El uso intensivo de fertilizantes químicos en China para mantener altos rendimientos de cultivos ha llevado a una degradación ambiental significativa y ha desestabilizado la producción agrícola. Devolver la paja al suelo presenta una alternativa potencial para reducir los requisitos de fertilizantes químicos y mejorar la fertilidad del suelo. Este estudio investiga los efectos de diferentes niveles de aporte de nitrógeno (N) y adiciones de paja sobre la absorción de fósforo (P) por los cultivos y la disponibilidad de P en el suelo, basado en un ensayo a largo plazo con fertilizantes nitrogenados. Los tratamientos incluyeron sin aporte de fertilizante (CK), convencional (NPK), NPK reducido (0.75NPK) y tratamientos con paja (SNPK). Los resultados indican que el SNPK mejora significativamente la absorción de P en los brotes y los rendimientos de los cultivos en un 43.7-61.9% y un 29.3-39.6%, respectivamente. El tratamiento SNPK mejoró la disponibilidad de P en la rizosfera y aumentó el coeficiente de activación de fósforo (PAC) en 1.72 veces en comparación con NPK solo. La mayor disponibilidad de P en el suelo bajo SNPK se atribuyó principalmente a una abundancia de microbios funcionales, lo que llevó a un mayor almacenamiento de P en el pool de biomasa microbiana y su recambio. Además, el SNPK promovió exudados radiculares y microbios movilizadores de fosfato, mejorando la movilización y absorción de P. La fertilización nitrogenada influyó principalmente en los rasgos funcionales de las raíces relacionados con la adquisición de P. Estos hallazgos proporcionan valiosos conocimientos para desarrollar estrategias efectivas de manejo de fertilizantes en sistemas de rotación de maíz y colza, enfatizando los beneficios de integrar la paja con fertilizantes químicos.