【目的】精确的氮素营养监测是实现实时氮素管理的关键技术，本文通过不同小麦品种的氮素水平实验，构建小麦生育期冠层光谱角（Spectral angle，SA)与农学参数之间的相关关系，进而建立小麦冠层氮素营养诊断和生长信息的估算模型，探索小麦氮素营养监测的新方法。　　 【方法】利用石河子大学试验站2009-2010年测定的不同小麦品种不同氮素水平的小麦冠层光谱数据与农学参数，通过定性和定量地分析小麦光谱角的变化规律，及农学指标与光谱角之间的相关性，建立相应的回归模型；用回归分析方法建立了小麦冠层生长信息的光谱角的估测模型，并用均方根误差、相对误差和相关系数等对估测模型进行了精度评价。　　 【结果】通过试验在分析氮素营养对小麦叶片氮素含量、冠层氮素含量、叶面积、叶绿素含量及产量影响的基础上，研究光谱角与以上农学参数的定量关系，获得以下结果：　　 （1）不同氮素处理小麦光谱角之间的变化规律是N0-3＞N0-2＞N0-1，在整个生育期光谱角则是先降低，后升高，在开花期最低，乳熟期最大，而不同小麦品种光谱角之间差异不显著。依据光谱角预测叶片氮素最佳模型为：y=0.3999x0.3989其决定系数R2 为0.6870，其预测的RE、RMSE和R2分别为1.3%、0.0238、0.7515。　　 （2）通过建立光谱角与叶绿素差和叶面积指数差相关性研究。结果表明：小麦叶绿素和叶面积指数差在生育前期和生育后期相关性均达到了极显著水平，且光谱角与叶绿素和叶面积指数差的检测模型分别：y=0.243x0.6989其决定系数R2为0.7392，而预测的R2、RE（%）、RMSE分别为：0.7804、-6.83%、0.1946；y=0.5144x0.3237其决定系数R2为0.6178，而预测的R2、RE（%）、RMSE分别为0.7129、-0.99%、0.0970。　　 （3）不同小麦品种在不同施氮处理下，依据小麦在孕穗期、开花期和乳熟期三个生育期的光谱角数据，得到不同观测角度下的冠层光谱角的关系是0°>30°>90°>60°，且在30°观测角度下，冠层光谱角与叶片氮素含量差的估测模型较好，即为：y=0.126x+0.2184，其决定系数R2为0.7601（其中y为：叶片氮素含量差；x为光谱角(SA)）。　　 （4）基于不同氮素水平下，建立光谱角与产量差和蛋白质含量差之间预测模型y=687.34e0.0759x，其决定系数(R2)为0.6735，模型检验的均方根误差（RMSE）、估计标准误差（RE）和决定系数（R2）分别为：20.42、0.0977、0.8242；光谱角与籽粒蛋白质含量差的估测模型为：y=0.5514Ln(x)+0.4857，其决定系数(R2)为0.7025，模型检验的均方根误差（RMSE）、估计标准误差（RE）和决定系数（R2）分别为：0.0221、-0.0878、0.8604。从检验精度来看，光谱角与籽粒蛋白质含量差之间估测模型最好。因此，冠层光谱角能较好的预测小麦产量和籽粒蛋白质含量，建立的模型估测精度较好。　　 【结论】通过两年的试验结果获得一下结论：　　 （1）在不同氮素处理下，光谱角随着生育期的推进，呈现先降低在增加的趋势，在花期最低，在乳熟期最大。不同氮素处理之间表现为：N0-3＞N0-2＞N0-1。　　 （2）在不同氮素处理下和不同观测角度下，研究发现，在30°观测角度下光谱角能更好的估测叶片氮素含量差。　　 （3）通过光谱角建立的模型能够很好的监测小麦营养和生长状况，实现小麦生长的快速营养诊断。