将新兴的高光谱定量遥感技术与作物氮素营养生理生态研究相结合，解析不同氮素供应水平下不同类型小麦品种在不同生育时期植株与器官（包括冠层、叶位和穗部）氮素营养及相关生化组分和高光谱反射特征（包括田间活体和室内离体）的时空变化规律，研究小麦高光谱反射特征、氮素营养及相关生化组分在不同叶位叶片间的分布规律及其与冠层相应参数之间的动态关系，提取小麦植株与器官氮素及相关生化组分的高光谱反射特征参数，阐明特征光谱参数与氮素营养及相关生化组分之间的机理性关系，构建基于高光谱反射特征参数的小麦氮素及相关生化组分含量和积累量的无损定量估算模型。研究结果将为基于地面和空间遥感的小麦氮素营养及相关生化组分的实时无损监测诊断和优质高产高效的精确氮肥管理提供理论基础与技术途径，对于推进优质、高产、高效、生态、安全农业及数字农业的发展具有重大的学术价值和应用前景。