本文以田间栽培条件下的冬小麦为研究对象，在不同生长时期，通过田间冠层光谱测定和农学生物理化参数数据，结合PROSAIL辐射传输模型，把模型的主要参数对模拟冠层反射光谱的影响进行敏感性分析，建立了基于冠层反射光谱和辐射传输模型结合的冬小麦叶片氮素光谱反演方法。主要研究结果如下：　　 1、通过几组典型的田间光谱测量数据，总结了冬小麦整个生育期的光谱和微分光谱响应特性。随着小麦生育期的变化，反射光谱在近红外反射平台（750～1350nm），反射率数值在抽穗期达到最大：微分光谱红边位置随着小麦生育期的进程表现出“红移”和“蓝移”现象，说明通过冬小麦光谱可以反演冬小麦的一些生理生化参数。　　 2、通过研究变量施肥和均一施肥的冬小麦倒1和倒2叶片SPAD值和多酚值的动态变化，表明利用手持叶绿素计测定植株叶片的SPAD值可以估计作物氮素营养状况；小麦叶片多酚值可以反应冬小麦氮素含量和抗氧化、抗衰老的能力，可以从另一个方面间接监测小麦氮素含量，说明多酚也可以反演冬小麦氮素含量。　　 3、对于辐射传输模型，在某些波段反射率和植被指数下对各输入参数进行敏感性分析，结果显示波段500nm、590nm、680nm，指数归一化植被指数、简单比率、改良简单比率、土壤调节指数和绿色归一化植被指数对叶绿素的敏感性均大于其它参数，波段590nm对叶绿素的敏感度最高，达到1.3704，说明通过这些敏感的波长和指数可以对叶绿素进行反演。　　 4、在不同品种，不同肥水条件下，冬小麦抽穗开花期冠层光谱指数和冠层色素比值呈显著正相关水平，R2=0.7171；而叶片氮素含量与色素比值之间存在显著的负相关，R2=0.9075。所以可以运用光谱指数来反演叶片的类胡萝卜素与叶绿素a的比值，进而反演叶片全氮含量。　　 5、叶片全氮含量、叶面积指数、叶绿素含量、叶绿素密度与光谱变量（Rλ、Rλ）间有很好的相关性，可以用光谱变量建立农田参数反演模型。