A pesar de la influencia conocida de las condiciones del agua subterránea y la aplicación de nitrógeno en el crecimiento de los cultivos y el microambiente del suelo, hay menos información disponible sobre la influencia de la profundidad del agua subterránea y la cantidad de aplicación de nitrógeno en el movimiento y acumulación de agua del suelo y nitrato residual en el suelo profundo en sistemas de rotación de maíz de verano-trigo de invierno. Por lo tanto, se llevó a cabo un experimento con grandes lisímetros para examinar cómo la profundidad del agua subterránea y la cantidad de aplicación de nitrógeno influyen en el transporte y acumulación de agua del suelo y nitrato en el sistema de rotación de maíz de verano ( L.)-trigo de invierno ( L.). Los resultados mostraron que la reducción de nitrógeno aumentó el almacenamiento de agua del suelo tanto en los campos de maíz de verano como de trigo de invierno. La acumulación residual de nitrato en el perfil completo del suelo de maíz de verano y trigo de invierno bajo un tratamiento de mayor profundidad del agua subterránea fue mayor que la del tratamiento de menor profundidad del agua subterránea. Por lo tanto, cuanto mayor es la profundidad del agua subterránea, más largo es el camino de transporte del nitrato, y el nitrato que habría entrado en el agua subterránea se acumula en el suelo profundo. La acumulación residual de nitrato en el perfil completo del suelo de trigo de invierno fue de 76.05-130.11 kg ha mayor que la de maíz de verano. Los modelos de ecuaciones estructurales (SEM) mostraron que la cantidad de aplicación de nitrógeno no solo tuvo un efecto positivo directo en la acumulación residual de nitrato en el suelo, sino que también lo influenció indirectamente al regular el nitrógeno total del suelo; la profundidad del agua subterránea solo tuvo un efecto negativo directo en la acumulación residual de nitrato en el suelo; y la profundidad del suelo tuvo un efecto positivo indirecto en la acumulación residual de nitrato en el suelo al regular el almacenamiento de agua del suelo. En conjunto, nuestros hallazgos demuestran que la profundidad del agua subterránea y la cantidad de aplicación de nitrógeno regulan conjuntamente la acumulación residual de nitrato en el suelo agrícola rotado con trigo de invierno y maíz de verano. Por lo tanto, al formular una estrategia de fertilización para el desarrollo agrícola verde regional, es necesario considerar la tasa de aplicación de la cantidad de fertilizante y la profundidad del agua subterránea.