El uso excesivo de fertilizantes en el cultivo de tomate en campo abierto conduce a la degradación del suelo a través de la lixiviación de nutrientes y aumenta el riesgo de contaminación agrícola de fuentes no puntuales. Actualmente, los efectos combinados de diferentes métodos de fertilización sobre la lixiviación de nitrógeno en el suelo y la producción de tomate aún no están claros. Por lo tanto, se debe descubrir el método de fertilización más efectivo para el tomate en campo abierto examinando cómo diferentes métodos de fertilización afectaron el rendimiento y la calidad del tomate, la eficiencia en el uso de nitrógeno (NUE) y la lixiviación de nitrógeno en el suelo. En comparación con CK (sin fertilización), la fertilización aumentó significativamente el rendimiento, el contenido de azúcares totales (TS), sólidos solubles totales (TSS) y vitamina C (vC) de los frutos (< 0.05), y OPT (fertilización óptima, aplicación controlada de nitrógeno, 240 kg ha) tuvo el mayor efecto en el aumento del rendimiento, la calidad y la ganancia neta. Sin embargo, cuando la tasa de aplicación de fertilizantes alcanzó 375 kg ha, estos índices disminuyeron. Las concentraciones de lixiviación de nitrógeno, la cantidad de lixiviación y los ácidos titulables (TAs) aumentaron con el incremento de las tasas de aplicación de nitrógeno. En comparación con otros tratamientos, OPT redujo las cantidades totales de lixiviación de nitrógeno total (TN), nitrógeno nitrato (NO-N) y nitrógeno amoniacal (NH-N) en un 30.09-51.79%, 24.89-50.03% y 30-65%, respectivamente. El análisis de componentes principales (PCA) mostró que OPT logró la puntuación más alta en términos de rendimiento, calidad y condiciones de lixiviación de nitrógeno. El modelado de caminos de mínimos cuadrados parciales (PLS-PM) revela además que las aplicaciones de altas cantidades de nitrógeno tienen un efecto positivo en la lixiviación de nitrógeno en el suelo. La cantidad de lixiviación de nitrógeno afecta vegetativamente el rendimiento y la calidad del tomate, mientras que la absorción de nitrógeno por las plantas afecta positivamente la producción de tomate. Estos hallazgos confirman la importancia de utilizar fertilizantes de liberación controlada y reducir las entradas de nitrógeno para controlar la lixiviación de nitrógeno y mejorar los rendimientos del tomate en campo abierto.