El agua del suelo y el nitrógeno son dos factores importantes en el agroecosistema de la Meseta Loess, China. El sistema de maíz en surcos con acolchado plástico (RFPM) es una medida ampliamente utilizada para aumentar el rendimiento de los cultivos en la zona de la Meseta Loess. El propósito de este estudio fue investigar el efecto del RFPM en la distribución del agua del suelo y el nitrógeno inorgánico (N), especialmente en lo que respecta al riesgo y la dinámica de las pérdidas de nitrógeno, utilizando Hydrus-2D. El estudio se llevó a cabo durante dos años consecutivos y consistió en dos tratamientos: (i) el RFPM con la aplicación fraccionada de nitrógeno en 2013 (160 + 60 kg N ha-1, en la siembra y en la etapa de unión) y (ii) el RFPM con un fertilizante de una sola vez en 2014 (220 kg N ha-1, en la etapa de siembra). Los resultados mostraron que la dinámica del agua del suelo y el nitrógeno fue claramente ilustrada por Hydrus-2D, especialmente en lo que respecta a las pérdidas y utilización de nitrógeno. El RFPM mejoró el consumo de agua del suelo tanto en el surco como en la cresta; el contenido de agua del suelo fluctuó evidentemente durante la temporada de crecimiento del maíz, y el grado de fluctuación disminuyó a medida que aumentó la profundidad. La concentración de NH4+-N en el suelo se acumuló principalmente en la capa superficial del suelo +15-10 cm; las concentraciones más altas de NH4+-N fueron 69.12 y 104.62 mg·kg-1 en 2013 y 2014, respectivamente. Las concentraciones más altas de NO3--N fueron 130.86 y 198.20 mg·kg-1 en 2013 y 2014, respectivamente. Hubo un intercambio de NO3--N entre la cresta y el surco cuando se aplicó urea en el surco. El fertilizante de una sola vez causó un alto riesgo de volatilización de NH3; fueron 20.40 y 27.41 kg N ha-1 en 2013 y 2014, respectivamente, lo que representó el 9.27% y el 12.46% de las entradas de fertilizante N en 2013 y 2014, respectivamente. La tasa de lixiviación de nitrito fue mayor en el surco que en la cresta. Sin embargo, una proporción adecuada de la aplicación fraccionada de nitrógeno contribuiría a la reducción de la lixiviación de NO3--N; las cantidades de lixiviación de NO3--N fueron 18.13 y 31.26 kg N ha-1, lo que representó el 8.24% y el 14.21% de las entradas de fertilizante N en 2013 y 2014, respectivamente. Nuestro estudio indica, por lo tanto, que el RFPM con una aplicación fraccionada de nitrógeno sería más efectivo para las pérdidas de nitrógeno; el RFPM es un sistema adecuado para la agricultura en la zona de la Meseta Loess con los beneficios de eficiencia en el uso del agua y reducción de la contaminación por fuentes no puntuales.