A largo plazo, la aplicación excesiva de fertilizantes nitrogenados en los cultivos de maíz dulce en el sur de China ha llevado a una baja absorción de nitrógeno y altas emisiones de nitrógeno reactivo (RN). En este estudio, se aplicaron cuatro tipos de materiales orgánicos, incluyendo paja de maíz, estiércol de vaca, biocarbón y residuos de biogás, a los cultivos de maíz dulce durante tres temporadas de siembra consecutivas para sustituir el 20% del fertilizante nitrogenado sintético. Comparamos los efectos de diferentes prácticas de sustitución de nitrógeno en la eficiencia de uso de nitrógeno (NUE), el exceso de nitrógeno (NSP) y la huella de nitrógeno (NF) en los cultivos, con la fertilización convencional como control (CK). Los resultados demostraron que las prácticas de sustitución de nitrógeno aumentaron la absorción de nitrógeno del cultivo en un 18.80-52.37%, la NUE en un 16.00-43.03%, y la productividad parcial del factor nitrógeno (PFP) en un 46.18-74.31%, mientras que reducían el exceso y la pérdida de nitrógeno en un 7.84-21.84% y 12.08-42.88%, respectivamente. Desde una perspectiva de evaluación del ciclo de vida, la huella de nitrógeno por unidad de área (NF) y por unidad de rendimiento (NF) disminuyeron en un 13.64-32.24% y 34.26-47.64%, respectivamente. Los resultados demostraron que la sustitución parcial con fertilizantes orgánicos mejoró la utilización del nitrógeno, así como redujo el exceso, la pérdida y la huella de nitrógeno en el sistema de cultivo de maíz dulce en el sur de China. La sustitución con biocarbón logró las mejoras más significativas. Este estudio proporciona una base de investigación para la gestión del nitrógeno en el sistema de cultivo de maíz dulce en el sur de China y información valiosa para lograr un desarrollo agrícola sostenible en áreas subtropicales típicas en Asia Oriental.