به منظور مطالعه اثرات کاربرد مقادیر مختلف نیتروژن بر خصوصیات ریشه و اندام های هوایی ژنوتیپ ها و ارقام مختلف گندم دیم آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی به صورت کرت های خرد شده با مقادیر 0، 15، 20، 30، 40، 45، 60، 80، 90، 120 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار از منبع اوره در کرت اصلی و 5 رقم و ژنوتیپ گندم دیم (آذر 2، سرداری، سرداری 39، سرداری 101 و رصد) در کرت فرعی در 4 تکرار و به مدت یک سال زراعی (87-1386) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم مراغه به اجرا در آمد. نتایج نشان داد که در مرحله پنجه دهی (gs21) اثر نیتروژن بر صفات وزن تر اندام هوایی و وزن تر ریشه در سطح احتمال 1 درصد و بر تعداد ریشه های طوقه ای، وزن خشک اندام های هوایی و حجم ریشه در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بود. در مرحله ظهور سنبله (gs54) اثر نیتروژن بر صفات طول کلئوپتیل، تعداد سنبله و وزن خشک اندام هوایی در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بود. کاربرد نیتروژن بر صفات عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه، شاخص برداشت، درجه باردهی، تعداد سنبله در واحد سطح و ارتفاع بوته در مرحله رسیدگی فیزیولوژیک در سطح احتمال 1 درصد و بر صفات وزن هزار دانه، تعداد پنجه های بارور و وزن خشک برگ پرچم در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بود. با کاربرد نیتروژن وزن تر ریشه تا 157 درصد، حجم ریشه تا 114 درصد، تعداد ریشه های طوقه ای تا 60 درصد و عملکرد دانه نیز تا 47 درصد افزایش یافت. همچنین نتایج تجزیه علیت نشان داد که بیشترین اثر مثبت و معنی دار را بر روی عملکرد دانه گندم دیم به ترتیب وزن تر ریشه، حجم ریشه و تعداد ریشه های طوقه ای داشت که اثرات غیرمستقیم صفات طول کلئوپتیل، وزن تر ریشه و طول ریشه جنینی اثرات این صفات را بر روی عملکرد دانه تحت تأثیر قرار دادند. متوسط نیاز نیتروژنی ارقام مختلف گندم دیم برای دستیابی به 95 درصد (1900 کیلوگرم در هکتار) حداکثر عملکرد دانه و تولید حداکثر حجم ریشه در مرحله پنجه زنی، 42 کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار از منبع اوره تعیین گردید. در مجموع می توان استنباط نمود که کاربرد مقادیر مختلف نیتروژن توانست خصوصیات مورفولوژیک ریشه و اجزای عملکرد را تغییر دهد و در افزایش عملکرد در شرایط دیم موثر باشد.