基于文献计量学的富硒小麦研究现状可视化分析

摘 要：硒（Se）元素是人体必需的微量元素之一，富硒小麦是缺硒群体最有效、最重要的一种补硒食物，因而备受全球关注。为了全面了解富硒小麦的研究现状，并预测未来发展趋势，采用文献计量学法对Web of Science（WOS）数据库中涉及硒和小麦的901篇研究文献进行归纳分析。研究结果表明，全球该领域的文献呈逐年增长的趋势，且资源环境科学和植物营养学是该领域发文量最多的学科方向。基于WOS检索到的相关文献和关键词的共现分析，总结出该领域的2个热点研究内容，即硒元素在小麦中的生物强化作用、硒元素对胁迫条件下小麦的缓解作用，以期为未来富硒小麦的科研探索和推广应用提供参考。

关键词：硒；小麦；文献计量学；Web of Science数据库；VOSviewer软件；Bibliometric软件

中图分类号：S154.4；S512.1+1 文献标志码：A 文章编号：1674-7909（2024）12-60-7

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.12.013

0 引言

作为抗氧化性元素，硒元素具有保护心血管、抗肝细胞坏死、延缓衰老和提高人体免疫力等功效［1-2］。据报道，全世界有42个国家和地区缺硒，而我国是缺硒和贫硒的重灾区之一［3］。世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）规定，健康人群的膳食硒供给量为50～250 μg/d，而我国居民平均硒摄入量（26～32 μg/d）远低于该标准［4］。据了解，食用富含硒元素的食品是一种最有效的补硒方式。为此，中共中央、国务院印发的《“健康中国2030”规划纲要》明确指出，国家有关部门正在积极组织与富硒农产品相关的标准制度的制定和修订，为多地富硒农业的发展奠定基础。同时，农业农村部印发的《全国乡村产业发展规划（2020—2025年）》明确指出，鼓励开发包括富硒产品在内的营养健康系列化产品。在谷类作物中，小麦对硒元素的富集能力最强［5］，可吸收环境中的硒元素，并将其转化成富硒籽粒，是人体摄入硒元素的重要来源之一［6］。同时，小麦是世界上重要的粮食作物，在保障国家粮食安全战略方面发挥着重要作用，但有关富硒小麦的研究进展尚不清晰。所以，笔者采用文献计量学法来对富硒小麦的研究现状和未来发展趋势进行归纳分析，以期为未来富硒小麦的科研探索和推广应用提供参考。

1 数据来源与研究工具

1.1 数据来源

文中所有与富硒小麦有关的文献数据全部来自科学网（Web of Science，WOS），利用高级检索，输入检索式（TS=“selenium” AND TS=“wheat”），并将数据库限制在WOS核心合集，共检索出2009—2024年发表的、涉及硒元素和小麦内容的研究文献901篇，并用Excel、Bibliometric、VOSviewer等文本挖掘软件工具对这些文献的研究方向、出版年份、国家、作者、机构、关键词等进行综合性可视化分析。

1.2 研究工具

用Excel软件对“富硒小麦”的相关文献数据进行合并、统计、分析等处理，并绘制出相关图表。用VOS viewer软件、R语言（Bibliometric包）等文献可视化工具对收集到的相关文献进行文本挖掘和精练处理，对文献的研究方向、出版年份、国家、作者、机构、关键词等数据进行整理分析，并绘制出图表，旨在系统地梳理该领域的研究现状、揭示该领域研究热点，并对未来发展趋势进行预测。

2 结果与分析

2.1 年度文献产出分析

从WOS数据库中共检索到901篇与富硒小麦相关的文献，如图1所示。对这些文章按照年份进行分类后可知，首次检索到与富硒小麦相关的文章是在2009年。从整体来看，2009—2023年，相关文献的发表量呈逐年上升趋势；从2016年开始，每年发文量均在50篇以上，从2022年开始，每年发文量均在100篇以上。从历年发文量及变化趋势可知，富硒小麦是该领域的热门研究内容，也能从侧面反映出相关科学家对富硒小麦内容的重视逐年增加。

2.2 发文期刊分析

从WOS中共检索到308种刊登过富硒小麦相关文献的期刊，对其中刊登该领域文献数量大于10篇的期刊（见表1）进行比较分析。其中，Plant and Soil为发文量最大的期刊，共发表39篇文章，占全部文献数量的比例为4.33%；其次为Agronomy-Basel、Frontiers in Plant Science、Food Chemistry、Journal of Agricultural and Food Chemistry和Plants-Basel，这5个期刊刊登该领域文献数量均大于或等于20篇，占全部文献数量的比例均大于2%，主要集中在农业科学、食品化学等领域；其余期刊的发文数量为10～20，占全部文献数量的比例均小于2%，主要集中在资源环境、植物营养等领域。

2.3 作者及研究机构分析

对WOS检索到的相关文献的作者及研究机构进行可视化分析，结果如图2所示，主要机构发文情况见表2。图2（a）为作者共现图，显现出的作者发文量均大于6篇，且以Liang Dongli、Scott D. Young的发文量最多，其次是Broadley Martin R.、Bailey Elizabeth H.、Zhao Xiaohu、Liu Xinwei和Zhao Zhuqing（发文量为10～13篇），发文时间为2016—2020年。

由研究机构共现图和发文量前20名的研究机构的发文情况可知，发文量前20名的研究机构主要来自中国、巴基斯坦、英国、印度、巴西、波兰、澳大利亚和沙特阿拉伯。其中，来自中国的研究机构有11个。发文量最多的机构是西北农林科技大学，共发表46篇文章，占全部发文量的5.11%，发文时间主要集中在2020年左右；其次是中国科学院、费萨拉巴德农业大学、农业农村部、诺丁汉大学、中国农业大学，发文量分别为33篇、31篇、29篇、28篇、27篇，分别占全部发文量的3.66%、3.44%、3.22%、3.11%、3.00%，发文时间主要集中在2020年以前。此外，河南农业大学、中国农业科学院、中国科学院大学、阿德莱德大学、绍德国王大学、山西农业大学的发文量为12～13篇，占全部比例的1.33%～1.44%，虽然这些机构的发文量排名偏后，但发文时间主要集中在2022年左右，距今较近，有潜力成为今后几年该领域的主要发文机构。

2.4 关键词分析

使用VOSviewer软件对WOS检索到的关键词进行可视化分析，结果如图3所示。由图3可知，除了selenium、wheat这2个搜索用的关键词外，在2020年之前，wheat、biofortification、selenate、growth、accumulation、speciation、translocation等关键词的出现频数较高，表明2020年之前的富硒小麦研究主要集中在使用硒酸盐来促进小麦对硒元素吸收、转运及积累方面，即小麦硒元素生物强化。2020年以后，foliar application、deficiency、stress、Cd等关键词的出现频数较高，表明2020年以后主要关注硒元素对逆境下的小麦的缓解作用。

3 热点研究内容

基于WOS检索到的该领域相关文献，并结合关键词进行共现分析，整理归纳出目前与富硒小麦相关的2个热点研究内容，即硒元素对小麦具有生物强化作用、缓解重金属胁迫的影响。

3.1 硒元素对小麦的生物强化作用

硒元素是一种有益元素，对保障人类、动物和某些植物的健康起到至关重要的作用，但其在大陆地壳中的分布并不均匀，导致人体对硒元素的摄入量严重受限［4，7］。硒元素主要以硒酸盐和亚硒酸盐的形式被作物吸收［8-9］，而谷物（如小麦等）是人类摄入硒元素的主要来源之一，并最终进入食物链［4］。

硒生物强化是一种采用农艺和遗传策略的农业过程［10-12］，是提高硒元素在食物链中必需营养素含量的有效方法之一，通过增强作物吸收和积累外源硒的能力来提高外源硒在作物中的有效性，从而生产出富硒作物，提高硒元素在动物或人体中的含量，保障动物和人类的健康［13］。相关研究主要集中在近10 a，主要由中国、波兰、巴基斯坦等国家开展优化硒生物强化方法［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。大量研究已证实，适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，根据成分的差异可将硒肥分为无机硒肥、有机硒肥和新型富硒肥［13，20-21］。其中，无机硒肥包括硒酸钠、亚硒酸钠［22-23］，有机硒肥包括氨基酸硒肥、腐殖酸硒肥、富硒酵母硒肥等，新型富硒肥包括纳米硒肥等［20，24］。此外，常用的亚硒酸盐和硒酸盐叶面喷施处理均能促进小麦各部位对硒元素的吸收［8］，但硒酸盐处理以增加籽粒和根系中的硒元素积累为主，硒酸盐处理以提高叶片和秸秆中硒元素的积累为主［25］。对施肥方式而言，土壤施硒肥的效果易受土壤吸附、作物各部位转运速度的影响，而叶面施硒肥的效果受作物叶面蒸腾作用的影响较大，且这2种施肥方式的应用效果受作物种类、土壤类型、硒肥施用量、施用时期、气候条件等因素的影响［22，26］。综上所述，叶面喷施的富硒效果一般优于土壤施硒，这可能是因为作物叶片利用角质层和气孔来吸收硒元素，减少土壤吸附等因素的影响，从而提高对硒元素的吸收利用率［22］。

3.2 硒元素对小麦缓解重金属胁迫的影响

对植物而言，施用适量硒肥不仅能促进植株生长发育，还能缓解重金属对小麦的胁迫作用。例如，硒元素能显著减少小麦中镉、砷、铅等重金属元素的积累［17，27-28］，能提高小麦对镉、汞等重金属元素胁迫的耐受性［28-31］。有研究表明，硒元素缓解重金属对小麦的胁迫作用是一个包含多种生理机制的综合效应，主要包含以下3个方面：硒元素能促进植物细胞在重金属元素胁迫下去除过多的活性氧，从而减轻细胞的氧化损伤［1，32-33］；硒元素参与调控重金属离子在植物体内的运输和分布，减轻重金属胁迫造成的损害［17，34-36］；硒元素与重金属元素结合会形成硒-重金属复合物，促进植物螯合素的生成，从而减少重金属离子在植物体内的积累［37-41］。

综上所述，硒元素在植物对重金属胁迫的响应中发挥着重要作用，但目前的研究主要集中在生理机制方面，未来应深入研究硒元素参与植物对环境胁迫响应的分子机制，可为硒元素在环境修复和农业开发中的实际应用提供重要的理论支持。所以，施硒肥既能降低作物中的重金属含量，也能提高作物食用部位的硒含量，建议在中、低污染土壤中施用硒肥。

4 结束语

富硒小麦是缺硒群体最有效和最重要的一种补硒食物。近年来，富硒小麦产业受到国家的重视和扶持，同时随着人们生活水平的提高，对功能活性食物的需求也在增加，富硒小麦产业发展迅速，展现出较好的应用前景，是农业领域的研究热点。因此，笔者采用文献统计学方法来采集数据，并用Bibliometric、VOSviewer等文本挖掘软件工具对富硒小麦相关文献的数据进行综合性可视化分析。通过直观知识图谱的呈现，明确该领域的发展现状和未来趋势，以期推动富硒小麦产业实现高质量发展。

参考文献：

［1］KURIA A，TIAN H D，LI M，et al. Selenium status in the body and cardiovascular disease： a systematic review and meta-analysis［J］. Critical Reviews in Food Science and Nutrition，2021，61（21）：3616-3625.

［2］YAN G X，WU L，HOU M Y，et al.Effects of selenium application on wheat yield and grain selenium content：a global meta-analysis［J］.Field Crops Research，2024，307：109266.

［3］LI X Y，WANG F，FENG X L，et al.A nationwide investigation of trace elements in rice and wheat flour in China：levels，spatial distributions and implications for human exposure［J］.Environmental Science and Pollution Research，2023，30（30）：75235-75246.