基于文獻計量學(xué)的富硒小麥研究現(xiàn)狀可視化分析

摘 要：硒（Se）元素是人體必需的微量元素之一，富硒小麥?zhǔn)侨蔽后w最有效、最重要的一種補硒食物，因而備受全球關(guān)注。為了全面了解富硒小麥的研究現(xiàn)狀，并預(yù)測未來發(fā)展趨勢，采用文獻計量學(xué)法對Web of Science（WOS）數(shù)據(jù)庫中涉及硒和小麥的901篇研究文獻進行歸納分析。研究結(jié)果表明，全球該領(lǐng)域的文獻呈逐年增長的趨勢，且資源環(huán)境科學(xué)和植物營養(yǎng)學(xué)是該領(lǐng)域發(fā)文量最多的學(xué)科方向?；赪OS檢索到的相關(guān)文獻和關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析，總結(jié)出該領(lǐng)域的2個熱點研究內(nèi)容，即硒元素在小麥中的生物強化作用、硒元素對脅迫條件下小麥的緩解作用，以期為未來富硒小麥的科研探索和推廣應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：硒；小麥；文獻計量學(xué)；Web of Science數(shù)據(jù)庫；VOSviewer軟件；Bibliometric軟件

中圖分類號：S154.4；S512.1+1 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-7909（2024）12-60-7

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.12.013

0 引言

作為抗氧化性元素，硒元素具有保護心血管、抗肝細胞壞死、延緩衰老和提高人體免疫力等功效［1-2］。據(jù)報道，全世界有42個國家和地區(qū)缺硒，而我國是缺硒和貧硒的重災(zāi)區(qū)之一［3］。世界衛(wèi)生組織（WHO）和聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）規(guī)定，健康人群的膳食硒供給量為50～250 μg/d，而我國居民平均硒攝入量（26～32 μg/d）遠低于該標(biāo)準(zhǔn)［4］。據(jù)了解，食用富含硒元素的食品是一種最有效的補硒方式。為此，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》明確指出，國家有關(guān)部門正在積極組織與富硒農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)制度的制定和修訂，為多地富硒農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。同時，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《全國鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020—2025年）》明確指出，鼓勵開發(fā)包括富硒產(chǎn)品在內(nèi)的營養(yǎng)健康系列化產(chǎn)品。在谷類作物中，小麥對硒元素的富集能力最強［5］，可吸收環(huán)境中的硒元素，并將其轉(zhuǎn)化成富硒籽粒，是人體攝入硒元素的重要來源之一［6］。同時，小麥?zhǔn)鞘澜缟现匾募Z食作物，在保障國家糧食安全戰(zhàn)略方面發(fā)揮著重要作用，但有關(guān)富硒小麥的研究進展尚不清晰。所以，筆者采用文獻計量學(xué)法來對富硒小麥的研究現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢進行歸納分析，以期為未來富硒小麥的科研探索和推廣應(yīng)用提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究工具

1.1 數(shù)據(jù)來源

文中所有與富硒小麥有關(guān)的文獻數(shù)據(jù)全部來自科學(xué)網(wǎng)（Web of Science，WOS），利用高級檢索，輸入檢索式（TS=“selenium” AND TS=“wheat”），并將數(shù)據(jù)庫限制在WOS核心合集，共檢索出2009—2024年發(fā)表的、涉及硒元素和小麥內(nèi)容的研究文獻901篇，并用Excel、Bibliometric、VOSviewer等文本挖掘軟件工具對這些文獻的研究方向、出版年份、國家、作者、機構(gòu)、關(guān)鍵詞等進行綜合性可視化分析。

1.2 研究工具

用Excel軟件對“富硒小麥”的相關(guān)文獻數(shù)據(jù)進行合并、統(tǒng)計、分析等處理，并繪制出相關(guān)圖表。用VOS viewer軟件、R語言（Bibliometric包）等文獻可視化工具對收集到的相關(guān)文獻進行文本挖掘和精練處理，對文獻的研究方向、出版年份、國家、作者、機構(gòu)、關(guān)鍵詞等數(shù)據(jù)進行整理分析，并繪制出圖表，旨在系統(tǒng)地梳理該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、揭示該領(lǐng)域研究熱點，并對未來發(fā)展趨勢進行預(yù)測。

2 結(jié)果與分析

2.1 年度文獻產(chǎn)出分析

從WOS數(shù)據(jù)庫中共檢索到901篇與富硒小麥相關(guān)的文獻，如圖1所示。對這些文章按照年份進行分類后可知，首次檢索到與富硒小麥相關(guān)的文章是在2009年。從整體來看，2009—2023年，相關(guān)文獻的發(fā)表量呈逐年上升趨勢；從2016年開始，每年發(fā)文量均在50篇以上，從2022年開始，每年發(fā)文量均在100篇以上。從歷年發(fā)文量及變化趨勢可知，富硒小麥?zhǔn)窃擃I(lǐng)域的熱門研究內(nèi)容，也能從側(cè)面反映出相關(guān)科學(xué)家對富硒小麥內(nèi)容的重視逐年增加。

2.2 發(fā)文期刊分析

從WOS中共檢索到308種刊登過富硒小麥相關(guān)文獻的期刊，對其中刊登該領(lǐng)域文獻數(shù)量大于10篇的期刊（見表1）進行比較分析。其中，Plant and Soil為發(fā)文量最大的期刊，共發(fā)表39篇文章，占全部文獻數(shù)量的比例為4.33%；其次為Agronomy-Basel、Frontiers in Plant Science、Food Chemistry、Journal of Agricultural and Food Chemistry和Plants-Basel，這5個期刊刊登該領(lǐng)域文獻數(shù)量均大于或等于20篇，占全部文獻數(shù)量的比例均大于2%，主要集中在農(nóng)業(yè)科學(xué)、食品化學(xué)等領(lǐng)域；其余期刊的發(fā)文數(shù)量為10～20，占全部文獻數(shù)量的比例均小于2%，主要集中在資源環(huán)境、植物營養(yǎng)等領(lǐng)域。

2.3 作者及研究機構(gòu)分析

對WOS檢索到的相關(guān)文獻的作者及研究機構(gòu)進行可視化分析，結(jié)果如圖2所示，主要機構(gòu)發(fā)文情況見表2。圖2（a）為作者共現(xiàn)圖，顯現(xiàn)出的作者發(fā)文量均大于6篇，且以Liang Dongli、Scott D. Young的發(fā)文量最多，其次是Broadley Martin R.、Bailey Elizabeth H.、Zhao Xiaohu、Liu Xinwei和Zhao Zhuqing（發(fā)文量為10～13篇），發(fā)文時間為2016—2020年。

由研究機構(gòu)共現(xiàn)圖和發(fā)文量前20名的研究機構(gòu)的發(fā)文情況可知，發(fā)文量前20名的研究機構(gòu)主要來自中國、巴基斯坦、英國、印度、巴西、波蘭、澳大利亞和沙特阿拉伯。其中，來自中國的研究機構(gòu)有11個。發(fā)文量最多的機構(gòu)是西北農(nóng)林科技大學(xué)，共發(fā)表46篇文章，占全部發(fā)文量的5.11%，發(fā)文時間主要集中在2020年左右；其次是中國科學(xué)院、費薩拉巴德農(nóng)業(yè)大學(xué)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、諾丁漢大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，發(fā)文量分別為33篇、31篇、29篇、28篇、27篇，分別占全部發(fā)文量的3.66%、3.44%、3.22%、3.11%、3.00%，發(fā)文時間主要集中在2020年以前。此外，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國科學(xué)院大學(xué)、阿德萊德大學(xué)、紹德國王大學(xué)、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)的發(fā)文量為12～13篇，占全部比例的1.33%～1.44%，雖然這些機構(gòu)的發(fā)文量排名偏后，但發(fā)文時間主要集中在2022年左右，距今較近，有潛力成為今后幾年該領(lǐng)域的主要發(fā)文機構(gòu)。

2.4 關(guān)鍵詞分析

使用VOSviewer軟件對WOS檢索到的關(guān)鍵詞進行可視化分析，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，除了selenium、wheat這2個搜索用的關(guān)鍵詞外，在2020年之前，wheat、biofortification、selenate、growth、accumulation、speciation、translocation等關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻數(shù)較高，表明2020年之前的富硒小麥研究主要集中在使用硒酸鹽來促進小麥對硒元素吸收、轉(zhuǎn)運及積累方面，即小麥硒元素生物強化。2020年以后，foliar application、deficiency、stress、Cd等關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻數(shù)較高，表明2020年以后主要關(guān)注硒元素對逆境下的小麥的緩解作用。

3 熱點研究內(nèi)容

基于WOS檢索到的該領(lǐng)域相關(guān)文獻，并結(jié)合關(guān)鍵詞進行共現(xiàn)分析，整理歸納出目前與富硒小麥相關(guān)的2個熱點研究內(nèi)容，即硒元素對小麥具有生物強化作用、緩解重金屬脅迫的影響。

3.1 硒元素對小麥的生物強化作用

硒元素是一種有益元素，對保障人類、動物和某些植物的健康起到至關(guān)重要的作用，但其在大陸地殼中的分布并不均勻，導(dǎo)致人體對硒元素的攝入量嚴(yán)重受限［4，7］。硒元素主要以硒酸鹽和亞硒酸鹽的形式被作物吸收［8-9］，而谷物（如小麥等）是人類攝入硒元素的主要來源之一，并最終進入食物鏈［4］。

硒生物強化是一種采用農(nóng)藝和遺傳策略的農(nóng)業(yè)過程［10-12］，是提高硒元素在食物鏈中必需營養(yǎng)素含量的有效方法之一，通過增強作物吸收和積累外源硒的能力來提高外源硒在作物中的有效性，從而生產(chǎn)出富硒作物，提高硒元素在動物或人體中的含量，保障動物和人類的健康［13］。相關(guān)研究主要集中在近10 a，主要由中國、波蘭、巴基斯坦等國家開展優(yōu)化硒生物強化方法［14-15］、提高硒肥料效率［16-17］及作物硒元素含量［2，17］等方面的研究。大量研究已證實，適量施用硒肥能有效提高大部分作物的硒元素含量［18-19］。目前，根據(jù)成分的差異可將硒肥分為無機硒肥、有機硒肥和新型富硒肥［13，20-21］。其中，無機硒肥包括硒酸鈉、亞硒酸鈉［22-23］，有機硒肥包括氨基酸硒肥、腐殖酸硒肥、富硒酵母硒肥等，新型富硒肥包括納米硒肥等［20，24］。此外，常用的亞硒酸鹽和硒酸鹽葉面噴施處理均能促進小麥各部位對硒元素的吸收［8］，但硒酸鹽處理以增加籽粒和根系中的硒元素積累為主，硒酸鹽處理以提高葉片和秸稈中硒元素的積累為主［25］。對施肥方式而言，土壤施硒肥的效果易受土壤吸附、作物各部位轉(zhuǎn)運速度的影響，而葉面施硒肥的效果受作物葉面蒸騰作用的影響較大，且這2種施肥方式的應(yīng)用效果受作物種類、土壤類型、硒肥施用量、施用時期、氣候條件等因素的影響［22，26］。綜上所述，葉面噴施的富硒效果一般優(yōu)于土壤施硒，這可能是因為作物葉片利用角質(zhì)層和氣孔來吸收硒元素，減少土壤吸附等因素的影響，從而提高對硒元素的吸收利用率［22］。

3.2 硒元素對小麥緩解重金屬脅迫的影響

對植物而言，施用適量硒肥不僅能促進植株生長發(fā)育，還能緩解重金屬對小麥的脅迫作用。例如，硒元素能顯著減少小麥中鎘、砷、鉛等重金屬元素的積累［17，27-28］，能提高小麥對鎘、汞等重金屬元素脅迫的耐受性［28-31］。有研究表明，硒元素緩解重金屬對小麥的脅迫作用是一個包含多種生理機制的綜合效應(yīng)，主要包含以下3個方面：硒元素能促進植物細胞在重金屬元素脅迫下去除過多的活性氧，從而減輕細胞的氧化損傷［1，32-33］；硒元素參與調(diào)控重金屬離子在植物體內(nèi)的運輸和分布，減輕重金屬脅迫造成的損害［17，34-36］；硒元素與重金屬元素結(jié)合會形成硒-重金屬復(fù)合物，促進植物螯合素的生成，從而減少重金屬離子在植物體內(nèi)的積累［37-41］。

綜上所述，硒元素在植物對重金屬脅迫的響應(yīng)中發(fā)揮著重要作用，但目前的研究主要集中在生理機制方面，未來應(yīng)深入研究硒元素參與植物對環(huán)境脅迫響應(yīng)的分子機制，可為硒元素在環(huán)境修復(fù)和農(nóng)業(yè)開發(fā)中的實際應(yīng)用提供重要的理論支持。所以，施硒肥既能降低作物中的重金屬含量，也能提高作物食用部位的硒含量，建議在中、低污染土壤中施用硒肥。

4 結(jié)束語

富硒小麥?zhǔn)侨蔽后w最有效和最重要的一種補硒食物。近年來，富硒小麥產(chǎn)業(yè)受到國家的重視和扶持，同時隨著人們生活水平的提高，對功能活性食物的需求也在增加，富硒小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，展現(xiàn)出較好的應(yīng)用前景，是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究熱點。因此，筆者采用文獻統(tǒng)計學(xué)方法來采集數(shù)據(jù)，并用Bibliometric、VOSviewer等文本挖掘軟件工具對富硒小麥相關(guān)文獻的數(shù)據(jù)進行綜合性可視化分析。通過直觀知識圖譜的呈現(xiàn)，明確該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢，以期推動富硒小麥產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

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