Adoptar un régimen de cultivo óptimo es crucial para el uso sostenible del suelo. Sin embargo, cómo diferentes regímenes de cultivo impactan la disponibilidad de fósforo (P) y el mecanismo subyacente permanecen poco claros. Aquí, se realizó un experimento de campo de 10 años para examinar la influencia de diferentes regímenes de cultivo, incluyendo la rotación maíz-soja (MSR), el cultivo continuo de maíz (CMC) y el barbecho (FALL), bajo condiciones sin fertilización y fertilizadas en el noreste de China. Las formas de P fueron analizadas utilizando fraccionamiento químico y resonancia magnética nuclear de fósforo-31 en solución. En comparación con FALL, los contenidos totales de P y las diferentes formas de P fueron significativamente más bajos bajo los sistemas MSR y CMC. Además, los contenidos de P total y las diferentes formas de P fueron más altos bajo MSR que bajo CMC. El análisis de correlación mostró que había correlaciones significativas y positivas entre los contenidos totales de P y las diferentes formas de P. El análisis de redundancia reveló al carbono orgánico del suelo (SOC) como el factor más significativo que influencia el P total y las diferentes formas de P. El modelado de ecuaciones estructurales demostró los impactos positivos directos del SOC, nitrógeno total, fósforo total y fósforo Olsen en la actividad de fosfatasa, que exhibió una influencia positiva directa en la disponibilidad de P. En resumen, la rotación maíz-soja es un régimen de cultivo efectivo para promover la acumulación y disponibilidad de P en esta región.