本发明涉及农业生产技术领域，尤其涉及一种基于生物量积累的玉米水分临界模型的构建方法及应用。具体包括以下步骤：设置若干不同灌溉水分梯度的玉米种植区，并种植玉米；计算饱和水重量；利用最小显著差数法，比较同时期不同玉米种植区不同灌溉水分梯度下生物量积累的差异性表现，判断同时期不同灌溉水分梯度下玉米生长是否受到了水分限制；以所述生物量‑饱和水重量的关系曲线与所述最大生物量垂线的交点为每一个生育时期的水分临界点；将不同时期生育时期内计算得到的水分临界点用异速生长曲线进行拟合得到玉米水分临界模型。本发明构建的玉米植株水分临界模型能够较好的诊断玉米植株的水分状况，并可判断作物生长过程内是否发生水分亏缺。