氮素在小麦生产过程中，过量施肥现象普遍存在，对小麦的生产和环境带来不利影响。随着精确农业的发展，建立小麦氮素营养诊断方法，为实时、快速、准确地判断植株氮素营养状况、确定氮肥需求量以及提高氮肥利用效率提供科学依据。本研究以不同氮效率小麦品种周麦27（高氮高效）、豫麦49-198（低氮高效）和矮抗58（低氮低效）为研究对象，采用大田试验方法，系统分析了不同氮效率小麦品种地上部生物量、植株氮含量、临界氮浓度模型和氮素营养指数;研究了小麦不同叶位叶片氮含量、SPAD值的和氮素积累量的分布特征及其与总叶片氮含量和植株氮含量之间的关系;研究土壤氮素在各生育时期的变化特点及其与总叶片氮含量和植株氮含量之间的关系，为小麦植株氮素营养诊断和同类研究提供参考。主要研究结果如下:　　1.不同氮效率小麦品种地上部生物量、植株氮含量随施氮量的增加而增加，临界氮浓度与地上部最大干物质(DM)均呈幂函数关系。不同氮效率类型小麦品种的地上部临界氮浓度模型为:高氮高效品种周麦27NC=413DM-040，低氮高效品种豫麦49-198NC=4.48DM-038，低氮低效品种矮抗58NC=3.89DM-035。但氮高效型品种的两个常数项（a和b）均大于氮低效型品种。利用独立年份的数据对模型进行检验，显示构建的临界氮浓度模型具有较好精度，标准化均方根偏差分别为13.87％、7.70％和1302％，基于临界氮浓度稀释曲线所建立的氮素营养指数可用来诊断小麦氮素盈亏状态，氮素营养指数随着施氮量的增加而增加。通过临界氮浓度模型所建立的氮素营养指数推荐的麦田施肥量为120～225kg hm-2，与专家推荐的施肥量基本一致。该研究对小麦生产中的减氮栽培具有指导作用。　　2.不同叶位叶片倒1叶和倒2叶的SPAD值差异不显著，但它们与倒四叶的差异显著，增加施氮量能提高叶片含氮量和SPAD值，减小不同叶位之间的差异，同时提高上四叶的氮素积累量。开花期到花后20天，倒一叶的SPAD值与所有叶片和植株的氮含量相关性最大。因此，开花期到花后20天可以用倒一叶的SPAD值作为诊断植株氮素营养的指标之一。倒一叶和倒二叶的叶片氮含量与植株和所有叶片的氮含量均达到极显著水平，而且相关性最大，根据本研究结果，倒一叶和倒二叶的叶片氮含量可以作为小麦植株氮素营养诊断的指标之一。　　3.施氮水平对小麦各生育时期的土壤全氮和硝态氮含量影响明显。因此，合理施肥可以提高土壤的供氮能力。对土壤氮含量和植株、叶片氮含量进行相关性分析发现，土壤全氮含量与小麦叶片、植株的氮含量相关性最高的达到0.77。0～20cm的土壤硝态氮含量与所有叶片氮含量和植株氮含量的相关性较好最高达0.96，根据本研究结果，土壤硝态氮可以作为小麦植株氮素营养诊断的指标之一。