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以金山27、先玉335、伟科702和郑单958为试验材料，构建了基于生态效应的玉米籽粒蛋白质含量预测模型。分析结果表明，对玉米籽粒蛋白质形成影响较大的生态因子为日均温度、日最低温度、日较差、累积日照时数和平均日照时数（均为吐丝期到成熟期）。在此基础上，建立了生态因子与玉米籽粒蛋白质含量的二次函数关系，并使用权重系数来进一步订正各气候生态因子对籽粒蛋白质形成的作用强度。进一步建立了蛋白质含量预测模型。模型检验结果表明:赤峰试验点玉米籽粒蛋白质含量观测值与模拟值的绝对误差不超过0.57％，RMSE值为0.33％，通辽试验点绝对误差不超过0.45％，RMSE值为0.34％，萨拉齐试验点绝对误差不超过0.48％，RMSE值为0.33％，乌兰浩特试验点绝对误差不超过0.48％，RMSE值为0.33％，模型预测性比较准确。在连续观测和系统分析的基础上，建立了吐丝前氮素积累分配模型。模型检验结果为:通辽试验点玉米吐丝前叶片氮积累量观测值与模拟值的绝对误差不超过0.21g/株，RMSE值为0.041～0.092g/株之间;茎鞘氮积累量观测值与模拟值的绝对误差不超过0.07g/株，RMSE值在0.029～0.046g/株之间。赤峰、萨拉齐和乌兰浩特试验点玉米抽雄期叶片氮积累量观测值与模拟值的绝对误差不超过0.16g/株，RMSE值在0.05～0.11g/株之间;茎鞘氮积累量观察值与模拟值的绝对误差不超过0.1g/株，RMSE值为0.04～0.07g/株之间。模型预测较为良好。 在吐丝前氮素积累分配模型基础上，建立了基于生理生态过程的玉米籽粒蛋白质形成的机理模型，模型检验结果表明，玉米吐丝后叶片含氮量观测值与模拟值的绝对误差不超过0.16％，RMSE值为0.061％～0.068％之间;茎鞘含氮量观测值与模拟值的绝对误差不超过0.12％，RMSE值为0.047％～0.051％之间，通辽试验点玉米籽粒蛋白质含量观测值与模拟值的绝对误差不超过1％，RMSE值为0.564％。赤峰、萨拉齐、乌兰浩特试验点玉米籽粒蛋白质含量观测值与模拟值的绝对误差分别不超过0.57％、0.63％、0.61％，RMSE值为0.186％～0.336％之间。模型表现较好的预测性，具有一定的机理性。