1994 - 2019年全球绿色农药研究趋势:文献计量分析

抽象的

快速增长的世界人口将粮食产量置于巨大压力下，以确保粮食安全。增加粮食生产的最常见方法之一是使用杀虫剂，但其连续使用对环境具有许多不利影响。在过去的二十年中，对可能替代品的生物特性的兴趣已经生长。为确定生物农药的研究演变（绿色农药），从1994年至2019年进行了一项生物计量分析。在Scopus数据库中，共有580个文件有资格进行此分析。文章数量，文章，关键词，源影响和出版国等参数用于分析文件和等级国家，根据作者，生产力，文章，文章和共同作者分析。分析显示，2009年的产量显着增加，2019年拥有最多发表的文件，共有74篇文章。亚洲最多的人口众多国家，印度和中国，分别排名第一和第二，以及美国在植物生物科学领域最有生产力的国家。然而，欧洲和非洲的国家在这一领域的出版物的出版物较少，因为它们是杀虫剂的高消费者。美国印度和美国的印度分别有4.08％，2.94％和12.5％的多国出版物（MCPS），美国具有更强的合作。 Finally, there is a clear indication in this study that India and China are taking the lead in substituting synthetic pesticides with the alternative natural plant biopesticide.

1.介绍

合成农药对环境的有害影响已得到证实，因为它影响动植物的生物多样性以及陆地和水生生态系统[1］.其他效果包括毒性，土壤和地下水污染，有害残留物污染作物和食物。它还影响非靶毒性生物，过度使用合成农药导致害虫的抗性增加[2］.合成农药的负面影响使人们需要一种更安全、对环境更友好的替代品。生物农药被认为毒性较小，对环境友好，对人类和非目标生物无害[2］.使用植物杀虫剂不是一种新的做法。早在17世纪，植物杀虫剂已被古代中国，埃及，希腊和印度用于农业实践3.］.在过去十年中，对生物生物的兴趣造成了非常广泛的兴趣，有意替代合成杀虫剂。根据Isman和Grieneisen完成的一项研究[4.]，在植物杀虫剂上发表的年度论文的数量从1980年的61篇论文增加到2012年的1207篇论文[4.］.这表明人们对植物生物农药的认识和使用有所提高。尽管对天然病虫害的需要日益增加，但植物生物除害剂在除害剂总使用量中所占的比例不到1% [2］.用于作物保护的年度合成农药量估计为250万吨，造成价值约1000亿美元的损失，由于作物，土壤和水，不可脱，非毒性，高毒性[5.］.合成农药毫无疑问对公共卫生的威胁，并要求采取更好的作物保护和较少有害的特性的紧急替代品。术语“绿色农药”需要从植物提取物，植物衍生的农药，植物次生代谢物和植物杀虫剂中获取所有自然所获得的害虫管理[5.］.绿色农药也称为植物农药，用作疏口剂，杀虫剂，杀虫剂，杀菌剂和杀菌剂，以分离的物质或复杂的混合物的形式获得[6.］.虽然植物农药研究具有显着的增长，但这些农药的商业可用性仍然有限[7.］.根据Isman和Grieneisen [4.]，植物性农药的开发存在一些局限性，例如缺乏价格合理、质量优良的植物性农药，特别是对濒危植物品种的严格监管，植物化学物质在环境中的持久性短，以及从生长在不同气候条件下的植物中提取的植物化学物质，这些植物化学物质的活性成分不同，这就导致了有效性的差异[4.］.阻碍植物性农药商业化发展的主要因素之一是可持续性[6.产品的。为了实现植物性农药的商业化生产，必须获取大量的源植物，这就需要大规模生产[6.］.然而，大多数生物农业植物仍然没有商业种植，使得难以用于植物。虽然过去二十年来对植物杀虫剂的研究显着增加了[8.[上述局限性仍然有助于植物杀虫剂的商业化。

随着对植物农药的不断增长的兴趣，有必要进行生学计量的汇编，以更好地了解研究趋势。快速越来越多的学术出版物，使得待迄今为止的一切都是很难的[9.］.为了帮助组织和更好地了解以前的研究，使用不同的定量和定性文献综述方法。Bibliometrics是一种这样的方法，并根据Aria和Cuccurullo [9.]有可能执行基于科学，科学家或科学活动的统计测量的“系统，透明和可重复的审查过程”。各种研究领域利用书尖测量学测量某些研究文章的影响或影响。例如，在工程领域，作者Bao等人。[10]使用文献计量分析评估了机器人外骨骼领域的出版物和作者He等[11使用了法学素质分析了健康和医学领域的“转移性阉割前列腺癌”的文章。Muhuri等。[12]利用智能工程领域的文献计量分析，预测了正在进行的工业革命“工业4.0”的增长结构[12］.所提到的所有这些例子，但很少指示在许多领域中有关的生物毛管计量。

在本研究中，目的是分析Scopus数据库中1994 - 2019年全球植物性农药研究活动。然后使用文献计量参数和指标来研究研究进展，如最高产作者、最高产国家、年度科学产出、国家合作、每年平均文章被引数、每年平均总被引数、最相关关键词、文献耦合、并记录生产来源的影响。选择Scopus数据库是因为它包含了比PubMed和Web of Science更广泛的引文分析和关键字搜索的期刊[13］.它还通过本研究中提出的所有书尖计量指标的外推，提供一种简单的轨迹。基于前一项研究表明，由于杀虫剂和农业化学品残留量增加了对环境中的显着污染的杀虫剂的增加，对绿色农药的研究越来越多的研究，这一情况是基于对绿色农药的研究越来越多的兴趣。14］.

由于合成农药对环境和人口的不利影响，本研究旨在从1994年到2019年对绿色农药研究进行描述性的生物毛管计量分析，以便概述全球研究趋势的概述找到替代方案用于合成杀虫剂。

2.材料和方法

2020年8月7日从Scopus数据库中检索了植物农药的已发表的研究产出。Scopus数据库提供了与约会返回1966年的引用的2700万摘要[15］.用于查询Scopus数据库的关键术语在本研究中是“植物农药”，“植物生物科学”，“植物衍生的农药”，“绿色农药”，“植物农药”和“植物农药”，使用Boolean Operator“要么”。这些关键术语用于从1994年到2019年检索特定标题的研究，返回586份文件。文档被清除并以Bibtex文件格式下载[16]然后分析与R-Project 4.0.2版的生物计量统计数据。用于提取生物计量指标的代码符合aria和cuccurullo [9.]在RStudio接口中。本研究中使用了学生计量指数，每年科学生产，每年的文章引文，参考书目耦合，大多数生产力的国家，最相关的国家，最相关的关键词，以及最高效的期刊/来源，以评估当前和可能的未来趋势植物生物科学研究。在这项研究中，学院，组织，作者和国家的年度科学指标。引文分析衡量他人引用了作者或出版物的相对重要性或影响。然而，引文计数用于衡量植物生物科学的每个国家的影响。出版物引文矩阵用于分析大多数生产力的作者/国家/地区，共同引文和参考书目偶联，如[9.那17］.直接从带有R-project界面的文档中提取的关键词用于研究绿色农药研究领域的概念结构。

结果

３.１.绿色农药研究及生产

为了确定本研究中绿色农药研究的进展，用于查询数据库的广泛的生物特种关键词。共有540名来自332个来源的发布文件，记录在绿色农药上。这些文件包括文章，书籍，书章节，会议论文，会议审查，社论，俄罗斯，陈列，票据，评论和短期调查。每份12.63的平均引用使其在科学界相关（表格）1）.从1994年到2008年，科学生产的年度趋势增长很小，2000年、2004年和2007年的增长幅度最大(图)1）.2009年生产从2009年显着增加，2019年出版的文件（74份文件）。然而，在2015年和2016年期间发生了出版物的下降，分别存在32和38个出版物。这种下降的原因是不知道的。从1994年到2019年的年度增长率为13.68％。值得注意的是，虽然年度科学生产稳步增加，但多年来会发生波动。可能的解释可以包括改进的实验室，新研究人员的演变，新研究方法的发展，以及资金支持的发展[18］.

3.2。绿色农药研究的关键词

大多数已出版的文档都包含一些关键字，以帮助在线搜索和确定文档的某些编辑[18］.为研究绿色杀虫剂的研究趋势，使用了单数和复数的作者关键词。这辅助了解研究领域的研究演变[19］.作者关键词和关键词+都包含在研究中。author关键字是作者提供的最能代表文档内容的术语列表，而keyword-plus是出现在文档引用的标题中但不出现在文档标题本身的术语或短语[20.］.1994 - 2019年，从绿色农药研究文献中共检索到作者关键词1732个，关键词+词4064个(表1)2）.最常见的作者关键词是在159篇文章中发生的植物农药/ s，其次是精油/ s（41篇）和农药/ s（25篇），第二和第三。在前30名中发生的其他作者关键词包括绿色农药（22篇文章），生物农药（17篇文章），虫害管理（14篇文章），毒性（12篇文章）和植物提取物（13篇文章）等;所有这些都与使用植物生物科动物的害虫控制有关。最常用的关键词加上是动物/ s，在220篇文章中发生，其次是农药/ s（217篇）和杀虫剂/ s（175篇文章），第二和第三，如表所示2．在keyword-plus中得到广泛的术语并不奇怪，因为它是从作者引用的文档标题中派生出来的。排名前30位的其他关键词加词还有植物提取物(102篇)、虫害防治(82篇)、精油(62篇)和毒性(38篇)。虽然假设绿色农药对环境无害，但需要注意的是，关键词毒性在作者关键词和关键词+中都排在前30位，这可能是指生物农药植物的效力。大多数生物农药植物是有毒的，但半衰期很短[21］.这可能促使人们普遍认为，植物生物农药是天然的，因此是无害的，但事实并非总是如此。在图中2，共同发生网络和绿色农药研究前30个术语的相互关系用象形网络代表。每个彩色圆圈代表术语的簇，连接线代表合作度。农药相关术语在蓝色集群和红色簇中的响应相关术语（图2）.

３．3.每个国家绿色农药研究的生产力

印度在最富有成效的国家中排名第一，共有98个出版物，其中4.08％出版出合作。中国和美国分别排名第二和第三，分别有68和32个出版物。中国有2.94％，美国有12.5％的多国出版物（MCP），其中表明美国在中国依赖于当地研究的同时更多地合作。知道意大利和南非与他们的MCP相比，意大利和南非有更少的单一国家出版物（SCP）是非常有趣的;因此，它们具有更高的MCP：SCP比率。意大利，荷兰和南非出版物的合作分别为60.86％，75.0％和80.0％，使这些国家具有最具合作网络（图3.）.

桌子3.显示印度排名第一(1080次引用;h指数18)，其次是美国(979次;h指数17)和意大利(868次引用;h指数为16)，分别位居第二和第三。排在前30位的非洲国家是埃及(184篇)、南非(92篇)、津巴布韦(90篇)、尼日利亚(69篇)、肯尼亚(54篇)、坦桑尼亚(52篇)。引文反映了一篇文章的科学影响和相关性，但限于研究质量的衡量[22那23］.因此，引文排名美国的第一和其他国家之后可能是他们的研究相关性的衡量标准。值得注意的是，欧洲是亚洲最大的杀虫剂消费者，第二大农药和杀虫剂生产领先国家是中国，美国，法国，巴西和日本[24］.在图中3.和表格3.，上述国家排名在植物生物农业研究中最有生产力和最引用的国家的五个类别中，但除日本外，表明各国专注于植物生物研究员作为合成杀虫剂的替代品，这些研究在科学界有关[25］.

根据李和波兹曼[26[研究中的科学合作已成为标准。现代科学正在变得更加跨学科和复杂，鼓励研究合作。许多融资机构通过将其纳入其资金条件之一来鼓励合作研究[26］.绿色农药前30个国家合作网络如图所示4.．彩色圆圈代表国家，圆形大小代表与其他国家的合作数量。各国之间的较厚线条说明了各国之间的协作力量。正如Bibliometric分析，意大利，英国，美国，加拿大，南非，印度和荷兰都与其他国家合作最多。数字4.显示了国家间合作的频率和网络。印度、英国、荷兰、巴西、加拿大和美国经常合作。意大利、捷克共和国、沙特阿拉伯和印度是经常的合作伙伴。荷兰、南非和美国也经常合作，形成了一个网络。其中一些国家的协作能力可归因于各自国家使用农药的历史和鼓励合作的政府资金[18］.

3.4。最引用的绿色农药和源影响的文件

桌子4.呈现出植物生物科技的最引用的论文。Pavela和Benelli发布的排名排名第一的文章[27]每年平均共有288个引文，每年平均为57.6引文。在文章中，分析了精油基生物科技的优势，挑战和约束[27]考虑到有效性，毒性和行动机制。由制品认证的高引文可能是由于生物活性的广泛频谱，例如象征性，杀菌剂，杀菌，杀虫剂和精油的生物生物的杀虫剂和杀菌作用，使得本文在广泛的研究领域相关。令人惊讶的是，20世纪90年代只有3篇文章列于最高30名最引用的文件中。这可能表明，最近的研究人员对植物生物研究员越来越感兴趣，因为寻找替代合成农药的搜索。

在表5.以发表论文数、总被引次数和h指数为指标，排名前30位的期刊被报告。排名前30位的期刊共发表论文219篇，占本研究文献的37.76%。病理学杂志排名第一(NP: 24;h指数;4)，经济作物和产品第二(NP: 21;h指数:12)，有害生物防治科学第三(NP: 14;h指数:10)。前10名生产性期刊的来源增长如图所示5.．期刊“环境科学和污染研究”，“工业作物和产品”和“科学报告”在过去几年中呈指数级增长。相反，期刊“遗传学”，“植物园艺”和“植物生物科学的进步”的影响随着时间的推移在植物生物农业领域大大降低了。25年前，这是值得注意的是，很少几年的期刊发表了绿色农药的文章。最近，绿色农药有更多的出版物，表明研究区域正在增长。

4。讨论

2009年出版物的增加可能是由于越来越多地实现了合成农药对环境的不利影响[1]，越来越需要可持续替代方案，政府对环境保护政策和压力集团的政策[56.］.

为了确定基于生物计量研究的研究领域的生产力，研究了科学出版物的数量[57.］.在全球范围内，由于对合成杀虫剂的潜在替代品的潜在替代方法，对生物农药的需求增加了[58.］.如图所示，这种需求可能推动了植物生物农药领域的研究和出版的增长1．Andreo-Martínez等[59.]在他们的研究中，报告称，从1976年的1岁的食品，蔬菜和葡萄酒中的农药生物利用度增加了与2018年的1至154份相关的出版物的增加[59.］.这与我们的研究是一致的，因为自2009年以来，与生物农药相关的研究的发表稳步而急剧增加。一个研究领域的出版物数量的变化可能表明需求和技术的可能变化。在表2，关键词加上“动物/s”排名第一。这可能是由于对牲畜体表寄生虫的植物化学物质的需求和使用不断增加[60.］.植物生物科动物的使用尤其是依赖于生存牲畜的农村地区社区。除了文化实践之外，这些社区往往没有购买杀虫剂的财务能力，而是利用生物农药进行害虫管理[60.］.

考虑到本研究收集的数据如表所示1，从Scopus数据库共检索到332个来源的580篇文献。这些文件由1867名研究人员撰写，从1994年到2019年，每个作者约有0.311个文件，每个文件约有3.22个作者。在1867名作者中，1799人是多篇论文的作者，其余68人是单篇论文的作者。每个文档的平均作者数量被称为协作索引[61.］.研究协作和国家协作网络，如图所示3.和4.本研究是反映国家，机构和研究人员之间的社会结构的圣经计量指标。在不同领域的许多前一对生物计量研究在国际合作中排名在美国占主导地位[62.那63.];相反，我们的分析揭示了意大利在绿色生物农业的国际合作之后，占领了英国。国际研究合作允许增强研究质量的知识，想法和研究基金的协同作用。合作对文件引用产生了很大影响;据报道，特别是国际共同撰写的论文将获得两倍于当地共同撰写的论文的平均引文[64.］.然而，印度将最引用的绿色生物农药论文和这些国家的大多数国家都在上面3.在以前的有关杀虫剂的文献计量学研究中也有报道[59.］.本研究建立的绿色生物农药合作指数(CI)为3.59，认为合作作者参与度较高[61.］.刘等人的研究。[24[全球生物多样性研究报告，全球研究合作指数为4.45 [24]，它高于本研究报告的CI。据报道，全球生物多样性研究的CI可能是气候变化的涟漪效应，这是生物多样性的主要司机[65.］.

在图中3.在绿色农药研究方面，印度和中国分别排名第一和第二;这可能是由于它们长期使用植物性杀虫剂[3.］.非洲大陆有5个国家在十大富有成效的国家：尼日利亚（第7号），肯尼亚（第14届），埃及（16日），南非（第17次）和埃塞俄比亚（19日），9,6,5,5，和4个出版物。虽然非洲消费不到5％的全球农药，但大多数非洲国家仍然使用食品生产中最有毒的农药[66.］.根据Dinham的说法[67.]小规模农民每周适用这些有毒农药，有时更常见，在不断增长的季节[67.］.这提出了非洲环境和人类健康专家的许多问题。最后，上述因素表明，非洲国家在农药规章中没有足够的方法，以及对替代方案的研究，这意味着大陆仍然需要在害虫管理时在崛起作物生产的同时需要做更多。

本研究期间出现的局限性是语言，即出版文件质量无法确定的事实，并且在SCOPUS中未能错过的研究。从Scopus数据库中检索的文件仅限于“英语书面文件”。以其他语言发布的文件也有助于研究生产力，但在本研究中被遗漏了。公布文件的质量不能通过本文或国家的年度科学生产而单独的总体，而不是研究质量的衡量标准[18］.值得注意的是，圣经测量计量分析不会批评研究文件的任何部分;因此，质量控制可能是有问题的。无论与本研究相关的局限性，它提供了1994年至2019年绿色农药研究生产力的全球概述。

5.结论

这项生物计量研究探讨了1994年至2019年绿农药研究的全球趋势，基于Scopus检索的文件。尽管对绿色农药的研究越来越多，但商业应用仍然有限。年度科学生产的趋势表明，绿色农药的研究将继续增加。合成农药对环境和人类健康的不利影响可能是植物生物科技替代领域的研究生产力的可能驱动因素。本研究还发现，印度，中国和美国是生产绿色生物农药研究文件文章的领先国家，并达到了每国家的总引用。与早期提到的国家相比，欧洲和非洲国家和非洲的国家虽然高消费者，但与早期的国家相比，较少的公布研究文件。欧洲和非洲国家需要通过政府或私人资助的计划加强对替代农药的研究，以促进环保农药，特别是在非洲，仍在使用具有高毒性的农药。

数据可用性

可向通讯作者索取资料。

利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

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