En un futuro expuesto a amenazas de cambio climático, la producción sostenible de biomasa será crucial. El maíz (Zea mays) y el sorgo (Sorghum sp.) son cultivos importantes para la nutrición humana y animal, así como para la bioenergía. El objetivo de este estudio fue investigar el maíz y el sorgo en cultivos mixtos con soja (Glycine max) y haba (Vicia faba) en cuanto a rendimiento de biomasa, tolerancia a la sequía, disponibilidad de fósforo (P) y actividad enzimática en el suelo afectadas por los efectos individuales y combinados del suministro de agua y P en dos ensayos de macetas al aire libre con refugios para la lluvia. El maíz tuvo la mayor biomasa bajo un suministro suficiente de agua (80% de capacidad de retención de agua, CRA), pero se midió una disminución brusca de su biomasa de alrededor del 60% cuando el agua fue limitada (30% de CRA). En las mezclas, la reducción de la biomasa inducida por la sequía fue menor al 40%. Para el cultivo mixto, generalmente se encontraron contenidos más altos de fracciones de P lábiles en el suelo que para monocotiledóneas cultivadas solas. Esto fue especialmente cierto para el estrés combinado de la falta de agua y P y puede explicarse en parte por una mayor actividad de la fosfatasa ácida en el suelo de las mezclas. Una mayor estabilidad en el rendimiento de las mezclas de cultivos las convierte en una alternativa agronómica adecuada a maíz o sorgo cultivados solos en condiciones subóptimas de escasez de agua y P.