Los sistemas agrícolas actuales de Uruguay han evolucionado hacia la agricultura continua bajo siembra directa, predominando los cultivos estivales, dónde se han detectado balances negativos de N y afectación de la calidad de los cursos de agua superficiales debido a la aplicación de P en superficie. Para mitigar estos efectos, este trabajo se enfocó en evaluar la residualidad de N y P luego de leguminosas invernales (lupino, trébol alejandrino y encarnado) usadas como cultivos de cobertura. Como control se utilizó barbecho, y como control relativo avena, que es el antecesor más común, así como mezcla de avena y lupino. La masa de N fijado por las leguminosas osciló entre 17 a 72 kgNha-1, y se relacionó con el rendimiento de MS de estos cultivos. La residualidad de N no varió significativamente, ni cuando fue evaluada a través de la tasa de mineralización de N, o por la absorción de N y eficiencia de uso del maíz siguiente. Este resultado no excluye que parte del N fijado pueda haber quedado inmovilizado en el suelo. Se observó claramente residualidad de P luego de lupino tanto en ensayos de campo como de invernáculo. En invernáculo PBray1 en el suelo sólo aumentó luego de este antecesor. En campo, sólo luego de lupino no hubo respuesta a P. Esta residualidad se debió a la acidificación de la rizósfera por las raíces, que fue detectada en los ensayos de invernáculo. Estos resultados sugieren que la inclusión de lupino en los cultivos de cobertura sería beneficioso, ya que parte del N fijado quedaría en el sistema. Además, la reducción de la fertilización fosfatada debido a la labilización de P del suelo, podría reducir el impacto ambiental que actualmente tiene la agricultura bajo siembra directa en la calidad del agua superficial.