基于CNKI的煙草農(nóng)業(yè)生物炭文獻計量學分析

郜軍藝 李彩斌 楊金印 沈浦 何軼 羅貞寶 孫希文 蔡何青 張龍 鄭加玉 張繼光 吳曼

摘要? 為探索近年來國內(nèi)有關(guān)生物炭在煙草農(nóng)業(yè)研究的熱點及研究趨勢方向，運用文獻計量學方法分析收錄在中國期刊全文數(shù)據(jù)庫（CNKI）中的有關(guān)生物炭應用于煙草農(nóng)業(yè)研究的論文，對文獻數(shù)量、年度分布、著者信息、出版刊物及研究內(nèi)容等進行統(tǒng)計分析，采用CiteSpace V可視化軟件進行了研究熱點預測和分析。結(jié)果顯示，共檢索到生物炭在煙草種植方面應用期刊論文共114篇，學位論文共81篇，其中8篇博士學位論文、73篇碩士學位論文。國內(nèi)研究最多的機構(gòu)是河南農(nóng)業(yè)大學，劉國順是發(fā)表論文最多的學者。國內(nèi)關(guān)于煙草農(nóng)業(yè)領(lǐng)域生物炭研究尚缺少穩(wěn)定核心作者群體，且核心作者人數(shù)較少。煙草農(nóng)業(yè)生物炭應用研究熱點集中在煙草品質(zhì)、化學成分及植煙土壤方面，近年來研究熱點趨向于生物炭對土壤微生物群落和煙葉重金屬方向。

關(guān)鍵詞? 生物炭；煙草；CNKI；CiteSpace V；文獻計量

中圖分類號? S-058? 文獻標識碼? A? 文章編號? 0517-6611（2024）09-0220-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.09.047

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Bibliometric Analysis of the Application of Biochar in Tobacco Agriculture on CNKI

GAO Jun-yi1， LI Cai-bin1， YANG Jin-yin2 et al

（1. Bijie Tobacco Branch Company， Bijie， Guizhou 551700;2. Tobacco Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences， Qingdao， Shandong 266101）

Abstract? In order to explore the hotspots and research trends of domestic research on biochar in tobacco agriculture in recent years， bibliometric methods were used to analyze papers about biochar application in tobacco planting research included in the China National Knowledge Infrastructure （CNKI）. The numbers， annual distribution， author information， publications and research content were statistically analyzed， and the CiteSpace V visualization software was used to predict and analyze research hotspots. The results showed that a total of 114 journal papers and 81 dissertations on the application of biochar to tobacco planting were retrieved， including 8 doctoral dissertations and 73 masters dissertations. The institution with the most research in China was Henan Agricultural University， and Liu Guoshun was the scholar with the most published papers. Domestic research on tobacco biochar still lacked a stable core author group， and the number of core authors was small. Tobacco biochar application hotspots focused on tobacco quality， chemical composition and tobacco-growing soil. In recent years， research hotspots tended to be on the effects of biochar on soil microbial communities and heavy metals in tobacco leaves.

Key words? Biochar;Tobacco;CNKI;CiteSpace V;Bibliometrics

基金項目? 貴州省煙草公司畢節(jié)市公司科技項目（2020520500240072，2021520500240048）；中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程項目（ASTIP-TRIC06）。

作者簡介? 郜軍藝（1989—），男，河南長垣人，農(nóng)藝師，從事煙田生物炭及煙葉種植技術(shù)研究。*通信作者，副研究員，博士，從事生物炭研究。

收稿日期? 2023-05-25

生物炭（Biochar）是指農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)在部分缺氧或完全缺氧環(huán)境中，在相對高溫條件下經(jīng)過熱解而形成的含碳量較高的一類物質(zhì)［1］。生物炭的原料來源非常廣泛，主要有農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物以及工業(yè)和城市生活垃圾等，其中農(nóng)作物秸稈、林業(yè)廢棄物、煙草秸稈廢棄物等是常用的材料［2-3］。生物炭具有穩(wěn)定性強、比表面積大、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達、富含碳素等特點［4-5］。研究表明，生物炭施用于土壤時可以增加土壤中碳的儲量，減少CO2的釋放，同時還能改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力和生產(chǎn)力［6-7］。此外，生物炭還具有促進植物生長、降低重金屬和有機污染物生物有效性等作用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應用［8-9］。但是生物炭原材料本身可能含有一定量的重金屬，制成生物炭施用于土壤中可能產(chǎn)生潛在重金屬風險，需要引起關(guān)注［10］。文獻計量學是以文獻為對象，采用統(tǒng)計分析等方法研究文獻之間關(guān)聯(lián)、分布和變化規(guī)律，了解文獻之間的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，是信息學的分支［11］。文獻計量學既可以系統(tǒng)地評估某一領(lǐng)域科研的發(fā)展態(tài)勢和科研結(jié)果的重要總結(jié)，還可以了解科研領(lǐng)域的新興趨勢和研究熱點。目前文獻計量學在教育、生態(tài)、農(nóng)業(yè)等方面研究中發(fā)揮了重要的作用［12-14］。李瑞瑞等［15］利用文獻計量學研究了生物炭在農(nóng)田中的應用，關(guān)注了整個農(nóng)業(yè)中的應用，較為寬泛。關(guān)于生物炭在煙草種植應用方面研究較少。我國是煙草種植大國，了解生物炭在煙草種植方面的應用研究現(xiàn)狀具有重要意義。鑒于此，筆者利用文獻計量學方法對1975年至今CNKI數(shù)據(jù)庫中收錄的煙草生物炭方面研究文獻進行深入分析，對文獻數(shù)量、年度分布、國家、著者信息、出版刊物及研究內(nèi)容等進行統(tǒng)計分析，采用CiteSpace V可視化軟件進行了研究熱點預測和分析，客觀呈現(xiàn)煙草生物炭研究重點和薄弱點，以期為相關(guān)研究人員及時掌握煙草生物炭研究態(tài)勢提供重要參考。

1? 材料與方法

1.1? 數(shù)據(jù)來源及檢索方法

選擇中國知網(wǎng)期刊全文數(shù)據(jù)庫（CNKI）作為研究的數(shù)據(jù)來源。中國知網(wǎng)是目前國內(nèi)最大、內(nèi)容最全面豐富的中文期刊數(shù)據(jù)庫，為使用者持續(xù)提供各個領(lǐng)域動態(tài)更新的學術(shù)成果，是促進知識傳播與資源利用最有效的數(shù)據(jù)庫。其學術(shù)領(lǐng)域涉及社會科學、農(nóng)業(yè)科技、信息科技、醫(yī)學、文學、工程學等各個領(lǐng)域。因此，該研究將中國知網(wǎng)作為數(shù)據(jù)來源，保證檢索數(shù)據(jù)的全面性。

中文檢索式為“主題=“煙草”或“烤煙”并含主題=“生物炭”或“生物質(zhì)炭”。為提高檢索文獻質(zhì)量，期刊論文來源類別選擇為SCI來源期刊、EI來源期刊、北大核心、CSSCI、CSCD。為保證期刊論文和學位論文的檢索結(jié)果的查準率和查全率，對檢索結(jié)果進行篩查，識別剔除不相關(guān)文獻。檢索的時間跨度為1975—2022年，檢索日期為2022年6月8日。

1.2? 分析方法

利用引文網(wǎng)絡分析工具CiteSpace Ⅴ進行文獻數(shù)據(jù)挖掘和可視化分析［16］。在進行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析之前，對關(guān)鍵詞進行聚類，使用LLR 算法提取研究前沿術(shù)語。時間劃分（Timing Slicing）設(shè)置為1975—2022年，時間節(jié)點（Years Per Slice）設(shè)為1年，節(jié)點類型（Node Types）勾選為關(guān)鍵字（Keyword），閾值設(shè)置為top=50［17］，得出關(guān)鍵詞的頻次并生成煙草生物炭的可視化知識圖譜。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 發(fā)文量及其隨年度變化

由圖1可知，在中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中，檢索到煙草生物炭方面的期刊研究論文共114篇，學位論文共81篇，其中有8篇博士學位論文、73篇碩士學位論文。學位論文最早發(fā)表于2013年，期刊論文最早的文獻發(fā)表于2014年。學位論文發(fā)表從2013年的1篇，上升至2017年的15篇，隨后呈波動下降趨勢。期刊論文的發(fā)表從2014年的4篇，上升至2018年的24篇，隨后亦出現(xiàn)波動下降趨勢。對比學位論文和期刊論文發(fā)文量隨時間變化可知，兩者趨勢基本相同，且期刊論文的變動滯后于學位論文約1年，由此可見，國內(nèi)煙草生物炭的研究基本上為導師指導下的師生共同科學研究為主。

2.2? 煙草生物炭主要研究機構(gòu)分析

CNKI數(shù)據(jù)庫結(jié)果顯示（表1），國內(nèi)發(fā)表煙草生物炭研究相關(guān)論文3篇及以上的研究機構(gòu)有24個。相關(guān)高校、科研院所及煙草公司是煙草生物炭研究的主力。這些研究機構(gòu)主要集中在農(nóng)業(yè)科研及其學術(shù)力量雄厚的大省，如河南?。ê幽限r(nóng)業(yè)大學42篇、河南中煙工業(yè)責任公司8篇、中國煙草總公司鄭州煙草研究院5篇）、山東?。ㄖ袊r(nóng)業(yè)科學院煙草研究所10篇、山東濰坊煙草有限公司3篇、山東中煙工業(yè)有限責任公司3篇）、廣東?。◤V東中煙工業(yè)有限責任公司8篇）、湖南?。ê限r(nóng)業(yè)大學8篇、湖南省煙草公司湘西州公司6篇、湖南省煙草科學研究所4篇）、山西省（西北農(nóng)林科技大學8篇、陜西省煙草公司4篇）、云南?。ㄔ颇限r(nóng)業(yè)大學7篇）、貴州?。ㄙF州省煙草公司畢節(jié)市公司7篇、貴州省煙草科學研究院4篇、貴州大學3篇）。此外，福建省也有3家發(fā)文量在3篇以上機構(gòu)。這些高校、科研院所及煙草公司均具有較強研發(fā)能力，是煙草農(nóng)業(yè)生物炭領(lǐng)域科研及推廣的重要力量。

CNKI學位論文數(shù)據(jù)庫結(jié)果顯示，煙草生物炭研究的碩士、博士學位授予單位共有14個（表2）。學位授予單位相關(guān)研究論文篇數(shù)最多的為河南農(nóng)業(yè)大學，47篇；次之為湖南農(nóng)業(yè)大學13篇；中國農(nóng)業(yè)科學院為5篇，居第3位；再次為南京農(nóng)業(yè)大學為3篇；西南大學、西北農(nóng)林科技大學、福建農(nóng)林大學各為2篇，安徽師范大學、河南科技大學等7家單位各有1篇。這些單位也是煙草農(nóng)業(yè)生物炭相關(guān)研究中較活躍的高校，屬于國內(nèi)該領(lǐng)域發(fā)文的領(lǐng)軍團體。

2.3? 煙草生物炭研究的文獻來源

CNKI數(shù)據(jù)庫中煙草生物炭研究的期刊結(jié)果顯示，載文量≥2篇的期刊有20種，共發(fā)文97篇（表3）。其中，發(fā)文量超過6篇的期刊有《中國煙草科學》（11篇）、《中國煙草學報》（10篇）和《河南農(nóng)業(yè)科學》（9篇）、《中國土壤與肥料》（8篇）、《煙草科技》（7篇）、《河南農(nóng)業(yè)大學學報》（6篇）、《土壤通報》（6篇）；發(fā)文量為5篇的期刊有《土壤》和《中國農(nóng)業(yè)科技導報》；《西南農(nóng)業(yè)學報》《云南農(nóng)業(yè)大學學報（自然科學）》《浙江農(nóng)業(yè)學報》等分別發(fā)文量2～4篇。對比研究這些期刊可知，煙草生物炭方面的研究文獻主要發(fā)表在農(nóng)業(yè)類的專業(yè)學術(shù)期刊中。

2.4? 煙草生物炭研究的作者分析

煙草生物炭相關(guān)文獻發(fā)文量結(jié)果見表4。由表4可知，發(fā)文量4篇及以上的作者（以第一或通信作者計）有24人，共發(fā)表論文139篇。其中，河南農(nóng)業(yè)大學劉國順18篇、河南農(nóng)業(yè)大學任天寶9篇、湖南農(nóng)業(yè)大學周清明8篇、河南農(nóng)業(yè)大學葉協(xié)鋒8篇、湖南農(nóng)業(yè)大學黎娟8篇、中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所張繼光7篇、湖南省國際工程咨詢中心劉卉7篇、河南農(nóng)業(yè)大學云菲6篇。此外，上海煙草集團有限責任公司的程森、蔡憲杰及河南農(nóng)業(yè)大學的趙銘欽、于曉娜的發(fā)文量均為5篇。這些作者往往是推動煙草生物炭學術(shù)創(chuàng)新與學科發(fā)展、提升學術(shù)影響力和競爭力的中堅力量。然而，與普賴斯的推論“核心作者的論文數(shù)應占論文總數(shù)50%”的指標尚存一定差距，這顯示煙草生物炭研究目前尚缺少穩(wěn)定核心作者群體，且核心作者人數(shù)較少。

對煙草生物炭期刊論文和學位論文進行關(guān)鍵詞分析，一般認為關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次高、中心性強的為研究熱點，相關(guān)關(guān)鍵詞頻次如表5所示。對于期刊論文，關(guān)注的熱點是烤煙（70次）、生物炭（63次）、產(chǎn)量（14次）、品質(zhì)（12次）、藥草（12次）、化學成分（10次），此外有機肥、土壤養(yǎng)分、植煙土壤均為7次，有機物料、土壤、農(nóng)藝性狀、生物質(zhì)炭均為6次，氮肥、經(jīng)濟性質(zhì)、經(jīng)濟效益、根系活力均為5次。學位論文前4個關(guān)注熱點（烤煙46次、生物炭38次、煙草16次、品質(zhì)12次）與期刊論文一致，其后為生長發(fā)育11次、土壤9次、土壤養(yǎng)分7次、土壤改良6次，植煙土壤、化學成分、土壤特性均為5次。從出現(xiàn)年份看，這樣研究出現(xiàn)的年份多從2013至2015年開始，有關(guān)研究主要集中在煙草生物炭對土壤性質(zhì)及植物生長發(fā)育的影響方面，2017年后相關(guān)研究開始關(guān)注其對重金屬、產(chǎn)值等方面影響。

2.5? 煙草生物炭研究內(nèi)容分析

基于CNKI期刊論文數(shù)據(jù)庫以上關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡基礎(chǔ)上，進行聚類分析得到煙草生物炭關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類圖，結(jié)果見圖2。煙草生物炭文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡共形成以#0有機物料、#1煙葉、#2甲霜靈、#3經(jīng)濟效益、#4生物質(zhì)炭、#5影響因素、#6產(chǎn)量為標簽的6個聚類，這些聚類標識了該研究領(lǐng)域的知識基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其動態(tài)演進的過程。圖中聚類標簽通常采用一定算法從標題、關(guān)鍵詞和摘要中抽取得到。每個色塊代表一個聚類，聚類序號與聚類大小呈反比，最大的聚類以#0標記，其他依次類推。網(wǎng)絡的模塊化是對其整體結(jié)構(gòu)的一個全局性量度，模塊化Q值和平均輪廓值是評估網(wǎng)絡整體結(jié)構(gòu)性能的2個重要指標。Q值0.534 2 > 0.3表示聚類是有效的，0.653 5的平均輪廓值表明結(jié)果是可信的。

基于CNKI學位論文數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡基礎(chǔ)進行聚類分析，得到煙草生物炭關(guān)鍵詞共現(xiàn)聚類圖，如圖3所示。由圖3可知，煙草生物炭文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡共形成以#0品質(zhì)、#1煙草、#2化學成分、#3農(nóng)藝性狀、#4生物炭、#5有機物料、#6植煙土壤為標簽的6個聚類，這些聚類標識了該研究領(lǐng)域的知識基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及其動態(tài)演進的過程。分析顯示模塊化Q值0.558 7> 0.3表示聚類是有效的，0.674 1的平均輪廓值表明結(jié)果是可信的。結(jié)果顯示，學位論文和期刊論文研究關(guān)鍵詞有差異，學位論文更關(guān)注煙葉品質(zhì)、化學成分及植煙土壤等生物炭對煙草內(nèi)在品質(zhì)及煙田環(huán)境的影響。

3? 討論

國內(nèi)關(guān)于生物炭在煙草中應用研究開始較晚，最早的研究始于2013年，河南農(nóng)業(yè)大學張園營發(fā)表碩士學位論文，研究了煙草炭基一體肥不同的生物炭用量對烤煙生長發(fā)育、煙葉品質(zhì)及田間土壤特性的影響［18］。特定領(lǐng)域發(fā)文量的年際變化在一定程度上可以反映研究人員對該領(lǐng)域的關(guān)注程度，在2017—2018年，相關(guān)研究的熱度最高，隨后呈波動下降趨勢。湖南農(nóng)業(yè)大學劉卉2015發(fā)表碩士畢業(yè)論文《不同生物炭用量與氮肥配施對植煙土壤改良及烤煙產(chǎn)質(zhì)量的影響》，之后在2016年連續(xù)發(fā)表相關(guān)期刊論文2篇［19-21］，其他研究學位論文和期刊發(fā)表之間也存在相似的規(guī)律，表明國內(nèi)煙草生物炭的研究基本上以導師指導下的師生共同科學研究為主。

河南農(nóng)業(yè)大學是生物炭在煙草種植應用領(lǐng)域發(fā)文量最大的機構(gòu)，2013年首先研究了生物炭用量對烤煙生長發(fā)育及煙葉品質(zhì)的影響［18］。之后又陸續(xù)發(fā)表了一系列論文，報道了土壤改良、烤煙品質(zhì)、產(chǎn)量提升等方面研究成果［22-24］。中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所在生物炭應用于煙田方面也開展了較多研究［25-26］。河南農(nóng)業(yè)大學劉國順、中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所張繼光在相關(guān)領(lǐng)域都發(fā)表了大量論文，但是整體上研究者與普賴斯的推論“核心作者的論文數(shù)應占論文總數(shù)50%”的指標尚存一定差距，這顯示煙草生物炭研究目前尚缺少穩(wěn)定核心作者群體，且核心作者人數(shù)較少。

論文的關(guān)鍵詞通常是其研究內(nèi)容和研究主題的高度凝練，從一定程度上來說，通過分析某一研究領(lǐng)域的關(guān)鍵詞的變遷可以洞悉該領(lǐng)域研究主題的變化［27］。通過對關(guān)鍵詞的梳理發(fā)現(xiàn)，研究主要集中在烤煙、生物炭以及對煙草產(chǎn)質(zhì)量方面。其中烤煙和生物炭是出現(xiàn)次數(shù)第1、2的關(guān)鍵詞，這可能與該研究方法有關(guān)（將煙草和生物炭設(shè)為檢索詞）。煙草是經(jīng)濟型作物，烤煙的產(chǎn)量、質(zhì)量是重要的經(jīng)濟指標，因而受到關(guān)注很高。葉協(xié)鋒等［28］以云煙87為研究對象，發(fā)現(xiàn)生物炭提高了烤后煙葉品質(zhì)、產(chǎn)量、經(jīng)濟效益，以常規(guī)施肥配施生物炭用量600 kg/hm2的處理效果最好。張繼旭等［29］報道了適量秸稈生物炭添加促進了烤煙生長發(fā)育，表現(xiàn)在株高、葉面積及生物量的增加，但是高添加量則有抑制作用。牛政洋等［24］的研究發(fā)現(xiàn)，施用生物炭不僅可以提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，還可以提高上等煙比例和烤煙中性致香物質(zhì)含量。由此可見，適量生物炭施用對煙草生長發(fā)育有促進作用。

聚類分析結(jié)果表明，學位論文前3位的是“品質(zhì)”“煙草”和“化學成分”，而期刊論文則是“有機物料”“煙葉”和“甲霜靈”，可以看出，學位論文研究內(nèi)容較深，注重生物炭對煙草內(nèi)在品質(zhì)影響研究。近年來，相關(guān)研究熱點在關(guān)注烤煙產(chǎn)質(zhì)量影響的同時，趨向于重金屬殘留和微生物影響方面。馮慧琳等［30］研究發(fā)現(xiàn)，生物炭能夠顯著提高4種土壤酶活及土壤養(yǎng)分，在一定程度上增加細菌多樣性及改變菌群結(jié)構(gòu)。李茂森等［31］報道了施用生物炭改變了土壤真菌的群落結(jié)構(gòu)，提高了毛霉菌門（Mucoromycota）、擔子菌門（Basidiomycota）的相對豐度，降低了子囊菌門（Ascomycota）相對豐度。李曉鋒等［32］研究發(fā)現(xiàn)，秸稈生物炭能夠降低煙草各部位Cd吸收。劉躍東等［33］研究也有相似的結(jié)果，生物炭施用降低煙草根和葉的鎘富集系數(shù)。煙葉中重金屬含量的降低能有效提高卷煙制品的安全性。

4? 結(jié)論

借助文獻共被引分析軟件CiteSpace，對生物炭煙草種植領(lǐng)域的研究文獻進行了分析，研究明確了相關(guān)文獻的分布，顯示了相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點與發(fā)展趨勢，得出如下結(jié)論：

（1）2017—2018年是研究熱度最高的年份，國內(nèi)煙草生物炭的研究基本上為導師指導下的師生共同科學研究為主。

（2）河南農(nóng)業(yè)大學和中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所是生物炭在煙草種植應用研究的主力機構(gòu)，也是相關(guān)研究作者集中的單位。目前有關(guān)煙草生物炭研究尚缺少穩(wěn)定核心作者群體，且核心作者人數(shù)較少。

（3）對煙草生物炭方面的研究文獻主要發(fā)表在農(nóng)業(yè)類的專業(yè)學術(shù)期刊中，中國煙草科學是發(fā)文量最高的期刊。與期刊論文相比，學位論文研究的內(nèi)容更深，煙葉品質(zhì)和化學成分是學位論文關(guān)注的熱點。

（4）生物炭在煙草中應用之前過聚焦于生物炭施用后對土壤改良、烤煙產(chǎn)質(zhì)量及化學成分等方面，近年來研究熱點趨向于生物炭對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及煙葉重金屬殘留等方面。

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