農(nóng)作物秸稈肥料化利用研究文獻(xiàn)計(jì)量分析*

薛穎昊，馮浩杰，孫仁華，胡瀟方，李曉陽，徐志宇※

（1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)總站，北京 100125；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，泰安 271018）

0 引言

我國是世界上最大的農(nóng)業(yè)國之一，擁有豐富的秸稈資源。全國第二次污染源普查結(jié)果顯示，我國秸稈資源產(chǎn)生量為8.05億t，可收集的秸稈資源量為6.74億t，秸稈利用量為5.85億t[1]。肥料化利用為主，飼料化、燃料化穩(wěn)步推進(jìn)，原料化和基料化為輔的秸稈綜合利用格局基本形成[2,3]。目前，秸稈肥料化是最快捷、最大批量處理剩余秸稈的有效利用途徑，按照技術(shù)模式主要分為直接還田（翻壓還田、覆蓋還田等）和間接還田（過腹還田、堆漚還田等）兩大類[4-6]；其中直接還田基本實(shí)現(xiàn)了以機(jī)械化為主的還田方式。2019年全國秸稈機(jī)械化還田面積為0.546億hm2(8.19億畝)，比2016年同比提高13.75%。

在綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求下，我國未來農(nóng)業(yè)發(fā)展需要走低投入、低消耗、低排放和高效率的循環(huán)農(nóng)業(yè)道路[7,8]，對秸稈肥料化利用來說是一個(gè)巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。此外，秸稈肥料化利用也是實(shí)現(xiàn)化肥施用零增長、保證糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、助力碳中和碳達(dá)峰的重要措施之一[9,10]。秸稈堆肥生產(chǎn)的有機(jī)肥在小麥、大豆、蔬菜等作物上均具有良好的增產(chǎn)效果，減少了養(yǎng)分淋溶損失、提高了肥料利用率[11-13]。尹華軍等定量評估了秸稈養(yǎng)分投入對化肥替代的貢獻(xiàn)率，理論上28.92%、98.86%的秸稈還田率能完全替代鉀肥與磷肥的有效施用量，而全量秸稈還田可替代87.22%的氮肥有效施用量[14]。以我國95項(xiàng)田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)（n=446）為基礎(chǔ)的分析結(jié)果表明，秸稈直接還田顯著提高了土壤有機(jī)碳含量，平均增幅為13.97%[15]。

雖然已有綜述報(bào)道了秸稈肥料化利用的研究進(jìn)展，但采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法系統(tǒng)研究秸稈肥料化發(fā)展現(xiàn)狀和研究熱點(diǎn)的文獻(xiàn)相對較少。在過去的十幾年間，國內(nèi)外學(xué)者在秸稈肥料化利用領(lǐng)域做了大量的研究工作，發(fā)表了大量的論文及論著。文章以Web of Science核心集數(shù)據(jù)庫和中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，檢索1999—2019年國內(nèi)外有關(guān)秸稈肥料化利用的論文文獻(xiàn)，對發(fā)文量、作者、機(jī)構(gòu)等計(jì)量對象進(jìn)行分析，系統(tǒng)總結(jié)秸稈肥料化利用領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢；借助關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析的可視化描述凝練研究前沿與熱點(diǎn)問題，以期為研究者了解國內(nèi)外秸稈肥料化利用的發(fā)展過程和程度以及未來的研究方向提供參考和借鑒。

1 數(shù)據(jù)的獲取與處理

1.1 研究數(shù)據(jù)來源

該文數(shù)據(jù)來源于Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫（SCI-Expanded數(shù)據(jù)庫）和中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫（CSCD數(shù)據(jù)庫），針對文獻(xiàn)的篇名、摘要和關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，中文文獻(xiàn)圍繞“秸稈”“還田”“生物質(zhì)炭”等主題詞的59個(gè)變形詞或同義詞制定檢索式，英文文獻(xiàn)圍繞“straw”“straw-returning”“biochar”等主題詞的76個(gè)變形詞或同義詞制定檢索式。檢索時(shí)間跨度為1999年至2019年，檢索文獻(xiàn)類型為秸稈肥料化利用的所有文獻(xiàn)類型，檢索時(shí)間為2019年10月。經(jīng)過篩選，刪去與主題詞無關(guān)的文獻(xiàn)，最終得到SCI-E論文8 580篇，CSCD論文5 128篇。

1.2 數(shù)據(jù)可視化

利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化和分析工具Gephi V0.9.2開展高頻關(guān)鍵詞聚類分析與可視化展示。在聚類網(wǎng)絡(luò)視圖中，節(jié)點(diǎn)代表關(guān)鍵詞，節(jié)點(diǎn)大小代表關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻率；節(jié)點(diǎn)之間連線的粗細(xì)代表不同關(guān)鍵詞共同出現(xiàn)的次數(shù)，連線越粗代表共同出現(xiàn)的次數(shù)越多；節(jié)點(diǎn)的顏色層次代表不同的研究前沿領(lǐng)域，聯(lián)系緊密的關(guān)鍵詞被歸為同一研究前沿?zé)狳c(diǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 近20年秸稈肥料化利用領(lǐng)域論文發(fā)表趨勢

如圖1所示，近20年來秸稈肥料化利用領(lǐng)域的發(fā)文總量和中英文發(fā)文量的變化趨勢基本一致，整體呈不斷增長趨勢（2019年數(shù)據(jù)在獲取時(shí)并非全年完整數(shù)據(jù)，因此暫不列入?yún)⒖迹?。外文文獻(xiàn)主要分為兩個(gè)階段，第一階段1999—2005年，英文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量呈緩慢上升階段，發(fā)文數(shù)量從207篇增加至227篇；第二階段2006—2018年，英文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量進(jìn)入持續(xù)快速增長階段，年發(fā)文量由304篇增加至1197篇，年均增長率為21.0%。中文文獻(xiàn)主要分為兩個(gè)階段，第一階段1999—2015年，中文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量呈快速增長趨勢（除2007和2013年外），年發(fā)文量從19篇增加至470篇，截止2015年中文文獻(xiàn)發(fā)文量占中英文發(fā)文總量的44.6%，比1999年提高了36.2%；第二階段2016—2018年，中文文獻(xiàn)發(fā)表進(jìn)入穩(wěn)定階段，年發(fā)文量在440篇左右波動(dòng)。

圖1 近20年秸稈肥料化利用領(lǐng)域論文發(fā)表趨勢

2.2 中英文發(fā)文主要機(jī)構(gòu)

秸稈肥料化利用相關(guān)中文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量排名前10的機(jī)構(gòu)及其發(fā)文情況如圖2所示，其中包括7所農(nóng)林類高校，2個(gè)研究所以及1個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。排名前10位的高產(chǎn)機(jī)構(gòu)共發(fā)表中文文獻(xiàn)2 241篇，占統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)中文總發(fā)文量的43.7%。西北農(nóng)林科技大學(xué)（469篇）發(fā)文量最多，占中文發(fā)文總量的9.1%。此外，還有4個(gè)機(jī)構(gòu)的發(fā)文量在200篇以上，分別是南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國科學(xué)院南京土壤研究所，發(fā)文優(yōu)勢明顯。

圖2 秸稈肥料化利用中文發(fā)文量前10的機(jī)構(gòu)

圖3顯示了秸稈肥料化利用相關(guān)英文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量最高的10個(gè)研究機(jī)構(gòu)及其發(fā)文情況。英文文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量排名前10的高產(chǎn)機(jī)構(gòu)中有4所大學(xué)和6個(gè)科研院所。其中中國研究機(jī)構(gòu)有6個(gè)，表明國內(nèi)秸稈肥料化利用相關(guān)研究在國際上的影響力逐步擴(kuò)大。排名前10的高產(chǎn)研究機(jī)構(gòu)中，中國科學(xué)院（637篇）、美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究中心（ARS）（521篇）發(fā)文量均超過了500篇，其余研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量130～260篇，與前兩位研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量差距較大，說明這兩家機(jī)構(gòu)在秸稈肥料化研究領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

圖3 秸稈肥料化利用英文發(fā)文量前10的機(jī)構(gòu)

2.3 中英文發(fā)文主要研究者

統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)，秸稈肥料利用領(lǐng)域近20年來中文發(fā)文量排名前10的高產(chǎn)作者及其發(fā)文情況見表1。排名前10的高產(chǎn)作者發(fā)文量為537篇，占統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)發(fā)文總量的10.5%。這12位高產(chǎn)作者分別來自8個(gè)機(jī)構(gòu)，其中甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)有3位高產(chǎn)作者，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)有2位高產(chǎn)作者。發(fā)文量在40篇以上的作者共有7位，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)的張仁陟（73篇）和吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)的竇森（55篇）兩位的發(fā)文量超過了50篇，優(yōu)勢明顯。

表1 秸稈肥料化利用中文發(fā)文量前10的作者

表2反映了秸稈肥料化利用近20年來英文發(fā)文量排名前10位的高產(chǎn)作者及其發(fā)文情況。排名前10位高產(chǎn)作者發(fā)文量為393篇，占統(tǒng)計(jì)范圍發(fā)文總量的4.6%。發(fā)文量在30篇以上的作者共有5位，其中來自俄亥俄州立大學(xué)（Ohio State University）的Lal發(fā)文量高達(dá)83篇，在秸稈肥料化利用領(lǐng)域發(fā)文量遙遙領(lǐng)先；余下4位分別是阿德萊德大學(xué)（The University of Adelaide）的Marschner、卡塞爾大學(xué)（University of Kassel）的Joergensen、法國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院（INRA）的Recous和中國科學(xué)院的吳金水。

表2 秸稈肥料化利用英文發(fā)文量前10的作者

2.4 中英文高被引論文

表3是秸稈肥料化利用領(lǐng)域被引用頻次排名前10位的中文文獻(xiàn)。從研究機(jī)構(gòu)來看，3篇來自中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，3篇來自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2篇來自山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，說明了中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院在秸稈肥料化利用領(lǐng)域的地位。從發(fā)表的文章類型來看，研究論文有7篇，綜述文章有3篇，說明在秸稈肥料化領(lǐng)域大多以針對性的科學(xué)研究為主。在10篇高被引文章中，被引次數(shù)最高的文章是韓魯佳的《中國農(nóng)作物秸稈資源及其利用現(xiàn)狀》，總被引次數(shù)高達(dá)1 566次。其次是徐陽春的《長期免耕與施用有機(jī)肥對土壤微生物生物量碳、氮、磷的影響》，總被引次數(shù)為1 210次。

表3 秸稈肥料化利用被引頻次前10的中文文獻(xiàn)

表4是秸稈肥料化利用領(lǐng)域被引用頻次排名前10的英文文獻(xiàn)。從發(fā)表的文章類型來看，研究論文有5篇，綜述文章有5篇，引用次數(shù)排名前3位的均是綜述文章，說明秸稈肥料化領(lǐng)域中綜述性論文具有較好的引領(lǐng)性作用。引用排名前10的論文中，被引頻次最高的是Lal的《Soil carbon sequestration to mitigate cli-mate change》，被引頻次為1 673次；其次是Kalbitz的《Controls on the dynamics of dissolved organic matter in soils: A review》，被引頻次是1 495次。

表4 秸稈肥料化利用被引頻次前10的英文文獻(xiàn)

2.5 主要期刊來源分析

CSCD數(shù)據(jù)庫中秸稈肥料化利用相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量排名前10的中文期刊見表5。這10種期刊總發(fā)文量為2 013篇，占統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)發(fā)文總量的39.26%。其中發(fā)文量最多的期刊是《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》，共發(fā)表秸稈肥料化利用相關(guān)文獻(xiàn)241篇，占總發(fā)文量的4.70%，總被引次數(shù)3 562次，位居所有期刊第一位。此外，《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)》期刊發(fā)文量為174篇，排名第9位，但單篇平均被引次數(shù)（18.9次）和總被引次數(shù)（3 290次）分別位居第1位、第2位。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，秸稈肥料化利用相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量排名前10的中文期刊主要集中在土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)和環(huán)境等領(lǐng)域。

表5 秸稈肥料化利用發(fā)文量前10的中文期刊

表6為Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫秸稈肥料化利用相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量排名。排名前10的期刊總發(fā)文量為2 288篇，占統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)發(fā)文總量的26.67%，平均影響因子5.359。其中發(fā)文量最多的期刊是Soil and Tillage Research，共發(fā)表秸稈肥料化利用相關(guān)文獻(xiàn)488篇，期刊近5年影響因子為6.368，總被引次數(shù)位居第一。Soil Biology and Biochemistry期刊近5年影響因子為8.312，近5年影響因子、單篇平均被引次數(shù)和H指數(shù)以絕對優(yōu)勢排名第一，說明該期刊在秸稈肥料化利用領(lǐng)域具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值和影響力。此外，期刊Agriculture Ecosystems and Environment發(fā)文量雖然位居第6，但單篇平均被引次數(shù)排在第2位（42.0次）。

表6 秸稈肥料化利用發(fā)文量前10的英文期刊

2.6 中英文文獻(xiàn)研究熱點(diǎn)

對1999—2019年發(fā)表的中英文論文關(guān)鍵詞進(jìn)行提取、清洗、整理與統(tǒng)計(jì)，其中中文文獻(xiàn)選取詞頻在25次及以上的100個(gè)高頻關(guān)鍵詞，英文文獻(xiàn)選取詞頻在27次及以上的177個(gè)高頻關(guān)鍵詞，通過聚類分析研究高頻關(guān)鍵詞的共現(xiàn)關(guān)系，分析秸稈肥料化利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

2.6.1 中文文獻(xiàn)研究熱點(diǎn)

圖4顯示了近20年中文文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵之間的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。結(jié)果顯示7個(gè)秸稈肥料化利用研究熱點(diǎn)領(lǐng)域的中心關(guān)鍵詞分別是產(chǎn)量、土壤有機(jī)碳、秸稈覆蓋、土壤養(yǎng)分、堆肥、氮磷、微生物多樣性。其中最大的研究熱點(diǎn)聚類是耕作方式對作物產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益等影響的相關(guān)研究（紫色區(qū)域），中心關(guān)鍵詞是產(chǎn)量，包含耕作方式、冬小麥、水分利用效率、水稻、夏玉米等25個(gè)高頻關(guān)鍵詞；其次是秸稈還田、長期施肥等對土壤有機(jī)碳等特性的影響作用研究（綠色區(qū)域），中心關(guān)鍵詞是土壤有機(jī)碳，包含長期施肥、微生物量碳、溫室氣體、土壤團(tuán)聚體等13個(gè)高頻關(guān)鍵詞。在我國秸稈綜合利用政策的支持和推動(dòng)下，秸稈肥料化利用面積逐年增大，但如何通過配套的栽培、耕作等農(nóng)藝措施減弱秸稈還田可能產(chǎn)生的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)培肥土壤、作物穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的目標(biāo)，一直是學(xué)者們關(guān)注的重點(diǎn)研究內(nèi)容。此外，在“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的國家戰(zhàn)略背景驅(qū)動(dòng)下，秸稈肥料化利用的固碳效應(yīng)、溫室氣體減排效應(yīng)等方面的研究也將持續(xù)成為學(xué)者們的研究重點(diǎn)。

圖4 秸稈肥料化利用中文文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜

2.6.2 英文文獻(xiàn)研究熱點(diǎn)

通過聚類分析方法分析了近20年高頻關(guān)鍵詞在英文文獻(xiàn)中的共現(xiàn)關(guān)系（圖5）。結(jié)果表明：關(guān)于nitrogen、biochar、yield、residue management、 no-tillage、 bacteria/fungi等問題是英文文獻(xiàn)秸稈肥料化利用領(lǐng)域長期研究的6個(gè)熱點(diǎn)。與中文文獻(xiàn)不同，英文文獻(xiàn)主要研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率差異較小，關(guān)鍵詞之間的聯(lián)系更加緊密。其中最大的研究熱點(diǎn)聚類是秸稈還田相關(guān)的土壤有機(jī)質(zhì)、土壤微生物等問題的相關(guān)研究（紫色區(qū)域），包含nitrogen、soil organic matter、 decomposition、 soil、 dynamics、carbon等17個(gè)高頻關(guān)鍵詞；其次是秸稈生物炭對甲烷、一氧化二氮等氣體排放影響的相關(guān)問題研究（綠色區(qū)域），中心包含 biochar、 nitrous oxide、 rice、 methane、paddy soil、greenhouse gas等16個(gè)高頻關(guān)鍵詞。與中文文獻(xiàn)相比，英文文獻(xiàn)研究熱點(diǎn)更偏重于秸稈肥料化利用的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)領(lǐng)域。

圖5 秸稈肥料化利用英文文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜

2.7 中英文文獻(xiàn)研究前沿

對2016—2019年發(fā)表的中英文論文關(guān)鍵詞進(jìn)行提取、清洗、整理與統(tǒng)計(jì)，中文文獻(xiàn)選取詞頻在5次及以上的143個(gè)高頻關(guān)鍵詞，英文文獻(xiàn)選取詞頻在11次及以上的147個(gè)高頻關(guān)鍵詞，通過聚類分析研究高頻關(guān)鍵詞的共現(xiàn)關(guān)系，分析秸稈肥料化利用領(lǐng)域的研究前沿。

2.7.1 中文文獻(xiàn)研究前沿

利用2016—2019年高頻關(guān)鍵詞在中文文獻(xiàn)中的共現(xiàn)關(guān)系，分析秸稈肥料化利用領(lǐng)域的研究前沿（圖6）。秸稈肥料化利用領(lǐng)域中文文獻(xiàn)主要有7個(gè)研究前沿的聚類。聚類1（紫色區(qū)域）：以產(chǎn)量為主，涉及秸稈覆蓋、耕作方式等對作物產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益等影響的相關(guān)研究，包括秸稈覆蓋、耕作方式、土壤水分等34個(gè)節(jié)點(diǎn)；聚類2（綠色區(qū)域）：以土壤有機(jī)碳為主，涉及秸稈還田、長期施肥等對土壤有機(jī)碳等特性的影響作用研究，主要包括長期施肥、土壤團(tuán)聚體、溫室氣體等21個(gè)節(jié)點(diǎn)；聚類3（天藍(lán)色區(qū)域）：以生物炭為主，涉及秸稈生物炭吸附以及熱解等問題的相關(guān)研究，包括土壤理化性質(zhì)、重金屬、硝態(tài)氮等14個(gè)節(jié)點(diǎn)；聚類4（橙色區(qū)域）：以土壤養(yǎng)分為主，涉及秸稈還田相關(guān)的土壤微生物研究，包括土壤微生物、土壤酶活性、有機(jī)物料等11個(gè)節(jié)點(diǎn)；此外還包括3個(gè)小的聚類，中心關(guān)鍵詞分別是堆肥（紅色）、水稻（灰色）、稻草還田（深綠色）。

圖6 秸稈肥料化利用中文文獻(xiàn)研究前沿關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜

2.7.2 英文文獻(xiàn)研究前沿

通過聚類分析2016—2019年高頻關(guān)鍵詞在英文文獻(xiàn)中的共現(xiàn)關(guān)系，描述英文研究前沿（圖7）。結(jié)果表明秸稈綜合利用領(lǐng)域英文文獻(xiàn)主要有7個(gè)研究前沿的聚類。聚類1（紫色區(qū)域）：以yield為主，涉及秸稈還田、保護(hù)性耕作等對作物產(chǎn)量、土壤特性等影響的相關(guān)研究，包括no-tillage、conservation tillage、soil property等19個(gè)節(jié)點(diǎn)；聚類2（草綠色區(qū)域）：以biochar為主，涉及秸稈生物炭對土壤微生物、肥力等的影響的相關(guān)研究，包括rice、manure、microbial community等15個(gè)節(jié)點(diǎn)；聚類3（天藍(lán)色區(qū)域）：以nitrous oxide為主，涉及秸稈還田對甲烷、一氧化二氮等氣體排放等影響的相關(guān)研究，包括greenhouse gas、paddy soil、methane等9個(gè)節(jié)點(diǎn)；聚類4（橙色區(qū)域）：以residue management為主，涉及秸稈還田、保護(hù)性耕作等對土壤有機(jī)碳等特性的影響作用研究，包括soil organic carbon、tillage、conservation agriculture等9個(gè)節(jié)點(diǎn)；聚類5（土灰色區(qū)域）：以nitrogen為主，涉及秸稈還田分解及對土壤營養(yǎng)物、土壤品質(zhì)影響等問題的相關(guān)研究，包括soil organic matter、decomposition、soil quality等9個(gè)節(jié)點(diǎn)；聚類6（玫紅色區(qū)域）：以carbon sequestration為主，涉及長期施肥對土壤碳回收、微生物等影響的相關(guān)研究，主要包括microbial biomass、long-term fertilization等5個(gè)節(jié)點(diǎn)。此外，還有一個(gè)小的聚類（綠色），包含bacteria、fungi 2個(gè)高頻詞，涉及土壤菌類的相關(guān)研究。

圖7 秸稈肥料化利用英文文獻(xiàn)研究前沿關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜

3 結(jié)論

該文通過利用Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫（SCI-Expanded）和中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫（CSCD）對秸稈肥料化利用領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，通過發(fā)文量、高被引論文、發(fā)文單位、發(fā)文期刊、發(fā)文作者等關(guān)鍵信息了解秸稈肥料化利用領(lǐng)域研究現(xiàn)狀，利用Gephi V0.9.2對高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析了解該研究領(lǐng)域的中英文研究熱點(diǎn)和前沿情況，在一定程度上反映出秸稈肥料化利用的技術(shù)發(fā)展歷程，從中得出結(jié)論。

（1）世界范圍內(nèi)對秸稈肥料化利用領(lǐng)域重視程度提高，1999—2019年該領(lǐng)域英文發(fā)文數(shù)量整體均呈不斷上升趨勢；1999—2015年中文發(fā)文量逐年遞增，但在2016年以后發(fā)文量趨向穩(wěn)定，數(shù)量保持在250篇左右。

（2）Lal、Marschner和Joergensen等學(xué)者是基于英文文獻(xiàn)的秸稈肥料化領(lǐng)域核心作者，張仁陟、竇森和黃高寶等學(xué)者是基于中文文獻(xiàn)的秸稈肥料化領(lǐng)域主要作者。他們對促進(jìn)秸稈肥料化領(lǐng)域的發(fā)展、拓寬該研究領(lǐng)域起到重要作用。

（3）中國科學(xué)院和西北農(nóng)林科技大學(xué)等是國內(nèi)近20年間基于中英文獻(xiàn)在秸稈肥料化利用領(lǐng)域的核心機(jī)構(gòu)，在秸稈肥料化領(lǐng)域做出了較高的科研貢獻(xiàn)。

（4）分析發(fā)文期刊情況，《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》是國內(nèi)發(fā)表秸稈肥料化研究相關(guān)文章以及總被引次數(shù)最多的期刊；Soil and Tillage Research是秸稈肥料化領(lǐng)域發(fā)表英文文獻(xiàn)篇數(shù)以及總被引次數(shù)最多的期刊，同時(shí)Soil Biology and Biochemistry是該領(lǐng)域單篇引用次數(shù)最高的期刊；科研工作者想了解該領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)，可以及時(shí)跟蹤這些具有較高影響力期刊的研究內(nèi)容。

（5）通過關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜分析發(fā)現(xiàn)，秸稈肥料化領(lǐng)域基于中文文獻(xiàn)的研究熱點(diǎn)為“產(chǎn)量”“土壤有機(jī)碳”“秸稈還田”“土壤養(yǎng)分”等方向，基于英文文獻(xiàn)的研究熱點(diǎn)為“soil organic matter”“biochar”“yield”“crop residue”“no-tillage”等方向，以上有關(guān)秸稈肥料化的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益以及利用方式之間的交叉研究是目前的主要研究方向。此外，涉及秸稈炭化還田、土壤微生物群落特征、土壤碳固持等研究方向[16-18]關(guān)鍵詞的頻率和共現(xiàn)強(qiáng)度增大，受關(guān)注度較高，可能是未來該領(lǐng)域的主要研究方向。

4 不足與展望

該研究對秸稈肥料化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿分析具有一定的啟發(fā)意義，但也具有一定的局限性。首先，運(yùn)用Gephi對大量文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化分析處理，利用中英文文獻(xiàn)探索研究熱點(diǎn)、研究前沿關(guān)鍵詞之間的隱藏規(guī)律，但受提取信息以及分析方法自身局限性，可能會造成分析結(jié)果存在一定偏差；其次，該研究確定了秸稈肥料化主要的研究熱點(diǎn)和前沿，限于篇幅，缺乏對研究熱點(diǎn)和前沿相關(guān)信息的深入挖掘，例如研究方法、理論背景以及每項(xiàng)工作的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)等。

耕地是糧食生產(chǎn)的命根子，秸稈是土壤有機(jī)質(zhì)的重要來源，隨著秸稈“五料化”利用政策體系和支撐技術(shù)體系逐漸完善，秸稈肥料化作為秸稈資源化利用最廣泛、直接利用的途徑仍將受到持續(xù)關(guān)注。建議從以下三方面著手，發(fā)揮好農(nóng)作物秸稈在改善土壤性狀、優(yōu)化土壤功能、提高耕地質(zhì)量等方面的重要作用，為落實(shí)“藏糧于地”戰(zhàn)略、保障國家糧食安全提供有力支撐。

（1）關(guān)注秸稈直接還田。秸稈還田是秸稈綜合利用最簡便、最直接、最經(jīng)濟(jì)的途徑。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)作物秸稈資源臺賬數(shù)據(jù)顯示，秸稈直接還田已成為最主要的利用方式。需要進(jìn)一步開展秸稈還田效應(yīng)相關(guān)機(jī)理研究，研究秸稈還田過程中不同區(qū)域、不同作物土壤—作物系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)理、環(huán)境因子的調(diào)控機(jī)制、最適還田量等關(guān)鍵性機(jī)理問題[19-22]。同時(shí)，加強(qiáng)秸稈還田配套技術(shù)的研發(fā)和集成，建立健全秸稈還田技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，做好秸稈還田生態(tài)效應(yīng)的長期定位監(jiān)測工作。

（2）關(guān)注秸稈炭化還田?！敖斩捥炕€田減排固碳技術(shù)”被列為2021年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部十大引領(lǐng)性技術(shù)之一，是秸稈直接還田的重要補(bǔ)充方式，將單一的秸稈直接還田方式拓展為“收儲—炭化—產(chǎn)品化—還田”的技術(shù)鏈條。通過生物炭的輸入可直接實(shí)現(xiàn)農(nóng)田土壤碳封存，減少溫室氣體排放，還可通過炭化副產(chǎn)物的能源化利用、在工業(yè)環(huán)節(jié)助力化石能源替代減排，可為應(yīng)對全球氣候變化作出積極貢獻(xiàn)[23,24]。

（3）關(guān)注秸稈有機(jī)肥還田。秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的有機(jī)肥原材料，有機(jī)肥還田是生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展和綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)試點(diǎn)的重要組成。需合理選擇秸稈生物反應(yīng)堆、秸稈堆漚還田等技術(shù)，通過秸稈有機(jī)肥替代化肥，促進(jìn)畜禽糞污和秸稈資源化利用[25,26]，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加快建立植物生產(chǎn)、動(dòng)物轉(zhuǎn)化、微生物還原的種養(yǎng)循環(huán)體系，促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。