中國鮮食玉米的研究脈絡(luò)和趨勢探析

王紹新，王寶寶，李中建，許 洛，馮健英

（石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院，石家莊 050041）

0 引言

鮮食玉米即有特殊風(fēng)味和獨(dú)特品質(zhì)，收獲以幼嫩玉米穗為主的一種玉米類型，包括糯玉米、甜玉米和甜加糯玉米等，是重要的食品和化工原材料，營養(yǎng)價值和經(jīng)濟(jì)價值較為突出[1]。作為世界上最大的鮮食玉米生產(chǎn)國與消費(fèi)國，中國的鮮食玉米年種植面積已超過134萬hm2[2]。鮮食玉米生產(chǎn)周期較普通玉米短，作為完善種植業(yè)結(jié)構(gòu)重要的一環(huán)，其能加快農(nóng)業(yè)機(jī)械化與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，滿足居民營養(yǎng)需求并改善居民飲食結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，增加農(nóng)民收入，是現(xiàn)代綠色生態(tài)都市農(nóng)業(yè)發(fā)展的新亮點(diǎn)。

近年來，科研工作者對鮮食玉米新品種選育[3-4]、基因型分析[5-6]、化學(xué)防治[7]、栽培技術(shù)[8-9]、遺傳多樣性[10-11]、肥料[12]、成分分析[13-14]、貯藏[15]、食品開發(fā)與加工技術(shù)[16-17]等諸多方面進(jìn)行了廣泛研究，取得了一系列研究成果，為鮮食玉米及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了大量理論基礎(chǔ)。上述研究從基礎(chǔ)研究和全產(chǎn)業(yè)鏈的角度對鮮食玉米進(jìn)行研究，還未有從文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的角度對國內(nèi)鮮食玉米的發(fā)展及熱點(diǎn)進(jìn)行分析的文獻(xiàn)。為更好地評價國內(nèi)鮮食玉米發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，以2010—2021年中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫收錄的1500多篇核心論文為樣本，從年度、國家/地區(qū)、重要期刊的發(fā)文量、作者合作機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、文獻(xiàn)共被引和關(guān)鍵詞與共現(xiàn)詞分析等角度，闡述鮮食玉米領(lǐng)域中相關(guān)研究的發(fā)展態(tài)勢、研究方向和熱點(diǎn)，全面解析國內(nèi)鮮食玉米領(lǐng)域研究的發(fā)展脈絡(luò)與過程，以期為研究者掌握本學(xué)科當(dāng)前發(fā)展程度、科學(xué)地選擇研究方向提供有價值的參考。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

于2021年12月采用專業(yè)檢索方式，在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫（以下簡稱NCKI）下載所用文獻(xiàn)，數(shù)據(jù)選擇北大核心合集。時間上選擇范圍為2010年1月1日—2021年11月31日。檢索方式為高級檢索輸入“SU%='鮮食玉米'ORSU%='甜玉米'ORSU%='糯玉米'ORSU%='水果玉米'ORSU%='粘玉米'”。共獲取相關(guān)文獻(xiàn)1672篇。排除重復(fù)和無意義的文獻(xiàn)，最終篩選得到1588篇北大核心期刊論文。

陳超美利用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法開發(fā)出的一款軟件CiteSpace[18]，用于對前人的科學(xué)研究成果和文獻(xiàn)動態(tài)進(jìn)行可視化分析[19]，通過文獻(xiàn)數(shù)據(jù)檢索，利用知識圖譜的關(guān)系分析研究路徑發(fā)展趨勢及熱點(diǎn)的探測[20]，在農(nóng)業(yè)研究方面已被廣泛關(guān)注和應(yīng)用[21-23]。筆者使用文獻(xiàn)計(jì)量在線分析平臺，Office和CiteSpace工具選擇不同主題，包括作者、機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵字等方面，再次通過聚類分析，最后調(diào)整各個節(jié)點(diǎn)大小，對1588條數(shù)據(jù)進(jìn)可視化分析并繪制出相應(yīng)的科學(xué)知識圖譜。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮食玉米領(lǐng)域的發(fā)文量及其年代分布

運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量在線分析平臺對中國知網(wǎng)檢索得到的2010—2021年的鮮食玉米研究領(lǐng)域相關(guān)論文各年度文獻(xiàn)發(fā)表量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并繪制發(fā)文數(shù)量隨年份的變化趨勢圖。由圖1可知，鮮食玉米領(lǐng)域研究論文整體上呈現(xiàn)出緩慢下降的趨勢，但是整體數(shù)量變化較為平穩(wěn)，年發(fā)文量保持在100篇以上。2010—2014年的發(fā)文量較大，均在142篇以上。

圖1 2010—2021年發(fā)文數(shù)量變化圖

2.2 文獻(xiàn)來源分布分析

依據(jù)布拉德福定律（Law of Bradford，也稱文獻(xiàn)分散規(guī)律），一般每個學(xué)科或者研究領(lǐng)域的論文會不規(guī)則地呈現(xiàn)于相關(guān)學(xué)術(shù)期刊上，但學(xué)科出現(xiàn)的頻率與其發(fā)表期刊的專業(yè)程度呈正相關(guān)[24]。通過對文獻(xiàn)的分析，有20種期刊分布在核心區(qū)域（表1），分別為《種子》《玉米科學(xué)》《中國蔬菜》《食品科學(xué)》《食品工業(yè)科技》《中國糧油學(xué)報》《食品科技》《江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)》《作物雜志》《分子植物育種》《食品研究與開發(fā)》《西南農(nóng)業(yè)學(xué)報》《糧食與油脂》《核農(nóng)學(xué)報》《南方農(nóng)業(yè)學(xué)報》《現(xiàn)代食品科技》《作物學(xué)報》《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)》《江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報》《北方園藝》。這20種期刊占鮮食玉米研究領(lǐng)域總期刊數(shù)的51.95%，共計(jì)刊載論文數(shù)量825篇，表明鮮食玉米研究涉及的領(lǐng)域較為廣泛，包括土壤、食品、糧油、農(nóng)藥、生態(tài)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、種子、飼料、動物營養(yǎng)、植物保護(hù)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、農(nóng)業(yè)工程、蔬菜園藝等相關(guān)領(lǐng)域100多余種期刊，研究跨領(lǐng)域合作密切且受到多學(xué)科科研工作者的關(guān)注。

表1 2010—2021年國內(nèi)鮮食玉米研究領(lǐng)域的核心期刊

2.3 鮮食玉米領(lǐng)域發(fā)文作者分析

論文作者及作者間的合作強(qiáng)度及其互引關(guān)系等可用作者共現(xiàn)性分析來探明[25]。時間上選擇2010—2021年，時間節(jié)點(diǎn)切片選擇1年，author作為節(jié)點(diǎn)，選擇pruning sliced networks路徑。將TopN設(shè)置為30，為了選擇更好的圖示，閾值的默認(rèn)參數(shù)值一般設(shè)置為(2,2,20)、(4,33,20)、(12,16,22)，選擇標(biāo)準(zhǔn)為Nodes=5.0%。其余設(shè)置為默認(rèn)設(shè)置，經(jīng)過軟件分析得到鮮食玉米相關(guān)研究的作者知識圖譜（圖2）。發(fā)文數(shù)前10位的作者依次為陸衛(wèi)平（38篇）、劉春泉（36篇）、陸大雷（35篇）、李大婧（35篇）、劉鵬飛（30篇）、胡建廣（27篇）、王曉明（22篇）、蔣鋒（22篇）、鄭錦榮（20篇）、史振聲（17篇）。同時還得到了這一領(lǐng)域文獻(xiàn)突現(xiàn)詞強(qiáng)度最大的作者Top12（圖3），突現(xiàn)詞最強(qiáng)的是安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)的徐麗(5.42)，北京市農(nóng)林科學(xué)院盧柏山和史亞興(5.07)排在第二。

圖2 鮮食玉米領(lǐng)域文獻(xiàn)的作者共現(xiàn)圖譜

圖3 鮮食玉米領(lǐng)域作者突現(xiàn)詞Top12 作者

2.4 鮮食玉米領(lǐng)域發(fā)文機(jī)構(gòu)分析

玉米作為主要的糧食作物被大面積種植，鮮食玉米的研究也被許多科研機(jī)構(gòu)關(guān)注起來。對這方面的領(lǐng)域進(jìn)行空間分析，可以得到在此領(lǐng)域的高產(chǎn)出機(jī)構(gòu)。時間上選擇2010—2021年，將時間切片設(shè)置為1年，節(jié)點(diǎn)選擇institution，將TopN設(shè)置為50，閾值的默認(rèn)參數(shù)值一般設(shè)置為(2,2,20)，(4,3,20)，(3,3,20)，選擇標(biāo)準(zhǔn)為Nodes=10.0%。其余設(shè)置為默認(rèn)設(shè)置。分別繪制出2010—2021年鮮食玉米領(lǐng)域文獻(xiàn)的機(jī)構(gòu)分布和合作圖譜，在此基礎(chǔ)上分別統(tǒng)計(jì)最具有影響力的Top10的機(jī)構(gòu)。表2統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，鮮食玉米研究機(jī)構(gòu)主要分布在南方，在北方以吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)、沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京市農(nóng)林科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)為代表。各研究單位與學(xué)校之間合作密切，68.4%的文章都由2個以上的單位機(jī)構(gòu)合作發(fā)表。

表2 鮮食玉米研究領(lǐng)域發(fā)文機(jī)構(gòu)論文數(shù)Top10

2.5 鮮食玉米領(lǐng)域研究熱點(diǎn)分析

學(xué)者普遍認(rèn)為關(guān)鍵詞分析能夠有效篩選出研究熱點(diǎn)。尤其是在某一學(xué)科文獻(xiàn)分析中，如果某一關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次較高，其很可能就代表了這一學(xué)科研究的熱點(diǎn)問題，且高頻率關(guān)鍵詞也有關(guān)聯(lián)，分析其規(guī)律，在一定范圍內(nèi)可發(fā)現(xiàn)學(xué)科領(lǐng)域中知識圖譜的內(nèi)在聯(lián)系。時間上選擇2010—2021年，以1年為時間切片，節(jié)點(diǎn)選擇為Keywords，TopN設(shè)置為50，閾值的默認(rèn)參數(shù)值一般設(shè)置為(2,2,20)、(4,3,20)、(3,3,20)，選擇標(biāo)準(zhǔn)為 Nodes=10.0%。其余設(shè)置為默認(rèn)設(shè)置，經(jīng)過軟件分析得到鮮食玉米相關(guān)研究的關(guān)鍵詞知識圖譜（圖4），同時還得到了這一領(lǐng)域文獻(xiàn)關(guān)鍵詞時間線圖（圖5）。關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次高低在圖中會以圖形節(jié)點(diǎn)大小表示。圖中能清晰地將文獻(xiàn)使用488個節(jié)點(diǎn)和805條連線描繪出來，說明關(guān)鍵詞豐富且聯(lián)系緊密，圖中節(jié)點(diǎn)面積越大表示關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次越多。鮮食玉米的研究以糯玉米和甜玉米選育為中心。食品加工類以響應(yīng)面法優(yōu)化研究為主[26-27]，鮮食玉米植物保護(hù)相關(guān)研究逐漸興起，例如能嚴(yán)重影響玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的絲黑穗病和瘤黑粉病[28]、葉部病害大斑病[29]和南方銹病等[30]及其化學(xué)農(nóng)藥的防治研究[31-32]。

圖4 鮮食玉米相關(guān)研究的關(guān)鍵詞知識圖譜

圖5 2010—2021年鮮食玉米領(lǐng)域文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞時間線圖

可視化分析認(rèn)為突現(xiàn)詞能反映某一研究領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢，通過突現(xiàn)詞分析能預(yù)測鮮食玉米學(xué)科發(fā)展的研究趨勢。本研究選擇路徑算法(Minimum Spanning Tree)，并勾選控制面板中的burstness功能，最終得到鮮食玉米研究領(lǐng)域出現(xiàn)的18個突顯關(guān)鍵詞（圖6），其中2016—2021年的突現(xiàn)詞主要集中在種子萌發(fā)(2.78)、單倍體(3.62)、可溶性糖(2.57)、一代雜種(2.60)和采收期(3.49)?？梢?，目前針對鮮食玉米的研究主要是從玉米采收期、一代雜交種、單倍體等方面展開，玉米營養(yǎng)品質(zhì)以及新一代育種方法將是未來發(fā)展的重心所在。

圖6 2010—2021年鮮食玉米研究突現(xiàn)關(guān)鍵詞

2.5.1 鮮食玉米單倍體技術(shù)研究 關(guān)鍵詞單倍體從2017年開始頻次超過了10次，作為現(xiàn)代玉米育種的革命技術(shù)，單倍體育種可以快速、高效地固定玉米基因型，只需2～3代即可獲得穩(wěn)定優(yōu)良的純合自交系，代替了傳統(tǒng)的6～8代連續(xù)自交選育，從而大大地提高了玉米育種的效率[33]。鮮食玉米的遺傳背景要比普通玉米復(fù)雜，目前有關(guān)鮮食玉米的單倍體育種研究開展得較少，主要體現(xiàn)在單倍體誘導(dǎo)率的研究[34]、加倍技術(shù)研究和新種質(zhì)材料的創(chuàng)制上[35]，將單倍體技術(shù)應(yīng)用于鮮食玉米自交系選育還需要進(jìn)一步深入開發(fā)和研究。

2.5.2 鮮食玉米營養(yǎng)品質(zhì)研究 鮮食玉米的品質(zhì)主要包括食用品質(zhì)、商業(yè)品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)與加工品質(zhì)等，其中，對研究者來說營養(yǎng)品質(zhì)與食用品質(zhì)特別重要[36-37]。目前鮮食玉米的營養(yǎng)品質(zhì)研究[38-39]主要著眼于蛋白質(zhì)[40]、脂肪[41]、葉酸[42-43]、可溶性糖[44-47]、氨基酸[48-53]、維生素C[54]、纖維素[55]、風(fēng)味[56]及硒[57]、鐵、鋅[58]等微量元素的研究上，從出現(xiàn)開始一直是重點(diǎn)研究問題。除蛋白質(zhì)、脂肪外，籽粒中糖分含量也是評價鮮食玉米采收后品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。游離糖與氨基酸含量是鮮食玉米品質(zhì)研究的重點(diǎn)。

2.5.3 甜加糯型玉米和超甜玉米研究 國內(nèi)最早提出甜加糯玉米的是謝孝頤，認(rèn)為將糯質(zhì)玉米與甜質(zhì)玉米進(jìn)行雜交，在后代中分離出糯質(zhì)超甜雙隱性玉米株系即甜糯雙隱性株系，將其與糯玉米雜交能得到在同一果穗上包含有甜與糯2種籽粒類型的新型玉米[59]。其表現(xiàn)為在同一果穗上既有糯玉米籽粒也有甜玉米籽粒，將甜玉米“甜、脆、鮮”及糯玉米“糯、綿、香”不同的優(yōu)點(diǎn)整合到一起，糯中帶甜風(fēng)味別具一格，近年內(nèi)甜加糯玉米市場份額逐年上升[60]。目前甜加糯型玉米研究主要集中于新品種的選育[61-62]、甜糯雙隱性基因方面[63-64]。使用多種生物育種手段，提高育種技術(shù)，深入研究開發(fā)改良種質(zhì)資源，選育適應(yīng)市場需求的鮮食玉米新品種，加強(qiáng)甜加糯新類型和超甜玉米[65-68]品種的選育和推廣，從而提高鮮食玉米種植農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)效益，帶動鄉(xiāng)村振興[69]。

2.5.4 鮮食玉米遺傳多樣性研究 精準(zhǔn)鑒定鮮食玉米品種，種質(zhì)資源的收集與利用，新品種的選育與開發(fā)都需要全面了解其遺傳來源和親緣關(guān)系，從不同類型品種的遺傳分化及遺傳多樣性等方面去探析。DNA指紋檢測、品質(zhì)分析與抗病精準(zhǔn)鑒定在一定程度上探明了種質(zhì)材料的利用價值，科研工作者對鮮食玉米遺傳多樣性的研究主要著眼于群體類群的劃分上，開發(fā)的分子標(biāo)記是研究鮮食玉米遺傳多樣性的一大利器，例如盧柏山等[70]使用1000多個SNP標(biāo)記較為精準(zhǔn)地將39份甜玉米材料劃分為5個類群，盧媛等[71]使用SSR標(biāo)記將87份糯玉米自交系劃分為4個類群。研究學(xué)者的研究初步解析了國內(nèi)現(xiàn)階段鮮食玉米種質(zhì)的遺傳結(jié)構(gòu)及其遺傳多樣性，為今后鮮食玉米品種選育奠定了良好的基礎(chǔ)。

3 結(jié)論與展望

筆者基于CiteSpace知識圖譜對鮮食玉米相關(guān)領(lǐng)域的知識圖譜結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，探索鮮食玉米研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題、研究的核心作者群、主要研究機(jī)構(gòu)以及重要載文期刊，以清晰地把握鮮食玉米領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀。由2010—2020年中文核心期刊的鮮食玉米相關(guān)論文的分析可知：（1）鮮食玉米研究的相關(guān)文獻(xiàn)每年發(fā)表文章數(shù)目均保持在100篇以上，在玉米研究中一直處于炙手可熱的狀態(tài)，說明了鮮食玉米作為可直接食用的糧食生產(chǎn)的重要性。（2）研究規(guī)模、研究力量在不斷擴(kuò)大。國內(nèi)各研究機(jī)構(gòu)與科研院所之間合作緊密，在向多領(lǐng)域全方位擴(kuò)展。（3）研究領(lǐng)域不斷加深，使用到的技術(shù)也與時俱進(jìn)，通過分子生物學(xué)技術(shù)、單倍體技術(shù)、基因編輯技術(shù)、微生物工程等來幫助實(shí)現(xiàn)鮮食玉米新品種選育、加工和貯藏。（4）隨著國內(nèi)高質(zhì)量農(nóng)業(yè)的發(fā)展，鮮食玉米營養(yǎng)品質(zhì)和抗病研究熱度會進(jìn)一步上升。