La eficiencia baja en el uso de nitrógeno (N) de los sistemas intensivos de cultivo de colza de invierno (WOSR) puede causar impactos ambientales negativos, especialmente debido a la lixiviación de N y las pérdidas gaseosas. El objetivo de este estudio fue utilizar datos de experimentos de campo (cinco sitios en Alemania que representan regiones típicas de WOSR) para la parametrización de un componente de emisión de óxido nitroso (NO) para su implementación en un modelo dinámico de planta-suelo-atmósfera basado en procesos (PSAM). Después de la calibración y evaluación con tres años de datos de campo de cinco tratamientos diferentes de fertilizantes de N, se realizó una simulación a largo plazo con datos meteorológicos históricos de 25 años para derivar relaciones funcionales y factores de emisión (EFs). El modelo tuvo un mejor rendimiento en niveles de agregación más altos (emisiones acumuladas durante todo el período de cultivo, R de 0.48/0.77 para calibración/evaluación), pero también simuló razonablemente la dinámica a corto plazo (por ejemplo, aplicaciones de fertilizantes, eventos climáticos extremos). Las emisiones de NO específicas del sitio y del año variaron dentro del rango de medianas de 0.56-4.93 kg NO-N ha. Los EFs inducidos por fertilizantes minerales en insumos óptimos económicos de N variaron de 0.16-0.65%, lo cual estuvo notablemente por debajo del valor estándar del IPCC agregado del 1% para emisiones directas de NO. En general, las emisiones simuladas fueron consistentemente más altas con texturas de suelo más finas y aumentando los insumos de N. El enfoque basado en procesos, además, permitió la identificación de la principal fuente de NO, que principalmente se originó en procesos de nitrificación.