En el suroeste de Francia, los girasoles suelen cultivarse en rotaciones cortas y después de un largo período de barbecho durante el cual los suelos quedan al descubierto. Esta práctica puede favorecer enfermedades, causadas por hongos del suelo, como la verticilosis del girasol (SVW), así como la lixiviación de nitratos, ambas pueden disminuir los rendimientos. El cultivo de cultivos de cobertura durante un período de barbecho es una práctica agroecológica que podría proporcionar servicios ecosistémicos y mitigar la SVW. Un cultivo de cobertura de Brassicaceae que causa biofumigación produce glucosinolatos y libera compuestos biocidas que podrían regular la SVW biológicamente. Además, el efecto de abono verde de las Fabaceae podría aumentar el nitrógeno mineral del suelo (SMN). Para ir más allá, las mezclas de Brassicaceae y Fabaceae podrían mutualizar los beneficios que cada cultivo de cobertura tiene en cultivos únicos. Un estudio de campo de cuatro años en el suroeste de Francia probó Brassicaceae (mostaza parda, colza y rábano forrajero) y Fabaceae (veza morada) en cultivos únicos o en una mezcla con dos o tres especies durante el período de barbecho, seguido de biofumigación y cultivo de girasol. Los cultivos de cobertura fueron caracterizados, se midió el SMN, se evaluó la SVW y el rendimiento y se compararon con los del cultivo en suelos dejados al descubierto durante el período de barbecho. La veza morada como cultivo de cobertura único aumentó significativamente el SMN antes de la siembra del girasol, pero solo en 2019. El rábano forrajero como cultivo único redujo significativamente la gravedad de la SVW, en general, 80 días después de la siembra, excepto en 2019, cuando las condiciones climáticas fueron desfavorables para la biofumigación. La veza morada como cultivo único también redujo significativamente la gravedad de la SVW en 2017 y 2020. Finalmente, los rendimientos de girasol después de los cultivos de cobertura fueron más altos que los después de los suelos desnudos, solo después de la veza morada como cultivo único en 2020, con un aumento promedio de 0.77 t/ha. Las mezclas de Brassicaceae y Fabaceae sembradas a estas densidades resultaron en un nivel de SMN intermedio entre los de cultivos únicos y el suelo desnudo y no disminuyeron significativamente la SVW ni aumentaron los rendimientos. Nuestros resultados sugieren que los cultivos de cobertura, especialmente el rábano forrajero o la veza morada, y la biofumigación pueden proporcionar servicios ecosistémicos para el girasol, en lugar de dejar los suelos desnudos durante el período de barbecho. Sin embargo, la extensión de los servicios ecosistémicos está marcada por las condiciones del suelo y climáticas, así como por otras prácticas de manejo.