Para aumentar la productividad de los cultivos mientras se reducen los costos ambientales, se desarrolló y adoptó con éxito en China una estrategia de manejo integrado de sistemas suelo-cultivo (ISSM). Sin embargo, hay poca información disponible sobre los efectos a largo plazo del ISSM en el rendimiento agronómico y ambiental del maíz. Por lo tanto, evaluamos los efectos del ISSM combinando fertilizantes inorgánicos y orgánicos en la productividad del maíz, la eficiencia de uso de N (NUE) y el balance de N y las pérdidas en comparación con la práctica de los agricultores (FP) y la práctica de alto rendimiento (HY), basados en un experimento de campo de 11 años en el noreste de China. El rendimiento de maíz en ISSM (11.7-14.3 Mg/ha) alcanzó el 97.7% del de HY y aumentó en un 27% en comparación con FP. El excelente rendimiento en ISSM se atribuyó principalmente a una estructura óptima de población de plantas y componentes de rendimiento. El excedente anual de N en ISSM fue solo de 7 kg/ha, considerablemente menor que en FP (52 kg/ha) y HY (109 kg/ha). En consecuencia, ISSM obtuvo pérdidas de N significativamente menores y emisiones de gases de efecto invernadero y una mayor NUE. En contraste con FP, el rendimiento de los cultivos en ISSM mostró una mejor sostenibilidad y estabilidad interanual. En conclusión, ISSM es una estrategia efectiva para lograr altos rendimientos sostenibles a largo plazo y NUE con menores costos ambientales en el sistema agrícola intensivo.