人類生活密切相關(guān)的學(xué)科。

此外，根據(jù)發(fā)文量及其所占百分比排名，得到1996～2013年世界范圍內(nèi)該領(lǐng)域前8位高產(chǎn)期刊，總計(jì)共占發(fā)文總數(shù)的22.90%。其中與生物相關(guān)的有4類，說明Bt生物農(nóng)藥相關(guān)文章在生物期刊產(chǎn)出較高。發(fā)文量居前8位的期刊中，美國(guó)期刊占據(jù)5席，處于絕對(duì)的領(lǐng)先地位，其次是英國(guó)。我國(guó)沒有期刊進(jìn)入前8位范圍，說明我國(guó)雖然在發(fā)文量方面已處于世界領(lǐng)先地位，但我國(guó)自有期刊發(fā)文量還較少，我國(guó)期刊的影響力較小，需要提升和改善。

1996～2013年發(fā)文量居前10位的研究機(jī)構(gòu)

1996～2013年發(fā)文量居前10位的我國(guó)研究機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)名稱TPTPR （%）華中農(nóng)業(yè)大學(xué)1091 （10.40）中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院1052 （10.10）中國(guó)科學(xué)院803 （7.60）南京農(nóng)業(yè)大學(xué)424 （4.00）浙江大學(xué)375 （3.50）華南農(nóng)業(yè)大學(xué)336 （3.10）中國(guó)農(nóng)業(yè)部307 （2.90）湖南師范大學(xué)238 （2.20）中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)199 （1.80）福建農(nóng)業(yè)科學(xué)院1410 （1.30）注：TP.總發(fā)文量（篇）；TPR （%）.總發(fā)文量排名及所占百分比。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2014年2.4作者關(guān)鍵詞分析 統(tǒng)計(jì)分析作者關(guān)鍵詞目的在于了解Bt生物農(nóng)藥領(lǐng)域的研究趨勢(shì)，有助于學(xué)者快速掌握科研動(dòng)態(tài)。近年來出現(xiàn)的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法有利于利用高頻詞匯歸納研究熱點(diǎn)，該研究共檢出1996～2013年Bt生物農(nóng)藥領(lǐng)域10 986個(gè)作者關(guān)鍵詞，并將其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，剔除檢索詞“蘇云金芽孢桿菌”后最終獲得11個(gè)常用詞匯（出現(xiàn)100次以上）。其中，關(guān)鍵詞中涉及的主要防治對(duì)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(fā)酵）等。其中，F(xiàn)ermentation（發(fā)酵）作為關(guān)鍵詞的發(fā)文量排名從第1個(gè)時(shí)間段（1996～2001）的第25位上升到第3個(gè)時(shí)間段（2008～2013）的第2位，說明發(fā)酵生產(chǎn)Bt生物農(nóng)藥已成為研究熱點(diǎn)。

1996～2013年研究論文涉及最多的6個(gè)學(xué)科Bt生物農(nóng)藥的發(fā)酵方式在其生產(chǎn)過程中起著非常重要的作用，常用的發(fā)酵方式包括固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵2種，液

體發(fā)酵技術(shù)及設(shè)備研究已較成熟，但存在培養(yǎng)基成本高、發(fā)酵效率低等問題，使得產(chǎn)品生產(chǎn)成本較高。而固態(tài)發(fā)酵方式作為生產(chǎn)Bt生物農(nóng)藥的一種新方式，具有投資低、產(chǎn)量高、后處理方便等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)中逐漸顯示其優(yōu)越性，但技術(shù)和設(shè)備研究并未完全成熟[14-17]。對(duì)固態(tài)發(fā)酵（solid state fermentation、solid fermentation）及液態(tài)發(fā)酵（submerged fermentation、liquid state fermentation、liquid fermentation）等關(guān)鍵詞進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，Bt生物農(nóng)藥的固態(tài)發(fā)酵發(fā)文量從2008 年以來發(fā)展較快，從2008年的34篇升至2013年的96篇，約2.82倍，而液態(tài)發(fā)酵發(fā)文量增長(zhǎng)相對(duì)較慢，說明固態(tài)發(fā)酵作為一種低耗高效的發(fā)酵方式，具備大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的可行性，從而導(dǎo)致越來越多的學(xué)者投入該方向研究。

1996～2013年作者關(guān)鍵詞檢索

1996～2013年Bt生物農(nóng)藥發(fā)酵方式的發(fā)文趨勢(shì)因此，采用低成本、易獲得的工農(nóng)業(yè)等廢棄物為原料，發(fā)酵生產(chǎn)Bt 生物農(nóng)藥是近來國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，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(fā)酵原料，該研究著重對(duì)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(fā)酵原料關(guān)鍵詞進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，得到1996～2013年各發(fā)酵底物生產(chǎn)Bt生物農(nóng)藥的發(fā)文量變化趨勢(shì)。以黃豆粉及玉米淀粉為發(fā)酵底物的發(fā)文量近年來增長(zhǎng)較緩慢，相反，以污泥、含氮廢水及食品廢物為發(fā)酵底物生產(chǎn)生物農(nóng)藥的發(fā)文量自2008年以來增長(zhǎng)迅速，未來發(fā)展形勢(shì)可觀。

典型Bt生物農(nóng)藥發(fā)酵原料的發(fā)文趨勢(shì)3結(jié)論

通過對(duì)Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)中1996～2013年跨度中的Bt生物農(nóng)藥領(lǐng)域8 751篇期刊論文的分析，明確了該領(lǐng)域的研究趨勢(shì)，采用文獻(xiàn)計(jì)量方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明Bt生物農(nóng)藥研究整體呈上升趨勢(shì)，各細(xì)節(jié)方面的發(fā)展趨勢(shì)如下：①Bt生物農(nóng)藥領(lǐng)域總發(fā)文在2000年前發(fā)展相對(duì)平緩，2000年后因受國(guó)內(nèi)外相關(guān)政策對(duì)食品安全、環(huán)境保護(hù)等要求提高的影響，發(fā)文量增長(zhǎng)較快。同時(shí)，每篇論文的作者數(shù)和研究機(jī)構(gòu)數(shù)量均有所增長(zhǎng)，各機(jī)構(gòu)之間的合作趨勢(shì)也增強(qiáng)。②美國(guó)在Bt生物農(nóng)藥研究中發(fā)文量處于第1位，我國(guó)在該領(lǐng)域雖然起步較晚，但在2000年后發(fā)展迅速，已上升至第2位。③在統(tǒng)計(jì)的研究機(jī)構(gòu)中，美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究所的總發(fā)文量排名第1位，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的總發(fā)文量排名第3位，說明我國(guó)在研究Bt生物農(nóng)藥領(lǐng)域已躋身世界領(lǐng)先水平。④Bt生物農(nóng)藥領(lǐng)域我國(guó)期刊發(fā)文量低，期刊影響力較小，需要提升及改善。⑤通過對(duì)Bt生物農(nóng)藥發(fā)酵方式的關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)，液態(tài)發(fā)酵近年來增長(zhǎng)趨勢(shì)平緩，而固態(tài)發(fā)酵增長(zhǎng)相對(duì)迅速。⑥按原料關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)顯示，以工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品（黃豆粉、玉米粉）為發(fā)酵原料生產(chǎn)Bt生物農(nóng)藥在1996～2013年增長(zhǎng)緩慢，而以工農(nóng)業(yè)等廢棄物（污泥、含氮廢水、食品垃圾）為發(fā)酵原料生產(chǎn)農(nóng)藥的發(fā)文量較多，是未來的發(fā)展趨勢(shì)。

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