【摘要】【目的】开花后穗部器官成为小麦生长中心，保证穗部充足的氮素营养是籽粒产量和蛋白品质形成的基础，精确诊断穗氮营养对预测评价产量和品质具有重要意义。【方法】选用周麦 27 和豫麦 49-198 为材料，在大田条件下设置 3 个灌溉条件（W0：雨养、W1：拔节期浇水 1 次、W2：拔节和开花各浇水 1 次）和 5 个施氮水平（0(N0）、90 kg·hm~(-2)(N6）、180 kg·hm~(-2)(N12）、270 kg·hm~(-2)(N18）和 360 kg·hm~(-2)(N24）），于小麦开花后不同的灌浆时段采集各处理小麦穗器官干物质及氮素含量数据，构建不同灌溉条件下冬小麦穗器官的临界氮稀释（Nc）曲线，并于成熟期测定籽粒产量和蛋白质含量。【结果】在同一灌溉条件下，随着施氮量的增加，穗部干物质及氮含量均增加；不同灌溉条件下的穗部临界氮浓度与生物量间均符合幂指数关系，不同灌溉条件的模型间存在差异（W0: Nc=2.58 DM~(-0.242); W1: Nc=2.92 DM~(-0.24); W2: Nc=3.10 DM~(-0.231)）。氮营养指数（NNI）在不同灌溉条件下均随着施氮量的增加而增加，适宜施氮量因灌溉条件而异，雨养条件为 180—270 kg·hm~(-2)，灌溉条件为 270kg·hm~(-2)左右。相对产量（RY）与 NNI 之间显著相关，具体表现为线性+平台特征，在雨养条件下 NNI 为 1.01 时，RY 获得最大值；而在灌溉条件下 NNI 为 0.97 时，RY 获得最大值。籽粒蛋白含量与 NNI 之间呈显著的线性定量关系，灌溉导致蛋白质含量有所降低。【结论】确立的穗器官 Nc 及 NNI 模型，能够有效指示不同水氮条件下小麦氮素丰缺变化，实时评价产量状况，准确预测蛋白质含量，为小麦生育后期的田间及收储管理提供参考和依据。