Para investigar la viabilidad de utilizar la concentración crítica de nitrógeno en hojas de arroz como índice de diagnóstico de nutrición de nitrógeno, se realizó un experimento de tres años con cultivares de arroz de espiga grande (Wuyoudao4) y de múltiples espigas (Songjing9) bajo cinco niveles de nitrógeno (0, 60, 120, 180 y 240 kg·ha). Se construyó una curva de dilución crítica de nitrógeno y un índice de nutrición de nitrógeno (NNI) de la materia seca de las hojas de arroz para Wuyoudao4 (N = 1.96L, R = 0.87, NNI estaba entre 0.6-1.26, y Error Cuadrático Medio Normalizado (n-RMSE) = 13.07%) y Songjing9 (N = 1.99L, R = 0.94, NNI estaba entre 0.64-1.29, y n-RMSE = 15.89%). La relación entre la materia seca y la concentración de nitrógeno de las hojas de arroz era una función de potencia negativa, y el modelo tuvo buena estabilidad durante los tres años. La curva de dilución de concentración crítica de nitrógeno desarrollada, basada en la materia seca de las hojas, fue capaz de diagnosticar eficientemente la nutrición de nitrógeno en el arroz. El modelo establecido en este estudio podría utilizarse para regular y controlar directamente la nutrición de nitrógeno de las hojas de arroz.