Estudou-se o efeito do cultivo prévio de leguminosas sobre a produtividade e lucratividade da cana-de-açúcar. Foram determinados a produtividade de biomassa, o acúmulo de nutrientes das leguminosas, a ocorrência natural de fungos micorrízicos arbusculares, bem como o efeito das leguminosas sobre a população de nematoides do gênero Pratylenchus à cana-de-açúcar. O experimento foi desenvolvido em Piracicaba (SP), Brasil, em solo classificado como Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico, utilizando-se a cultivar de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) IAC87-3396. As avaliações dos efeitos do cultivo prévio das leguminosas foram realizadas durante cinco cortes consecutivos. Os tratamentos consistiram do cultivo prévio das leguminosas: Amendoim (Arachis hypogaea L) - cultivares IAC-Tatu e IAC-Caiapó, crotalária júncea IAC 1 (Crotalaria juncea L) e mucuna preta [Mucuna aterrima (Piper & Tracy) Holland], e um tratamento-testemunha. Adotou-se o delineamento em blocos casualizados com cinco repetições. A leguminosa mais produtiva de biomassa seca (parte aérea+raízes) foi a crotalária júncea IAC 1 (10.264 kg ha-1), seguida da mucuna preta (4.391 kg ha-1) e dos amendoins, IAC-Caiapó (3.177 kg ha-1) e IAC-Tatu (1.965 kg ha-1). O amendoim IAC-Caiapó e a mucuna preta foram as espécies mais infectadas por fungos micorrízicos. O amendoim, independente da cultivar, foi a leguminosa que mais reduziu a infestação de Pratylenchus spp. na cana-de-açúcar. Após cinco cortes da cana-de-açúcar o melhor desempenho foi notado no tratamento com cultivo prévio de crotalária júncea IAC 1, o qual promoveu incrementos de 30% e 35% na produtividade de colmos e de açúcar respectivamente e o melhor desempenho econômico.