Mejorar la eficiencia de uso de nitrógeno (N) y reducir las pérdidas de N ureico son desafíos importantes para garantizar la agricultura sostenible. El objetivo de este estudio fue investigar el efecto de la urea ácida húmica en las pérdidas de N, el equilibrio de nutrientes microbianos del suelo y la NUE a través de experimentos de lixiviación, experimentos de incubación del suelo y experimentos de campo de rotación de maíz-trigo. Establecimos cuatro gradientes de N (240 kg N hm, 216 kg N hm, 192 kg N hm, 168 kg N hm) y dos tipos de fertilizantes de N (urea y urea ácida húmica) para formar cinco tratamientos, con la aplicación de N como control. Los resultados mostraron que la urea ácida húmica redujo las pérdidas de N del fertilizante en un 25,51%, 23,07% y 23,08% en las tres vías de lixiviación de N, volatilización de NH y emisión de NO, respectivamente, en comparación con la urea. La urea ácida húmica aumentó significativamente los contenidos de N de amonio, N de nitrato y fósforo disponible en el suelo, y acercó la relación estequiométrica enzimática a 1:1:1, lo que promovió el equilibrio de nutrientes microbianos. La aplicación de urea ácida húmica aumentó significativamente el rendimiento, la NUE y el beneficio económico neto anual del maíz y el trigo. Entre todos los tratamientos, la aplicación de urea ácida húmica a 216 kg N hm maximizó la NUE, redujo la contaminación ambiental y aumentó el rendimiento.