La evaluación cuantitativa de los efectos de diversos sistemas de producción de vegetales en invernadero (GVPS) sobre el rendimiento de los vegetales, el consumo de agua del suelo y los destinos del nitrógeno (N) podría proporcionar una base científica para identificar las prácticas óptimas de manejo de agua y fertilizantes para los GVPS. Esta investigación se llevó a cabo de 2013 a 2015 en un campo de vegetales en invernadero en el condado de Quzhou, en el norte de China. Se diseñaron tres sistemas de producción: convencional (CON), integrado (INT) y orgánico (ORG). Se empleó el modelo WHCNS-Veg para simular el crecimiento de los vegetales, la dinámica del agua y los destinos del N, así como las eficiencias de uso de agua y N (WUE y NUE) durante cuatro temporadas de crecimiento continuas. Los resultados de la simulación revelaron que la lixiviación de nitratos y las emisiones gaseosas de N constituyeron la principal pérdida de N dentro de los GVPS, que representaron por separado el 11.5-59.4% y el 6.0-21.1% de las salidas de N. El orden del rendimiento de los vegetales, la absorción de N, WUE y NUE bajo diferentes sistemas de producción fue ORG > INT > CON, mientras que el orden de la lixiviación de nitratos y la pérdida gaseosa de N fue CON > INT > ORG. En comparación con CON, ORG mostró un aumento significativo en el rendimiento, la absorción de N, WUE y NUE del 24.6%, 24.2%, 26.1% y 89.7%, respectivamente, junto con reducciones notables en la lixiviación de nitratos y la pérdida gaseosa de N del 67.7% y 63.2%, respectivamente. Se debería recomendar el sistema ORG a los agricultores locales.