Recientemente, la sustitución de fertilizantes químicos por el retorno de paja y nuevos fertilizantes ha recibido considerable atención en el sector agrícola, ya que se cree que aumenta el rendimiento del arroz y mejora las propiedades del suelo. Sin embargo, se sabe menos sobre el crecimiento del arroz y las propiedades del suelo en campos de arroz con la adición de diferentes fertilizantes. Así, en este documento, investigamos los efectos de diferentes tratamientos de fertilización, incluyendo sin fertilización (CK), fertilización optimizada basada en la cantidad recomendada de fertilizante para rendimiento medio (OF), 4.50 Mg ha de retorno de paja con fertilizantes químicos (SF), 0.59 Mg ha de fertilizante de liberación lenta con fertilizantes químicos (SRF), y 0.60 Mg ha de fertilizante soluble en agua con fertilizantes químicos (WSF), sobre el crecimiento del arroz, el rendimiento y las propiedades del suelo a través de un experimento de campo. Los resultados muestran que en comparación con el tratamiento OF, los nuevos tratamientos SF, SRF y WSF aumentaron la altura de la planta, la longitud de la raíz principal, el número de macollas, el índice de área foliar, el contenido de clorofila y el peso seco aéreo. Los tratamientos SF, SRF y WSF mejoraron el rendimiento del grano de arroz en un 30.65-32.51% y un 0.24-1.66% en comparación con los tratamientos CK y OF, respectivamente. El tratamiento SRF aumentó la absorción de nitrógeno (N) y fósforo (P) en un 18.78% y un 28.68%, los índices de cosecha de N y P en un 1.75% y un 0.59%, y la productividad parcial de N y P en un 2.64% y un 2.63%, respectivamente, en comparación con el tratamiento OF. Sin embargo, la fertilización no afectó significativamente el rendimiento promedio, los índices de cosecha de N y P, y la productividad parcial de N y P. Los contenidos de TN, AN, SOM, TP, AP y AK en todos los tratamientos disminuyeron significativamente con el aumento de la profundidad del suelo, mientras que el pH del suelo aumentó con la profundidad del suelo. El tratamiento SF podría aumentar más eficazmente el pH del suelo y el contenido de NH-N en comparación con los tratamientos SRF y WSF, mientras que el tratamiento SRF podría mejorar en gran medida otros nutrientes del suelo y las actividades enzimáticas en comparación con los tratamientos SF y WSF. Un análisis de correlación mostró que el rendimiento del arroz estaba significativamente asociado de manera positiva con el número de macollas, el índice de área foliar, la clorofila, el NO-N del suelo, el NH-N, el SOM, el TP, el AK y la actividad enzimática del suelo. Los resultados experimentales indican que el SRF fue el mejor método de fertilización para mejorar el crecimiento y el rendimiento del arroz y mejorar las propiedades del suelo, seguido de los tratamientos SF, WSF y OF. Por lo tanto, los resultados proporcionan información útil para una mejor gestión de la fertilización en la región del lago Chaohu en China.