气候变暖改变农作物种植分布、生长发育、产量形成等[1-6]。东北、华北地区是我国玉米主产区，地区气候变化趋势与全球气候变化一致，表现为春、夏季降水明显减少，年降水量略减，但降水强度略有增强[7-8]。气温呈波动性升高，东北气温升高明显，总体朝暖干化方向发展[9]。气候变化影响玉米种植、生长发育。刘月娥[10]研究表明，玉米生育期随纬度北移，玉米营养生长期增加，生殖生长期减少。李正国等[11]研究发现，春玉米随物候期延长，出苗期提前，成熟期推后。赵秀兰[12]研究认为，热量条件的增加促使东北地区作物春季物候期提前和秋季物候期推迟，使作物播种期提早，收获期推后，作物生育期延长。孟林等[13]分析1981—2009年华北平原气候变化，发现随温度升高、日照时数下降，华北平原夏玉米生育天数增加，生殖生长天数和温度呈显著负增长。气候因子（温度、光照和降水量等）是影响青贮玉米产量和品质的重要因素之一[14-16]。关于青贮玉米生育期对气候变化的响应，影响青贮玉米产量气候因子等方面的报道很少。本试验拟在不同纬度地区种植青贮玉米，对其生育期、产量等指标观测。结合气候数据，以期揭示不同纬度下青贮玉米生长和发育对气候因子响应的差异，气候变化影响青贮玉米的动态特征和适应性。1材料与方法1.1试验设计2016年，我国东北和华北青贮玉米的主要种植区从南到北选取8个有典型代表的区域选点布局。东北种植区为黑龙江省农科院草业所的黑河（127.32 E，49.42 N）、克山（125.87 E，48.03 N）、齐齐哈尔（123.95 E，47.33 N）、安达（125.33 E，46.4 N）和哈尔滨（126.53 E，45.8 N）实验站。华北选用的是中国农业科学院沽源县实验站（115.7 E，41.67 N）、河北北方学院宣化实验站（115.06 E，40.6 N）和石家庄市农科院赵县实验站（114.42 E，38.5 N）实验站。试验地黑河及沽源无霜期短，有效积温在1 500~1 900 ℃。为保证在不同区域青贮玉米都能够正常成熟收获，根据多年生态适应性研究结果，本试验选用生育期短的粮饲兼用型玉米品种德美亚1号为材料，根据当地的积温和日照条件分别在4月和5月进行播种。石家庄农科院赵县试验站在6月初播种夏播。小区面积133 m2，行长66 cm，3次重复。种植密度为90 000株/hm2，施肥水平为542 kg/hm2（N）、225 kg/hm2（P）。1.2气象数据来源选用东北和华北平原玉米连续种植超过10年的36个农业气象观测站点，玉米生育期观测资料与气象资料均来自国家气象信息中心。气象资料为与农业气象观测站对应的36个气象台站1981—2015年的逐日气象数据，包括平均气温、最高气温、最低气温、日照时数和降水量。1.3种植区气候状况分别于东北和华北玉米主产区种植青贮玉米。种植区青贮玉米的生长季主要集中在4—9月。齐齐哈尔和哈尔滨属于黑龙江省第一积温带，玉米生长期所需日照时数为1 300~1 350 h，7月的平均气温约23 ℃，年降水量在400~550 mm；安达属于第二积温带，年平均日照时数为2 659 h，年平均气温3.2 ℃，年降雨400~500 mm；克山属于第三积温带，年平均气温2.4 ℃，有效积温2 400 ℃，年降水量400~500 mm；黑河属于第四积温带，日照时数2 560~2 700 h，年有效积温在1 950~2 300 ℃，年平均气温-1.3~0.4 ℃，年降水量500~550 mm。沽源县地处内蒙古高原南缘，为农牧交错带，年日照时数最长为3 246 h，年平均气温1.6 ℃，年降水量300~400 mm。赵县年平均气温12.7 ℃，年降水量500~600 mm，无霜期平均140~180 d。1.4测定指标及方法1.4.1气象数据来源日最高气温、日最低气温、日均气温和降水量等主要气象数据来源于“中国气象科学数据共享服务网”。气象数据来源于国家气象中心；人工记录及测定青贮玉米主要生育时期（播种、出苗、拔节、抽雄、吐丝和收获期）日期、产量（鲜重、干重）、主要农艺性状（株高、穗位高、绿叶数、叶重、茎重、雌穗重）。1.4.2生育进程调查播种期：播种当天的日期。出苗期：全区50%以上的幼苗苗高达到约2 cm。拔节期：全区50%以上植株基部茎节间开始伸长。大喇叭口期：全区50%以上植株的展开叶占总叶片数的60%。开花期：全区50%以上植株雄穗开始散粉。收获期：籽粒乳熟末期或蜡熟初期进行全株收获。1.4.3株高及叶、茎、穗干鲜重物质测定生理成熟时收获（乳线达到1/2）每个小区选取具有代表性的3株，对其株高、穗位高、叶重、茎重、穗重等各项性状进行测量并记录，105 ℃杀青30 min，温度80 ℃烘干至恒重，进行测量茎重、叶重、穗重等各项性状且记录。1.4.4产量测定生理成熟时收获（乳线达到1/2），每小区各选取中间3行测鲜生物产量，根据样品含水量折算干重。1.5数据统计与分析采用Excel 2007整理试验数据，采用SPSS 19.0软件进行方差分析、相关性分析、单因素方差分析及Duncan's法多重比较。2结果与分析2.135年来种植区青贮玉米生长季气候变化及试验年份气候特征近35年，东北、华北北部青贮玉米生长季主要集中在4—9月，青贮玉米生长季气候变化基本特征为温度波动性升高，降水量和日照时数逐渐减少。1980—2015年，东北地区年平均气温每10年升高0.25~0.3 ℃的趋势，北部区域升高更加明显，对农业生产具有指导意义的≥0和≥10 ℃积温普遍显著升高，且稳定通过≥10 ℃积温的持续天数也显著增加；东北地区的降水量呈波动降低的趋势，以每10年大约减少10 mm趋势，东北日照时数总体呈缓慢下降趋势。1980—2015年，华北地区年平均气温以每10年0.15~0.2 ℃波动性升高，以沽源县为代表的坝上地区尤为显著，平均气温和最低气温均呈波动上升的趋势，稳定通过≥10 ℃积温的持续天数也显著增加，华北地区降水量呈波动性降低趋势，但下降趋势比东北地区弱，华北地区日照时数总体呈缓慢下降趋势，和东北地区变化趋势一致。2.2不同纬度青贮玉米主要生育阶段气候变化（见表1）由表1可知，青贮玉米的播期到苗期，不同地区积温100~200 ℃。沽源县积温仅有30 ℃，是出苗时间延长的主要原因。出苗期到吐丝期是营养生长与生长发育的关键，不同地区温度均上升。玉米生长的适宜温度11~17 ℃。不同地区有效积温900~1 300 ℃、降水量100~290 mm、日照时数220~520 h、日均温度19~27 ℃，此阶段降水量较充足，适宜青贮玉米的生长。吐丝期到成熟期是玉米生殖生长关键期，昼夜温差增加。不同纬度气温日较差8~13 ℃，平均温度18~25 ℃，有效积温400~900 ℃，降水量130~200 mm，日照时数200~450 h。生育阶段，有效积温随纬度从高到低呈递增趋势。赵县有效积温最高为1 549 ℃，沽源县有效积温最低，仅为908 ℃，黑河有效积温较低，仅为1 154 ℃，试验年份哈尔滨多雨，有效积温为1 138 ℃。日均温随纬度从高到低呈递增趋势，赵县温度最高为26 ℃，沽源温度最低为15.8 ℃，其次黑河为16.9 ℃。降水量除哈尔滨595 mm外，其他地区降水量随纬度从高到低呈增加趋势。日照时数变化趋势和降水量相反，纬度从低到高日照时数呈逐渐递减，赵县最少为785 h，沽源县最高为1 110 h，其他纬度地区日照时数在900~1 000 h之间。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.06.027.T001表1不同纬度青贮玉米主要生育阶段气候变化地点时间段平均气温/℃降水量/mm有效积温/℃气温日较差/℃日照时数/h黑河播种期-出苗期13.9222.85143.7014.04268.4出苗期-吐丝期19.02165.40255.0011.64417.7吐丝期-收获期18.04155.50755.509.96207.2克山播种期-出苗期15.5023.30145.5013.07178.8出苗期-吐丝期19.79143.90244.6011.33480.8吐丝期-收获期19.89220.40926.2610.87329.6齐齐哈尔播种期-出苗期16.545.10190.8011.79250.1出苗期-吐丝期24.16198.80392.0011.39439.5吐丝期-收获期23.45244.90648.008.35286.3安达播种期-出苗期16.5826.60153.9012.5578.2出苗期-吐丝期20.94115.10333.3011.61389.6吐丝期-收获期21.67298.90970.7010.13371.4哈尔滨播种期-出苗期15.0951.47101.5013.33226.9出苗期-吐丝期20.34179.42599.0010.40466.2吐丝期-收获期23.8364.35437.798.84200.6沽源播种期-出苗期11.7019.5130.6616.44167.9出苗期-吐丝期17.33202.67388.7014.36515.8吐丝期-收获期18.52131.65488.8713.45427.9宣化播种期-出苗期20.7661.8149.8017.61139.2出苗期-吐丝期22.74219.3637.2215.04459.5吐丝期-收获期22.75252.17550.5011.50441.1赵县播种期-出苗期26.2430.21146.6011.8796.6出苗期-吐丝期27.46282.00698.3015.04247.8吐丝期-收获期25.75252.1705.0511.78441.12.3不同纬度气候因子的青贮玉米生育期（见表2）不同纬度温度和热量决定青贮玉米物候期的差异。8个区，纬度自高向低温度和热量逐渐变好，播期自北向南呈提早趋势，物候期从低到高呈延迟趋势。由表2可知，青贮玉米生育期比较，沽源县最长约120 d；黑河和克山较长，均为118 d；赵县为夏播，最短为88 d。纬度从高到低的8个区，青贮玉米的生育期逐渐缩短。播种期到出苗期，高纬度地区温度低，影响发芽和出苗，一般为10~15 d；低纬度地区温度正好，满足发芽条件，为7~10 d。出苗期到吐丝期是营养生长时期。生育时期为50~60 d，夏播区赵县营养生长时期较短，40 d完成。吐丝期到成熟期是青贮玉米生殖生长期，生育期差异受纬度影响不明显，均在40 d左右，克山最长为49 d，宣化和哈尔滨最短为40 d。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.06.027.T002表2不同纬度气候因子的青贮玉米生育期地点播种期—出苗期出苗期—吐丝期吐丝期—收获期赵县74041宣化125040沽源175947哈尔滨175640安达155743齐齐哈尔145239克山115849黑河126145d2.4不同纬度青贮玉米产量及其构成因素变化（见表3）由表3可知，宣化鲜、干重最高分别为3 407、1 012 kg/667 m2。安达鲜重为2 881 kg/667 m2，赵县鲜重最低，仅为2 140 kg/667 m2。哈尔滨、安达和齐齐哈尔干重大于800 kg/667 m2，黑河干重最低为680 kg/667 m2。纬度从高到低，赵县除外，其他区鲜干重产量逐渐增加。沽源县鲜、干重分别为798、2 748 kg/667 m2。若该地区满足积温和降水需求，则非常适合种植青贮玉米。纬度从高到低，沽源和赵县除外，其他区域的叶重、茎重和穗重呈递增趋势，宣化和哈尔滨较高。株高和穗位变化趋势不显著，株高均在203~285 cm之间；穗位高均在77~101 cm之间，株高和穗位高更多受遗传因素的影响。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.06.027.T003表3不同纬度青贮玉米产量及其构成因素变化地点株高/cm穗位/cm鲜重/(kg/667 m2)干重/(kg/667m2)叶重/(g/株)茎重/(g/株)雌穂/(g/株)黑河285.8772 253.26680.8425.51052.100194.22克山278.0952 382.91756.7429.17063.020196.10齐齐哈尔251.0842 271.05810.1030.18057.400183.23安达205.0832 881.78872.1933.27058.240227.55哈尔滨268.01012 583.51884.6935.30059.610238.30沽源203.0802 748.90798.0839.62449.624101.30宣化234.4853 407.331 012.0037.80065.340243.12赵县221.7802 140.10727.6024.60046.800145.782.5不同气候因子气候因子与产量及其构成因素的相关分析（见表4）由表4可知，播种期—出苗期，降水量对青贮玉米鲜重影响较为明显，为0.651*；气温日较差对青贮玉米叶重影响较为明显，为0.702*。出苗期—吐丝期，有效积温对青贮玉米鲜重影响为0.651*；气温日较差对青贮玉米鲜、干重影响分别为0.760*和0.609*，达到显著水平。吐丝期—收获期，降雨量对青贮玉米干重呈极显著负相关-0.611**，对雌穗呈显著负相关-0.692*，日照时数对青贮玉米株高呈显著负相关-0.786*。全生育期，有效积温对青贮玉米干重、雌穗影响分别为0.653*、0.572*；降水量对青贮玉米干重呈负相关影响，为-0.602*；平均气温对青贮玉米雌穗发育呈极显著正相关，为0.613**。不同地区青贮玉米单株平均绿叶片数主要受遗传因素影响，气候因子影响不大。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.06.027.T004表4气候因子与产量及其构成因素的相关分析生育阶段气候因子鲜重干重株高穗位单株平均绿叶片数叶重茎重雌穗播种期—出苗期平均气温-0.040.111-0.231-0.1520.319-0.394-0.1130.087降水量0.651*0.6930.0160.399-0.3490.4000.4570.586有效积温-0.1920.0120.318-0.0440.450-0.5810.3430.515气温日较差0.3380.172-0.193-0.131-0.1310.702*0.238-0.009日照时数-0.39-0.2980.760*0.166-0.07-0.1440.0530.041出苗期—吐丝期平均气温-0.2270.043-0.169-0.1420.533-0.461-0.1410.252降水量-0.149-0.041-0.238-0.2770.396-0.139-0.464-0.429有效积温0.536*0.652-0.3060.1260.0540.157-0.0750.093气温日较差0.760*0.609*-0.601-0.5360.3250.179-0.326-0.440日照时数0.4060.3200.2140.372-0.1140.6820.5030.089吐丝期—收获期平均气温-0.0550.321-0.1960.2470.272-0.1480.0340.639降水量0.158-0.611**0.0340.663-0.2250.0820.437-0.692*有效积温-0.222-0.3460.061-0.1580.140-0.5270.1050.154气温日较差0.289-0.035-0.558-0.3930.0840.302-0.357-0.615日照时数0.4270.281-0.786*-0.3880.4320.281-0.133-0.376全生育期平均气温-0.1050.534-0.1670.1320.532-0.1450.1760.613**日均温-0.1060.152-0.213-0.0470.427-0.368-0.0870.121有效积温0.5460.653*-0.2050.167-0.0140.513-0.0750.572*降水量0.166-0.602*-0.0950.440-0.0300.0660.1790.417日照时数0.1250.509-0.0260.0490.1970.5400.066-0.468注：“*”表示差异显著，“**”表示差异极显著。3讨论不同纬度梯度下，水、热、光因子是影响作物产量的主要因素[17]。随纬度升高，日均温降低和降水量增加，地上生物产量随之增加[18]，与本研究结果不完全一致。本试验中纬度从高到低，青贮玉米鲜、干重产量呈现逐渐递增趋势，原因在于选取的东北区域日均温较低，温度限制青贮玉米的生物产量，华北区域光温更加适合物质的累积，与李婷等[19]的结果较为一致。作物生育期长短与纬度高低有很好的对应关系。李杰等[20]研究认为，同一类型水稻品种，在江苏省随纬度的升高，拔节、抽穗、成熟期逐渐延迟，全生育期天数依次变长，与本试验结论较为一致。纬度对青贮玉米生育期的影响在于营养生长阶段，对生殖生长阶段不明显。试验纬度范围内，青贮玉米生育期、营养生长时间与纬度高低呈正向对应关系。低纬度区，温、光、水的综合影响，加速玉米的生育进程而生殖生长阶段更多受玉米自身遗传因素影响，纬度影响较小[21]。探究不同纬度青贮玉米产量和品质对气候因素的响应，应选用多品种进行试验，以达到更严谨的试验结果。本试验只考虑纬度与气候因素，但影响青贮玉米生长发育的因素多样且复杂，影响青贮玉米的分布格局及种植方式。东北地区与华北地区在配套适应技术的选取存在差别，不同选取形成具有不同区域特色的适应技术体系。在不同空间尺度上，可能呈现巨大的差异；在不同区域上，影响程度差异也会很显著。因此，实际生产中，要综合考虑各种因素，以便更好地进行青贮玉米的种植工作。4结论本研究不同纬度地区种植青贮玉米，其物候期随着纬度增加呈现延迟的趋势。随纬度升高，播种到出苗的时间减少，出苗到吐丝的时间逐渐增加，亩产重量呈减少的趋势。吐丝到成熟的时间受纬度变化影响不明显。影响青贮玉米鲜重、干重和雌穗重主要气候因素为有效积温。降水量是影响青贮玉米干重的主要负因子。