氮素在冬小麦一生的生命活动中占有特殊作用,与光合作用密切相关。可溶性糖为冬小麦的生长发育提供了能量和代谢的中间产物,同时还具有信号功能,也是冬小麦生长发育和基因表达的重要调节因子。可溶性糖主要通过植株的光合作用获得。而当今社会,化肥的不合理施用,一方面不利于植株的氮、糖代谢,对冬小麦产量的提高和品质的改善造成不良影响,另一方面还造成了环境污染。随着遥感技术的发展,通过测量冬小麦反射率等数据,及时、准确、无损地监测冬小麦各项生理生化指标成为可能,以期为指导精确施肥提供依据。本研究以闻喜县东镇和下岭后村冬小麦为研究对象,分析了灌溉田和雨养田冬小麦冠层高光谱变化特征,以及叶绿素含量、类胡萝卜素、叶面积指数、植株氮、可溶性糖的变化规律,并分析了与高光谱、卫星遥感植被指数的定量关系,同时也构建了叶绿素含量、类胡萝卜素含量、叶面积指数与植株氮、可溶性糖的定量关系,以叶绿素含量、类胡萝卜素含量、叶面积指数为中间变量建成植株氮、可溶性糖的光谱监测模型。另外,本研究还探讨了冬小麦冠层光谱与土壤氮素含量的关系,分别测定冬小麦返青期、拔节期、孕穗期、灌浆期和成熟期土壤氮素含量和实时冠层光谱,用数学统计方法分析土壤氮素与植株氮素间的定量关系,建立土壤氮素遥感监测模型。主要结果如下:1、不同生育时期灌溉田和雨养田光谱变化基本一致,550nm处有一个峰值,650～750 nm反射率迅速变大,750～1350 nm变化起伏。光谱反射率一阶导数在红边位置有一个波峰。从拔节期到成熟期,原始冠层光谱曲线和一阶导数光谱曲线逐步平缓。2、不同生育时期灌溉田和雨养田冬小麦叶绿素含量、类胡萝卜素含量、叶面积指数和植株氮素含量、可溶性糖含量变化趋势一致。雨养田的冬小麦,叶绿素含量与类胡萝卜素含量高于灌溉田冬小麦;叶面积指数、植株氮含量、可溶性糖含量低于灌溉田。3、以叶绿素、类胡萝卜素、叶面积指数为中间变量的植株氮素模型中,在拔节期,灌溉田和雨养田模型中均是以叶绿素为中间变量的模型效果最佳,其R2分别为0.9146、0.7708,RE 分别为 0.1847、0.1216,RMSE 为 0.0309、0.0317。抽穗期和灌浆期灌溉田和雨养田最佳模型的中间变量也是叶绿素含量。而对于植株可溶性糖模型,在灌溉田和雨养田的不同生育时期,其中间变量表现不一致。但所有模型通过实测值与预测值1:1分析后,都有可靠性。4、以叶绿素含量、类胡萝卜素含量、叶面积指数为中间变量所构建的卫星遥感植株氮、可溶性糖模型,通过分析决定系数、相对误差、均方根误差验证了其模型的可行性,通过实测值与预测值1:1验证后,都有可靠性,但与高光谱模型相比,不及高光谱模型可靠性强。5、不同施氮水平,冬小麦各生育时期冠层光谱及麦田土壤氮素含量差异显著,土壤硝态氮、碱解氮与冬小麦植株氮素含量均达极显著水平,相关系数在0.72～0.82之间,而土壤全氮含量与小麦植株含氮量的相关性相对较差;对拔节期、孕穗期和灌浆期建立的土壤硝态氮和碱解氮含量线性预测模型中,分别以SAVI(1040,680)和RVI(1040,680)为自变量时的决定系数最大,相对误差(RE)、均方根误差(RMSE)最小,表明以SAVI(1040,680)和RVI(1040,680)为自变量所建模型最好,并且与验证模型的结果相一致。