La perturbación antropogénica, como la fertilización con nitrógeno (N) y la siega, está cambiando constantemente la función y la estructura de los ecosistemas de pastizales en los últimos años y seguirá afectando la sostenibilidad de los pastizales áridos y semiáridos en el futuro. Sin embargo, cómo y si los diferentes niveles de adición de N y la frecuencia de adición de N, así como la ocurrencia de siega, afectan los procesos clave del ciclo del N aún no está claro. Diseñamos un experimento de campo con cinco niveles de adición de N (0, 2, 10, 20 y 50 g N m año), dos tipos de frecuencias de adición de N (dos veces al año en junio/noviembre y adición mensual) y tratamiento de siega en un pastizal típico del norte de China. Los resultados mostraron que una mayor adición de N y la siega mejoraron interactivamente la productividad primaria neta (PPN), incluyendo la biomasa aérea y subterránea, mientras que diferentes frecuencias de adición de N no tuvieron efectos significativos en la PPN. Diferentes niveles de adición de N mejoraron significativamente las tasas de amonificación bruta (GA) y nitrificación (GN), que se correlacionaron positivamente con la productividad primaria neta aérea (ANPP). Sin embargo, el efecto de la frecuencia de adición de N se diferenciaba según los niveles de adición de N, el nivel más alto de adición de N (50 g N m año) con una frecuencia más baja (dos veces al año) aumentó significativamente las tasas de GA y GN. La siega aumentó significativamente la tasa de GA pero disminuyó la tasa de GN tanto bajo el nivel más alto de adición de N (50 g N m año) como con una frecuencia de adición de N más baja (dos veces al año), lo que podría mejorar la rotación de N al estimular la actividad de las plantas y los microorganismos. Sin embargo, se necesitará un estudio a largo plazo sobre los efectos del enriquecimiento de N y la siega en la rotación de N para comprender los mecanismos por los cuales ocurre el ciclo de nutrientes en ecosistemas de pastizales típicos bajo escenarios de cambio global.