Las medidas innovadoras de fertilización con nitrógeno (N) para aumentar la disponibilidad de N durante toda la temporada son esenciales para lograr la productividad óptima del mijo de cola de zorro (L. Beauv.) y la eficiencia en el uso de N. Se realizó un experimento de campo en parcelas divididas utilizando la variedad de mijo de cola de zorro Huayougu 9 en 2020 y 2021 en el noreste de China para aclarar el mecanismo fisiológico de un nuevo recubrimiento de urea con ácido poliaspártico-quitosano (PAC) sobre la asimilación y utilización de N del mijo de cola de zorro. Se probaron tratamientos de fertilizante N convencional (CN) y urea recubierta con PAC bajo seis niveles de aplicación de fertilizante nitrogenado de 0, 75, 112.5, 150, 225 y 337.5 kg N ha. Los resultados mostraron que, en comparación con CN, PN aumentó el rendimiento del mijo de cola de zorro en un 5.53-15.75% y un 10.43-16.17% en 2020 y 2021, respectivamente. PN aumentó el índice de área foliar y la acumulación de materia seca en un 7.81-18.15% y un 12.91-41.92%, respectivamente. PN también mejoró las actividades de la nitrato reductasa, la glutamina sintetasa, la transaminasa glutámico-oxaloacética y la transaminasa glutámico-pirúvica, aumentando así la proteína soluble en la hoja, el contenido de N en la planta y el grano en la cosecha en comparación con CN. En consecuencia, la productividad parcial del factor de N aplicado, la eficiencia agronómica del N aplicado, la eficiencia de recuperación del N aplicado y la eficiencia fisiológica del N aplicado del mijo de cola de zorro bajo tratamientos PN en comparación con CN aumentaron. El efecto de mejora de los elementos anteriores fue más notable bajo los niveles de aplicación de N de bajo a medio (75, 112.5 y 150 kg N ha). En conclusión, el PAC podría lograr el objetivo de alto rendimiento y alta eficiencia en el uso de N en el mijo de cola de zorro en el contexto de una aplicación de fertilizante básico de una sola vez.