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以河南禹州为试验地点,于2017-2019年连续进行两年田间试验,选用华育198、豫麦49-198、众麦1号、西农979、平安8号、太学12六个不同基因型小麦品种为材料,在5个施氮水平(纯氮0、120、180、240、360kg·hm-2)下,利用基于临界氮浓度的氮营养指数模型,分析了不同品种在各施氮处理下的氮素盈亏情况,探讨小麦在不同氮素盈亏下群体动态、干物质累积、植株氮浓度和产量等方面的变化;建立小麦在最适氮素营养状况下的地上地下关键指标参数;探讨基于氮营养指数的追肥模型,建立基于NDVI临界值的氮素追肥模型的可行性。主要结果如下:1.不同基因型小麦的氮素盈亏分级应用氮营养指数模型可以对6个基因型小麦的不同施氮处理进行氮素盈亏分级0.95≤NNI≤1.05范围内即为小麦达到最适氮素营养状态(NNI=1)。除2017-2018年YM49-198的N120处理为NNI=1外,其他品种的N0、N120处理均为NNI<1;HY198、YM49-198、TX12、XN979 的 N240、N360 处理与 PA8H、ZM1H 的 N360 处理为 NNI>1;其余处理为 NNI=1,且在两年内的变化趋势一致。2.氮素盈亏对小麦生长的影响小麦产量在年际间存在差异,2017-2018年以NNI=1时产量最高,与NNI>1差异不显著,但都显著高于NNI<1。2018-2019年以NNI>1时小麦产量最高,与NN1=1差异不显著,但都显著高于NNI<1。相比于NNI<1,NNI=1与NNI>1产量增加是穗数与穗粒数共同增加的结果。小麦干物质累积量随生育期的延伸逐渐增加,累积比例以拔节-开花期最大,以NNI>1最高。从返青期开始NNI<1的干物质累积显著低于另外两个处理,在开花期到成熟期,NNI>1明显高于NNI=1。小麦花前转运量以NNI>1最高。而花前干物质转运率随着NNI的升高呈先增加后降低的趋势,在NNI=1达到最大。成熟期小麦各器官的干物质累积量及分配比例为籽粒>茎鞘>穗轴+颖壳>叶片,成熟期各器官的干重均随着NNI的增加而增加。NNI<1时茎鞘的分配比例明显高于另外两个处理。穗轴+颖壳分配比例在NNI>1时最大,而籽粒分配比例NNI=1要显著大于另外两个氮素营养状况。3.氮素盈亏对小麦氮素利用的影响小麦植株氮含量随着生育期的进展而呈下降的趋势,且随着NNI的增加而升高。氮含量下降速度在返青到拔节期达到最大。返青期开始NNI<1的植株氮含量显著低于另外两个处理。随着NNI的增加,小麦花前氮素转运量不断增加,以NNI>1达到最大,与另外两个处理差异显著,但转运比例呈先增加后降低的趋势,在NNI=1时达到最大。贡献率与转运比例规律一致。花后氮素吸收随着NNI的增加而增加,对籽粒的贡献率以NNI>1最大,显著高于另外两个处理。成熟期小麦各器官的氮素分配比例为籽粒>穗轴+颖壳>叶片>茎鞘,NNI<1时茎鞘的分配比例明显低于另外两个处理,在叶片和穗轴+颖壳氮素占比上,以NNI>1最高,在籽粒分配比例上以NNI=1最高。随着NNI的增加,小麦氮素吸收利用效率、氮肥偏生产力、收获指数均呈下降趋势,除收获指数与NNI=1没有显著差异外,其他以NNI<1、最大,、与另外两个处理差异显著,过多的氮素盈余会显著降低氮素吸收利用效率。4.最适氮素营养状况下,地上地下关键指标的建立NNI=1时为小麦最适氮素营养状况,在拔节期生物量累积范围为8172.12—9638.46 kg·hm-2,利用建立的关系模型分别得到该最适地上部生物量下的群体数量为955.67-969.72(104·hm-2),植株氮浓度为 2.15—2.21%,0-30cm 土壤无机氮累积量为 70.6—78.8 kg·hm-2;在开花期生物量累积范围为13243.11—16305.93 kg·hm2,利用建立的关系模型分别得到该最适地上部生物量下的群体数量为617.03——606.87(104·hm-2),植株氮浓度为1.78—1.86%,0-30cm 土壤无机氮累积量为 120.7—150.4 kg·hm-2。5.小麦氮素追肥模型的建立分析了氮营养指数与追施氮肥量的相互关系,在返青期到开花期,各回归方程的相关系数达到0.69、0.69、0.74,呈显著性的相关性。可以通过施肥区与未施肥区的小麦的NNI的差值计算施肥量。植株氮含量与NDVI在不同时期具有良好的线性相关,可以以此建立基于NDVI的ΔNNI-NDVI与ΔN的追肥模型,在返青期到开花期,各回归方程的相关系数达到0.55、0.46、0.46,从而更加便捷的进行营养诊断并给出追肥方案。