Para evaluar los efectos de la aplicación de biocarbón y el retorno de paja durante años consecutivos en las emisiones de NO y los rendimientos de cultivos en el Norte de China, se llevó a cabo un experimento de campo de tres años aplicando biocarbón y paja siguiendo una aplicación de diez años en un sistema de rotación de trigo-maíz. Se establecieron cuatro tratamientos, incluyendo F (solo fertilizante NPK); FB (fertilizante NPK + 9.0 t·ha de biocarbón); FS (fertilizante NPK + paja); y FSB (fertilizante NPK + 9.0 t·ha de biocarbón combinado con paja). Los resultados mostraron que en comparación con el tratamiento F, el tratamiento FB redujo significativamente las emisiones de NO del suelo en un 20.2%, mientras que los tratamientos FS y FSB las aumentaron en un 23.7% y un 41.4%, respectivamente. El tratamiento FB redujo las emisiones de NO del suelo en un 15.1% en la temporada de trigo y un 23.2% en la temporada de maíz, respectivamente. Los tratamientos FS y FSB aumentaron las emisiones de NO en un 20.7% y un 36.7% en la temporada de trigo, respectivamente, y un 25.5% y un 44.2% en la temporada de maíz, respectivamente. En la temporada de trigo, el contenido de agua en el suelo (SWC), el contenido de NO-N y el pH fueron los principales factores que influyeron en las emisiones de NO del suelo. En la temporada de maíz, el SWC y el contenido de NO-N fueron los principales factores influyentes. Además, los tratamientos FB, FS y FSB aumentaron el rendimiento de los cultivos en un 4.99%, 8.40% y 10.25% en comparación con el tratamiento F, respectivamente. En conclusión, la aplicación consecutiva de biocarbón puede reducir significativamente las emisiones de NO y mejorar el rendimiento de los cultivos. Aunque los tratamientos FS y FSB también pueden mejorar el rendimiento de los cultivos, no son beneficiosos para suprimir las emisiones de NO. Por lo tanto, la aplicación sucesiva de biocarbón es una medida efectiva para reducir las emisiones de NO y mantener el rendimiento de los cultivos.