黑龙江省是我国第一玉米生产省份,近年来玉米生产发展迅速,目前面临着大幅度压缩种植面积的严峻局面。本文利用历史数据和试验结果从发展规律、技术进步、气候变化、经济因素等多方面对黑龙江省玉米生产系统进行了分析,目的在于为今后黑龙江省的农作物的合理布局和未来玉米发展方向提供依据,实现黑龙江省玉米生产的可持续发展。(1)建国以来黑龙江省作物种植结构调整的趋势是,主要作物数量减少但种植比例增加,玉米和水稻成为黑龙江省的最重要作物。经济作物、杂粮杂豆、小麦等在1980-1990年代种植比例最高,目前急剧萎缩。玉米产量增加对黑龙江省粮食产量贡献大于水稻产量的贡献(二者直接通径系数分别为0.4908和0.3788)。未来应该压缩玉米种植面积,适当增加经济作物种植比例,把休耕纳入黑龙江省种植结构。(2)1949-2014年间玉米种植面积增加了15.3倍,单产水平提高了近5倍,二者对产量的直接通径系数分别为0.6313和0.4457,种植面积对总产量提高的贡献远大于单产的贡献。黑龙江省玉米种植面积迅速扩大的原因有三,一是社会需求增加,国家政策扶持力度大,玉米种植比较效益明显提高;二是环境温度增加明显,使得有效积温增加200度左右,促进了玉米种植区域的北移;三是农业技术进步,特别是以德美亚系列为代表的早熟高产品种和玉米收获机械的推广拓展了黑龙江省4、5积温带的玉米种植面积。(3)黑龙江省玉米单产提高的技术原因在于选择更耐密植的品种,把种植密度由4.5万/公顷增加到6万/公顷,施肥数量增加(N、P、K分别为82.4、54.0、17.4kg/ha),且钾肥增加明显氮磷钾比例更加协调,三者的贡献排序为:密植>施用肥料>品种改良。单产提高的生理基础首先在于群体光合能力的提高,包括叶面积指数的增加和光合速率的提高,特别是生育后期叶面积指数下降缓慢;其次是肥料利用率的提高。黑龙江省今后玉米生产的主攻方向在提高效益的前提下提高单产,黑龙江省玉米的单产潜力较大,玉米光合产量最高可达22.3吨/公顷,光温产量潜力最高可达20吨/公顷,玉米气候生产潜力不同地区在9.6-17.4吨/公顷间变化。(4)随着年代的推移黑龙江省不同积温带的温度均在升高,有效积温平均增加了213.3度;日照时数呈现下降趋势,全省平均减少了11.8%,而降水量呈现西部增加,中东部略有减少的趋势。从哈尔滨站的气象数据看,1994年后气温明显增加,从变化极差看生育期日均最低气温>日均平均气温>日均最高气温;从不同月份看,主要是5月、6月和9月的最低气温,6月的最高和平均气温增加明显,而7、8月气温未表现增加。黑龙江省玉米丰产年份5-9月的气候特点是:降水量为452.2±114.8 mm,生育期积温为2879.1±42.3℃,生育期日照时数为1044.3±111.4小时。(5)黑龙江省玉米相对于其它主要作物具有明显的优势。今后黑龙江省玉米生产降低成本的方向,一是降低机械费用,二是降低化肥费用,这需要改进玉米栽培技术体系,推广少免耕种植方式,控制作业次数,推广测土施肥技术,合理施用肥料,提高肥料利用率。