En sistemas de pastizales artificiales, el uso extensivo de fertilizantes de nitrógeno inorgánico (N) ha aumentado en gran medida los rendimientos de pastizales, pero también ha causado problemas ambientales significativos. El uso combinado de biochar y fertilizante de N es reconocido como un enfoque efectivo y sostenible para reducir los riesgos ambientales y aumentar la producción de cultivos. Sin embargo, los impactos específicos de biochar y N en el rendimiento de alfalfa, las propiedades del suelo y la morfología de las raíces aún no están claros. Este estudio examinó los efectos de tres tasas de aplicación de biochar (0, 10, 20 t hm) y cuatro niveles de aplicación de N (0, 47, 94, 188 kg N hm año) en el crecimiento de alfalfa y las características del suelo. Los resultados revelaron que el biochar promovió notablemente el desarrollo de raíces y aumentó el contenido de sustancias osmorreguladoras. Mejoró la biomasa de las raíces al aumentar el recuento de nódulos radiculares, la formación de brotes en el cuello de la raíz y el diámetro del cuello de la raíz, mientras que la aplicación de N redujo el número de nódulos radiculares. La aplicación de biochar y N redujo la densidad aparente del suelo en un 0,8-10,5%, con el biochar aumentando aún más los niveles de fósforo y potasio disponibles. Además, su uso combinado elevó significativamente las concentraciones de nitrato y amonio en el suelo. En general, la sinergia de la aplicación de biochar y nitrógeno mejora el rendimiento de la alfalfa al fomentar un mejor crecimiento de las raíces y mejorar la fertilidad del suelo.