O nitrogênio (N) é um dos nutrientes que mais limitam o desempenho produtivo das culturas agrícolas, principalmente, por ser um elemento constituinte de inúmeros compostos orgânicos, incluindo todos os aminoácidos e ácidos nucleicos. Materiais genéticos responsivos e, ou eficientes em utilizar o nitrogênio constituem-se, portanto, em uma forte estratégia para o aumento de produtividade em áreas de expansão da cana-de-açúcar. Objetivou-se avaliar o desempenho de 10 genótipos de cana-de-açúcar, visando obter respostas em termos nutricionais quanto à eficiência de uso do nitrogênio. Para alcançar o objetivo proposto foram realizadas as seguintes avaliações: diagnose do estado nutricional da cultura, avaliação do status de N por meio da utilização de clorofilômetro potátil, estimativa da atividade da enzima redutase do nitrato e concentrações de nitrato e amônio. O experimento foi desenvolvido em condições de campo em área comercial de cana-de-açúcar localizada no município de Aparecida do Taboado/MS. O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados com quatro repetições, sendo as cultivares cultivadas na ausência de N ou sob a dose de 100 kg ha-1 de N na forma de nitrato de amônio. Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e os tratamentos comparados pelo teste de comparação de médias Tukey. Quando foi efetuada a adubação nitrogenada, as cultivares de cana-de-açúcar apresentaram maiores concentrações de nutrientes quando comparadas às plantas não adubadas. A CTC9003 é a cultivar que apresenta maior eficiência de uso do nitrogênio, tanto em condições adequadas quanto na ausência da adubação nitrogenada.