Las interacciones potenciales de las bacterias rhizobium en la mejora de la nodulación, la fijación de nitrógeno (N) para aumentar la disponibilidad de N y el rendimiento del grano negro en un ambiente templado continúan sin explorarse. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo evaluar el rendimiento agronómico de los cultivares de grano negro, sus comparaciones de rendimiento y la dinámica de N en el tallo, grano y suelo en un sistema agrícola predominantemente de secano. Dos cultivares de grano negro, NARC Mash-I y NARC Mash-II, fueron sometidos a inoculación con rizobios combinada con diferentes dosis de N (0, 25, 50, 75, 100 kg ha-1). Las variables de respuesta incluyeron la nodulación de raíces, los atributos de rendimiento agronómico, el rendimiento de grano, la dinámica de N en el tallo, grano y suelo, y la productividad biológica. El cultivar de grano negro NARC Mash-II mostró la máxima formación de nódulos (41 por planta), mientras que cada nódulo obtuvo un peso de 0.69 g en respuesta a la inoculación con rizobios combinada con 25 kg de N ha-1. Además, esta combinación mostró el mayor número de vainas por planta y el peso de mil granos, lo que maximizó el rendimiento de grano (1777 kg ha-1) y la productividad biológica (3007 kg ha-1). En contraste, NARC Mash-I bajo 50 kg de N registró el mayor contenido de N en el tallo, mientras que el mismo cultivar bajo 100 kg de N exhibió el máximo contenido de N en el suelo. Los análisis de correlación indicaron una asociación significativamente robusta entre el número de nódulos, el peso del grano y los contenidos de N en diferentes órganos de la planta. Estos resultados proporcionan información mecanicista sobre las interacciones planta-microbio basadas en la práctica agrícola ecológica, sostenible e inteligente de la producción de grano negro en un ambiente templado.