基于CiteSpace我國儲糧品質(zhì)研究的可視化分析

馬雪雪,趙士豪

(1.河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院,河北 石家莊 050000;2.河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)研究生院,河北 石家莊 050000)

保障糧食安全是我國長期以來的戰(zhàn)略要求。新形勢下,人民對糧食安全的要求不僅限于數(shù)量,還包括質(zhì)量。人民對綠色、安全、營養(yǎng)、健康的優(yōu)質(zhì)糧需求要求我國糧食倉儲管理向“保質(zhì)保鮮”“常出常新”邁進(jìn)。要求糧食儲藏管理通過分析糧食品質(zhì)變化,采取有效手段進(jìn)行科學(xué)管理,延緩糧食品質(zhì)劣變速度及減少儲藏過程中的損失。因而,此階段采取何種儲糧措施成為了我國學(xué)者研究的重點(diǎn)。中國糧食儲藏研究起始時(shí)間早,取得了大量的研究成果,并且研究內(nèi)容不斷深化。不同時(shí)期,學(xué)者對糧食儲藏進(jìn)行了綜述,如玉米綠色儲糧技術(shù)進(jìn)展[1]、多場耦合效應(yīng)對糧食品質(zhì)的影響[2]、糧食儲藏生理性變質(zhì)研究進(jìn)展[3]、糧食儲藏學(xué)科的現(xiàn)狀與發(fā)展展望研究[4]、糧食控溫儲藏技術(shù)研究進(jìn)展[5]、稻谷氣調(diào)儲藏中的品質(zhì)變化研究進(jìn)展等研究[6],研究成果豐碩,且均使用傳統(tǒng)的閱讀歸納法進(jìn)行評述。因此,本研究基于數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法,對傳統(tǒng)文獻(xiàn)歸納法進(jìn)行補(bǔ)充,利用文獻(xiàn)的各種特征結(jié)合常規(guī)統(tǒng)計(jì)方法來多層次闡述儲糧品質(zhì)研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。為節(jié)糧減損以及提高糧食倉儲品質(zhì)提供參考與指導(dǎo)。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究的對象為CNKI核心刊物和CSSCI來源刊物中儲糧品質(zhì)的相關(guān)文獻(xiàn),文獻(xiàn)來源具有代表性和權(quán)威性。CNKI使用主題詞進(jìn)行檢索,檢索格式如下:溫度OR技術(shù)OR氣調(diào)OR熏蒸OR害蟲OR檢測OR干燥OR微生物OR水分AND糧食品質(zhì)、糧食品質(zhì)預(yù)測、糧食品質(zhì)檢測,時(shí)間設(shè)置為2000—2022年,通過篩選剔除保留970篇文章。

1.2 研究方法

研究使用CiteSpace可視化分析軟件,以970篇糧食儲藏為主體的文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析,以知識域?yàn)閷ο?是對某一熱點(diǎn)或?qū)W科的發(fā)展歷史、核心觀點(diǎn)、前沿研究以及結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種可視化圖譜[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文機(jī)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)分析

糧食儲藏領(lǐng)域研究的發(fā)文機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)顯示(圖1)各個(gè)不同機(jī)構(gòu)的聯(lián)系較強(qiáng)(圖中的節(jié)點(diǎn)567個(gè),網(wǎng)絡(luò)密度為0.002 8),表明不同學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的交流較為緊密。從表1高頻科研機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)表中可以看出,發(fā)文量較高的機(jī)構(gòu)大部分在河南工業(yè)大學(xué),前8位中占據(jù)了4位,占比高達(dá)50%。除此之外南京財(cái)經(jīng)大學(xué)位列第四?？梢?儲糧品質(zhì)研究在全國不同科研院校之間的差異較大,大多集中在農(nóng)業(yè)大省河南省。機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜顯示各機(jī)構(gòu)之間的合作較少,并且機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)具有地域特征,位于相近區(qū)域的科研機(jī)構(gòu)研究合作頻率更高。

表1 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群高頻機(jī)構(gòu)

圖1 發(fā)文機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜

2.2 發(fā)文作者與合作網(wǎng)絡(luò)分析

對作者合作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了聚類分析,選取了前6項(xiàng)聚類(見圖2),借助知識圖譜聚類的標(biāo)識詞,同時(shí)結(jié)合學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)的代表人物及其學(xué)術(shù)思想,可了解儲糧品質(zhì)研究領(lǐng)域的核心學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)的主流學(xué)術(shù)觀點(diǎn)[8]。第一類學(xué)術(shù)團(tuán)體以張來林為代表,該團(tuán)隊(duì)針對氣調(diào)儲藏對小麥、玉米、大豆、粳糙米的品質(zhì)影響進(jìn)行了全面的研究。糧庫玉米[9]、小麥[10]首選低溫儲藏,充氮?dú)庹{(diào)可以減緩高溫對儲糧品質(zhì)的影響。第二類以鞠興榮為核心,其研究表明使用微波干燥技術(shù),稻谷中各狀態(tài)水分和其他組分結(jié)合的更加牢固,儲糧品質(zhì)更好[11]。第三類學(xué)術(shù)團(tuán)體以唐芳為代表,主要研究糧食品質(zhì)的預(yù)測,研究表明SVM模型[12]、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[13]、樸素貝葉斯算法[14]均可很好地進(jìn)行儲糧品質(zhì)的預(yù)測。第四類以曹陽為代表的學(xué)術(shù)團(tuán)體,對害蟲防治以及害蟲調(diào)查進(jìn)行了深入的研究。第五類團(tuán)體以呂建華為核心,將熏蒸技術(shù)與藥劑防治相結(jié)合[15],以及淺圓倉害蟲防治要點(diǎn)[16]。第六類以張紅濤為中心,主要對儲糧害蟲檢測技術(shù)進(jìn)行了研究。

圖2 發(fā)文作者聚類分析

2.3 研究動(dòng)態(tài)分析

關(guān)鍵詞是對文獻(xiàn)中心思想的提取,對文獻(xiàn)主題的高度凝練,通過梳理與儲糧品質(zhì)相關(guān)的文獻(xiàn)關(guān)鍵詞,從中提煉該研究領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容、研究方向和研究熱點(diǎn)[17]。關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越高表明其熱度越強(qiáng)。圖3儲糧品質(zhì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜表明,關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率最高的為“儲藏品質(zhì)”,其次為“儲糧害蟲”“脂肪酸值”“檢測”“儲藏溫度”“微生物”以及“氣調(diào)儲糧”等。

圖3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖

從關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次看,該研究有兩個(gè)較大的節(jié)點(diǎn),“儲糧品質(zhì)”(128)和“儲糧害蟲”(98)。出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞通常涉及領(lǐng)域也較廣[18],屬于多層次的綜合性研究。病蟲害防治是保證糧食品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因?yàn)榧Z食儲藏過程中的主要損失是由病蟲害引起的。目前,儲糧害蟲防治主要有生物、物理和化學(xué)三種方法。糧庫害蟲物理防治技術(shù)主要包括溫度殺蟲、氣調(diào)殺蟲劑、輻照、惰性粉末、干燥等。高溫殺蟲主要方法有烘干法、日光曝曬法、蒸汽法、沸水浸燙法等。前者與干燥技術(shù)相結(jié)合,后者多用于農(nóng)戶儲藏。具有處理時(shí)間短、效果好等優(yōu)點(diǎn)。低溫殺蟲技術(shù)與低溫儲藏技術(shù)進(jìn)行結(jié)合,利用機(jī)械通風(fēng)以及倉庫保溫技術(shù)來實(shí)現(xiàn)低溫儲藏,缺點(diǎn)是成本高。利用干燥技術(shù)殺蟲以及減濕保障糧食品質(zhì),缺點(diǎn)是由于糧食水分的流失給儲糧企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)損失。輻照現(xiàn)階段研究大多采用熱輻照以及電子束輻照處理谷物,直接殺死害蟲或使它們不育或無法繁殖。惰性粉末現(xiàn)階段主要采用以下幾種:黏土、沙子和塵埃、合成硅氣凝膠、非氧化類二氧化硅粉、硅藻土。惰性粉末的顆粒與昆蟲表皮發(fā)生摩擦,破壞昆蟲表皮層導(dǎo)致昆蟲失水死亡[19]。最近幾年,生物防治關(guān)注害蟲天敵、昆蟲病原微生物、昆蟲生長調(diào)節(jié)劑、昆蟲信息素的研究與應(yīng)用。隨著相關(guān)先進(jìn)成果的深入研究和應(yīng)用,糧庫害蟲生物防治的創(chuàng)新重點(diǎn)是害蟲天敵規(guī)?；嘤歪尫偶夹g(shù)的研究。病蟲害治理的本質(zhì)是充分利用環(huán)境和自然因素控制病蟲害。首先考慮生物和物理方法,只有在控制失效時(shí)才應(yīng)使用化學(xué)方法。化學(xué)防治方法包括使用殺蟲劑來控制糧食儲藏中的害蟲,優(yōu)點(diǎn)是殺蟲迅速徹底,處理費(fèi)用低。缺點(diǎn)是污染糧食,殺蟲劑對人和動(dòng)物都有毒性。由于害蟲的抗藥性,利用熏蒸技術(shù),控制溫度可更好地殺滅害蟲。鄭焱誠等[20]研究表明將殺蟲期間磷化氫氣體濃度變化情況與效果進(jìn)行關(guān)聯(lián)評價(jià)的方法,極大方便了磷化氫熏蒸劑在儲糧熏蒸中的應(yīng)用。中藥材來源豐富,種類繁多,其中許多具有殺蟲活性。研究中草藥及其提取物的殺蟲作用,并利用其開發(fā)糧食儲藏藥劑。隨著人類生存和環(huán)境面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),低溫食品儲藏技術(shù)將受到越來越多的關(guān)注。一些國家應(yīng)用低溫糧食儲藏技術(shù),大大減少了糧食儲存化學(xué)品的數(shù)量和使用。到目前為止,實(shí)現(xiàn)低溫儲糧的方式主要是糧食冷卻器等機(jī)械制冷、通風(fēng),以及太陽能吸附制冷。其中,機(jī)械通風(fēng)是最常用的低溫儲糧技術(shù),并且機(jī)械通風(fēng)控溫技術(shù)簡化了糧食儲藏的復(fù)雜工序[21]。從研發(fā)動(dòng)態(tài)來看,未來一段時(shí)間技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)是研發(fā)人工智能糧食倉儲通風(fēng)降溫自動(dòng)控制系統(tǒng)。智能通風(fēng)的關(guān)鍵在于糧堆溫度的預(yù)測[22]。李文泉等[23]研究表明智能通風(fēng)能夠減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約成本。氣調(diào)儲糧技術(shù)通過改變空氣中的氧氣、氮?dú)夂投趸嫉臐舛葋須绾οx。其防治效果主要受倉房氣密性、氣體濃度、溫度、暴露時(shí)間及害蟲種類等多種因素的綜合影響,因此,未來研究的方向是開發(fā)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的糧倉密閉性技術(shù)和密閉材料、N2/CO2與其他殺蟲方式聯(lián)合使用效果研究,同時(shí)可研究環(huán)境濕度和壓強(qiáng)對氣調(diào)殺蟲效果的影響。為進(jìn)一步揭示昆蟲對低氧適應(yīng)性機(jī)制,今后應(yīng)加強(qiáng)關(guān)于儲糧昆蟲抵御氣調(diào)脅迫分子機(jī)制研究,為科學(xué)高效實(shí)施氣調(diào)殺蟲提供理論參考。

突現(xiàn)性關(guān)鍵詞也稱為突現(xiàn)詞,主要用于研究一段時(shí)間內(nèi)影響力較大的研究領(lǐng)域[24],即學(xué)界在一段時(shí)期內(nèi)密切關(guān)注的研究主題,代表著研究的前沿領(lǐng)域和發(fā)展動(dòng)向。通過CiteSpace的突現(xiàn)詞探測功能,得到中國儲糧品質(zhì)的關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖(見圖4),從圖4中可觀察到關(guān)鍵詞突現(xiàn)的強(qiáng)度和時(shí)間分布。

圖4 關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖

從關(guān)鍵詞突現(xiàn)強(qiáng)度看,排在前五位的依次是“儲糧害蟲”“氣調(diào)儲糧”“微生物”“預(yù)測模型”“食用品質(zhì)”。從關(guān)鍵詞的突現(xiàn)啟始年份看,“安全儲糧”和“農(nóng)業(yè)工程”最早。突現(xiàn)詞最晚的有“預(yù)測模型”、“品質(zhì)變化”和“食用品質(zhì)”,說明這些關(guān)鍵詞代表的研究主題是近幾年的熱點(diǎn)。

“安全儲糧”“農(nóng)業(yè)工程”突現(xiàn)起始于2003年,此時(shí)我國基本建立起了儲糧垂直管理體系,以及新的市場化運(yùn)作機(jī)制,《中央儲備糧管理?xiàng)l例》于2003年8月頒布,從此儲備糧的數(shù)量、質(zhì)量及安全有了法律依據(jù)。隨著加入WTO和人們環(huán)境意識的不斷增強(qiáng),長期大量使用化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行害蟲防治,導(dǎo)致環(huán)境污染、害蟲抗藥性問題突出。隨著經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展,食品安全質(zhì)量問題暴露在人民面前,人們對儲糧品質(zhì)的要求也越來越高。2010-2015年間的突現(xiàn)詞主要是氣調(diào)儲糧、多殺菌素、儲藏溫度、預(yù)測模型。在此期間,我國氣調(diào)儲糧理論及技術(shù)得到了快速的發(fā)展,并與儲糧溫度進(jìn)行結(jié)合研究,以提高殺蟲效率,降低儲糧成本。2016—2020年,突現(xiàn)詞則表現(xiàn)為對儲糧品質(zhì)的多方面研究,包括微生物、優(yōu)質(zhì)稻、加工品質(zhì)、品質(zhì)變化、水分、蒸煮品質(zhì)以及食用品質(zhì)。

綜上所述,我國的儲糧品質(zhì)研究與國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān),具有經(jīng)濟(jì)導(dǎo)向性特征。同時(shí),雖然研究領(lǐng)域具有跳躍性,但對于儲糧害蟲的防治研究則是貫穿始終。

3 結(jié)論

本研究樣本為970篇CSSI和北大核心期刊文獻(xiàn),通過CiteSpace主要闡述了中國儲糧品質(zhì)的發(fā)文機(jī)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)、發(fā)文作者及合作網(wǎng)絡(luò)以及研究動(dòng)態(tài)等情況,所得主要結(jié)論如下:

從發(fā)文機(jī)構(gòu)來看,總體上儲糧品質(zhì)研究機(jī)構(gòu)之間合作強(qiáng)度較強(qiáng),合作較多,但合作具有明顯的地域性特征,大部分機(jī)構(gòu)屬于同一部門。從發(fā)文作者來看形成了不同的學(xué)術(shù)團(tuán)體,并且對我國儲糧品質(zhì)研究起到了巨大的推動(dòng)作用。從研究內(nèi)容來看,出現(xiàn)頻次最高的突現(xiàn)詞是“儲糧品質(zhì)”和“儲糧害蟲”,表明與其他多個(gè)關(guān)鍵詞聯(lián)系緊密;從關(guān)鍵詞突現(xiàn)強(qiáng)度看,“安全儲糧”與“農(nóng)業(yè)工程”是突現(xiàn)最早的關(guān)鍵詞,出現(xiàn)最晚的關(guān)鍵詞為“預(yù)測模型”“品質(zhì)變化”“食用品質(zhì)”,這些主題詞也是這幾年儲糧品質(zhì)研究的熱點(diǎn)。

4 討論

中國的儲糧品質(zhì)研究已取得較豐碩的成果,未來的研究可以從以下幾個(gè)方面推進(jìn)。

(1)儲糧品質(zhì)研究理論的深化。建立糧食儲藏生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫,完善糧堆多場耦合模型和理論[4];建立儲糧品質(zhì)評判標(biāo)準(zhǔn)或敏感標(biāo)準(zhǔn);構(gòu)建儲糧品質(zhì)預(yù)測模型,在此基礎(chǔ)上,研究儲糧害蟲及微生物的生長演替規(guī)律,建立種群增長預(yù)測模型[25],并且建立儲糧害蟲基因識別和數(shù)據(jù)庫;加強(qiáng)干燥技術(shù)理論研究,深入探討水分含量與糧食品質(zhì)的關(guān)系;加強(qiáng)儲糧害蟲生物、物理等綠色綜合防治理論研究。

(2)應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新。首先加強(qiáng)現(xiàn)有防護(hù)劑的復(fù)配和緩釋劑型的研發(fā)[26],對植物源殺蟲劑與熏蒸機(jī)聯(lián)合使用技術(shù)進(jìn)行研究,使植物源殺蟲劑殘留時(shí)間長,起到更好的殺蟲效果;開展提高倉房隔熱保溫性能、降低制冷設(shè)備能耗[5]的研究,旨在降低技術(shù)使用成本、提高技術(shù)使用率;開展智能倉儲建設(shè)研究,對異常糧情進(jìn)行自動(dòng)預(yù)測、判斷和處理。