馬雪雪,趙士豪

(1.河北經貿大學生物科學與工程學院,河北 石家莊 050000;2.河北經貿大學研究生院,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量,還包括質量。人民對綠色、安全、營養(yǎng)、健康的優(yōu)質糧需求要求我國糧食倉儲管理向“保質保鮮”“常出常新”邁進。要求糧食儲藏管理通過分析糧食品質變化,采取有效手段進行科學管理,延緩糧食品質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者研究的重點。中國糧食儲藏研究起始時間早,取得了大量的研究成果,并且研究內容不斷深化。不同時期,學者對糧食儲藏進行了綜述,如玉米綠色儲糧技術進展[1]、多場耦合效應對糧食品質的影響[2]、糧食儲藏生理性變質研究進展[3]、糧食儲藏學科的現狀與發(fā)展展望研究[4]、糧食控溫儲藏技術研究進展[5]、稻谷氣調儲藏中的品質變化研究進展等研究[6],研究成果豐碩,且均使用傳統的閱讀歸納法進行評述。因此,本研究基于數學與統計學的文獻計量學方法,對傳統文獻歸納法進行補充,利用文獻的各種特征結合常規(guī)統計方法來多層次闡述儲糧品質研究領域的發(fā)展現狀與趨勢。為節(jié)糧減損以及提高糧食倉儲品質提供參考與指導。

1 數據來源與方法

1.1 數據來源

本研究的對象為CNKI核心刊物和CSSCI來源刊物中儲糧品質的相關文獻,文獻來源具有代表性和權威性。CNKI使用主題詞進行檢索,檢索格式如下:溫度OR技術OR氣調OR熏蒸OR害蟲OR檢測OR干燥OR微生物OR水分AND糧食品質、糧食品質預測、糧食品質檢測,時間設置為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進行可視化分析,以知識域為對象,是對某一熱點或學科的發(fā)展歷史、核心觀點、前沿研究以及結構關系的一種可視化圖譜[7]。

2 結果與分析

2.1 發(fā)文機構及網絡分析

糧食儲藏領域研究的發(fā)文機構合作網絡顯示(圖1)各個不同機構的聯系較強(圖中的節(jié)點567個,網絡密度為0.002 8),表明不同學術機構的交流較為緊密。從表1高頻科研機構統計表中可以看出,發(fā)文量較高的機構大部分在河南工業(yè)大學,前8位中占據了4位,占比高達50%。除此之外南京財經大學位列第四?？梢?儲糧品質研究在全國不同科研院校之間的差異較大,大多集中在農業(yè)大省河南省。機構合作網絡知識圖譜顯示各機構之間的合作較少,并且機構合作網絡具有地域特征,位于相近區(qū)域的科研機構研究合作頻率更高。

表1 農業(yè)產業(yè)集群高頻機構

圖1 發(fā)文機構合作網絡圖譜

2.2 發(fā)文作者與合作網絡分析

對作者合作網絡進行了聚類分析,選取了前6項聚類(見圖2),借助知識圖譜聚類的標識詞,同時結合學術團隊的代表人物及其學術思想,可了解儲糧品質研究領域的核心學術團隊的主流學術觀點[8]。第一類學術團體以張來林為代表,該團隊針對氣調儲藏對小麥、玉米、大豆、粳糙米的品質影響進行了全面的研究。糧庫玉米[9]、小麥[10]首選低溫儲藏,充氮氣調可以減緩高溫對儲糧品質的影響。第二類以鞠興榮為核心,其研究表明使用微波干燥技術,稻谷中各狀態(tài)水分和其他組分結合的更加牢固,儲糧品質更好[11]。第三類學術團體以唐芳為代表,主要研究糧食品質的預測,研究表明SVM模型[12]、BP神經網絡[13]、樸素貝葉斯算法[14]均可很好地進行儲糧品質的預測。第四類以曹陽為代表的學術團體,對害蟲防治以及害蟲調查進行了深入的研究。第五類團體以呂建華為核心,將熏蒸技術與藥劑防治相結合[15],以及淺圓倉害蟲防治要點[16]。第六類以張紅濤為中心,主要對儲糧害蟲檢測技術進行了研究。

圖2 發(fā)文作者聚類分析

2.3 研究動態(tài)分析

關鍵詞是對文獻中心思想的提取,對文獻主題的高度凝練,通過梳理與儲糧品質相關的文獻關鍵詞,從中提煉該研究領域的主要研究內容、研究方向和研究熱點[17]。關鍵詞出現的頻次越高表明其熱度越強。圖3儲糧品質關鍵詞共現圖譜表明,關鍵詞出現頻率最高的為“儲藏品質”,其次為“儲糧害蟲”“脂肪酸值”“檢測”“儲藏溫度”“微生物”以及“氣調儲糧”等。

圖3 關鍵詞共現圖

從關鍵詞出現的頻次看,該研究有兩個較大的節(jié)點,“儲糧品質”(128)和“儲糧害蟲”(98)。出現頻次較高的關鍵詞通常涉及領域也較廣[18],屬于多層次的綜合性研究。病蟲害防治是保證糧食品質的關鍵環(huán)節(jié),因為糧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、物理和化學三種方法。糧庫害蟲物理防治技術主要包括溫度殺蟲、氣調殺蟲劑、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。前者與干燥技術相結合,后者多用于農戶儲藏。具有處理時間短、效果好等優(yōu)點。低溫殺蟲技術與低溫儲藏技術進行結合,利用機械通風以及倉庫保溫技術來實現低溫儲藏,缺點是成本高。利用干燥技術殺蟲以及減濕保障糧食品質,缺點是由于糧食水分的流失給儲糧企業(yè)帶來了經濟損失。輻照現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,破壞昆蟲表皮層導致昆蟲失水死亡[19]。最近幾年,生物防治關注害蟲天敵、昆蟲病原微生物、昆蟲生長調節(jié)劑、昆蟲信息素的研究與應用。隨著相關先進成果的深入研究和應用,糧庫害蟲生物防治的創(chuàng)新重點是害蟲天敵規(guī)?；嘤歪尫偶夹g的研究。病蟲害治理的本質是充分利用環(huán)境和自然因素控制病蟲害。首先考慮生物和物理方法,只有在控制失效時才應使用化學方法?；瘜W防治方法包括使用殺蟲劑來控制糧食儲藏中的害蟲,優(yōu)點是殺蟲迅速徹底,處理費用低。缺點是污染糧食,殺蟲劑對人和動物都有毒性。由于害蟲的抗藥性,利用熏蒸技術,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行關聯評價的方法,極大方便了磷化氫熏蒸劑在儲糧熏蒸中的應用。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)境面臨嚴峻挑戰(zhàn),低溫食品儲藏技術將受到越來越多的關注。一些國家應用低溫糧食儲藏技術,大大減少了糧食儲存化學品的數量和使用。到目前為止,實現低溫儲糧的方式主要是糧食冷卻器等機械制冷、通風,以及太陽能吸附制冷。其中,機械通風是最常用的低溫儲糧技術,并且機械通風控溫技術簡化了糧食儲藏的復雜工序[21]。從研發(fā)動態(tài)來看,未來一段時間技術創(chuàng)新的重點是研發(fā)人工智能糧食倉儲通風降溫自動控制系統。智能通風的關鍵在于糧堆溫度的預測[22]。李文泉等[23]研究表明智能通風能夠減輕勞動強度、節(jié)約成本。氣調儲糧技術通過改變空氣中的氧氣、氮氣和二氧化碳的濃度來殺滅害蟲。其防治效果主要受倉房氣密性、氣體濃度、溫度、暴露時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)經濟實用的糧倉密閉性技術和密閉材料、N2/CO2與其他殺蟲方式聯合使用效果研究,同時可研究環(huán)境濕度和壓強對氣調殺蟲效果的影響。為進一步揭示昆蟲對低氧適應性機制,今后應加強關于儲糧昆蟲抵御氣調脅迫分子機制研究,為科學高效實施氣調殺蟲提供理論參考。

突現性關鍵詞也稱為突現詞,主要用于研究一段時間內影響力較大的研究領域[24],即學界在一段時期內密切關注的研究主題,代表著研究的前沿領域和發(fā)展動向。通過CiteSpace的突現詞探測功能,得到中國儲糧品質的關鍵詞突現圖(見圖4),從圖4中可觀察到關鍵詞突現的強度和時間分布。

圖4 關鍵詞突現圖

從關鍵詞突現強度看,排在前五位的依次是“儲糧害蟲”“氣調儲糧”“微生物”“預測模型”“食用品質”。從關鍵詞的突現啟始年份看,“安全儲糧”和“農業(yè)工程”最早。突現詞最晚的有“預測模型”、“品質變化”和“食用品質”,說明這些關鍵詞代表的研究主題是近幾年的熱點。

“安全儲糧”“農業(yè)工程”突現起始于2003年,此時我國基本建立起了儲糧垂直管理體系,以及新的市場化運作機制,《中央儲備糧管理條例》于2003年8月頒布,從此儲備糧的數量、質量及安全有了法律依據。隨著加入WTO和人們環(huán)境意識的不斷增強,長期大量使用化學農藥進行害蟲防治,導致環(huán)境污染、害蟲抗藥性問題突出。隨著經濟水平的快速發(fā)展,食品安全質量問題暴露在人民面前,人們對儲糧品質的要求也越來越高。2010-2015年間的突現詞主要是氣調儲糧、多殺菌素、儲藏溫度、預測模型。在此期間,我國氣調儲糧理論及技術得到了快速的發(fā)展,并與儲糧溫度進行結合研究,以提高殺蟲效率,降低儲糧成本。2016—2020年,突現詞則表現為對儲糧品質的多方面研究,包括微生物、優(yōu)質稻、加工品質、品質變化、水分、蒸煮品質以及食用品質。

綜上所述,我國的儲糧品質研究與國家經濟發(fā)展密切相關,具有經濟導向性特征。同時,雖然研究領域具有跳躍性,但對于儲糧害蟲的防治研究則是貫穿始終。

3 結論

本研究樣本為970篇CSSI和北大核心期刊文獻,通過CiteSpace主要闡述了中國儲糧品質的發(fā)文機構及網絡、發(fā)文作者及合作網絡以及研究動態(tài)等情況,所得主要結論如下:

從發(fā)文機構來看,總體上儲糧品質研究機構之間合作強度較強,合作較多,但合作具有明顯的地域性特征,大部分機構屬于同一部門。從發(fā)文作者來看形成了不同的學術團體,并且對我國儲糧品質研究起到了巨大的推動作用。從研究內容來看,出現頻次最高的突現詞是“儲糧品質”和“儲糧害蟲”,表明與其他多個關鍵詞聯系緊密;從關鍵詞突現強度看,“安全儲糧”與“農業(yè)工程”是突現最早的關鍵詞,出現最晚的關鍵詞為“預測模型”“品質變化”“食用品質”,這些主題詞也是這幾年儲糧品質研究的熱點。

4 討論

中國的儲糧品質研究已取得較豐碩的成果,未來的研究可以從以下幾個方面推進。

(1)儲糧品質研究理論的深化。建立糧食儲藏生態(tài)系統基礎參數數據庫,完善糧堆多場耦合模型和理論[4];建立儲糧品質評判標準或敏感標準;構建儲糧品質預測模型,在此基礎上,研究儲糧害蟲及微生物的生長演替規(guī)律,建立種群增長預測模型[25],并且建立儲糧害蟲基因識別和數據庫;加強干燥技術理論研究,深入探討水分含量與糧食品質的關系;加強儲糧害蟲生物、物理等綠色綜合防治理論研究。

(2)應用技術的創(chuàng)新。首先加強現有防護劑的復配和緩釋劑型的研發(fā)[26],對植物源殺蟲劑與熏蒸機聯合使用技術進行研究,使植物源殺蟲劑殘留時間長,起到更好的殺蟲效果;開展提高倉房隔熱保溫性能、降低制冷設備能耗[5]的研究,旨在降低技術使用成本、提高技術使用率;開展智能倉儲建設研究,對異常糧情進行自動預測、判斷和處理。