Mejorar la productividad de los cultivos en suelos alcalinos es esencial para la seguridad alimentaria; sin embargo, el uso excesivo de fertilizantes puede llevar a la salinización del suelo. El trigo, como cultivo básico clave, requiere una relación adecuada de fertilización de nitrógeno a fósforo para optimizar su rendimiento, sin embargo, la relación ideal sigue siendo poco clara. En este estudio, junto con la aplicación de fertilizantes de potasio y orgánicos, investigamos diferentes tasas de aplicación de nitrógeno (100 kg/ha, 180 kg/ha) y tasas de aplicación de fósforo (40 kg/ha, 80 kg/ha, 120 kg/ha). Los resultados revelaron que, bajo condiciones constantes de aplicación de nitrógeno, cuando la aplicación de fósforo aumentó de 40 kg/ha a 80 kg/ha y 120 kg/ha, el rendimiento promedio aumentó en un 13.6-25.1% y 0.1-12.6%, respectivamente. En contraste, bajo las mismas condiciones de aplicación de fósforo, aumentar la aplicación de nitrógeno de 100 kg/ha a 180 kg/ha resultó en un aumento del 2.6-17.6% en el rendimiento promedio. Entre los factores considerados, la biomasa surgió como el determinante más significativo del rendimiento (Coeficiente de Trayectoria Estandarizado (SPC) = 0.84), con influencias clave en la biomasa que incluyen nitrógeno alcalino-hidrolizable del suelo, absorción de fósforo y absorción de potasio. La estrategia óptima de fertilización para la producción de trigo en suelos alcalinos se encontró que es de 180 kg/ha de nitrógeno y 80 kg/ha de fósforo. Estos hallazgos proporcionan una base teórica para optimizar la gestión de fertilizantes en el cultivo de trigo en suelos alcalinos.