Las prácticas agrícolas intensivas a menudo resultan en la descomposición de la materia orgánica, lo que provoca emisiones de CO del suelo. Los cultivos de servicios agroecológicos podrían ser cultivados de manera rentable para mejorar las características del suelo y reducir las emisiones de CO en un entorno mediterráneo. Se realizaron ensayos de campo de dos años en el centro de Italia. Los tratamientos consistieron en tres cultivos de servicios agroecológicos (veza peluda, avena y colza) y un cultivo sin servicios. Se midieron el desarrollo de las plantas, las características del suelo y las emisiones de CO. La avena y la colza mostraron un crecimiento rápido, mientras que la veza peluda empezó a crecer rápidamente solo después del período de frío. La tendencia de las emisiones de CO del suelo fue similar entre los cultivos de servicios agroecológicos y tendió a disminuir durante el período de frío, para luego aumentar gradualmente hasta abril cuando se observaron temperaturas cálidas. Las altas emisiones de CO del suelo y el índice de respiración observado en la veza peluda probablemente estimularon que los nutrientes minerales, especialmente el nitrógeno, estuvieran más disponibles en el suelo en comparación con la avena y la colza durante la descomposición de la materia orgánica del suelo. Estos resultados confirmaron que el cultivo de cultivos de servicios agroecológicos, especialmente la veza peluda, podría representar una estrategia adecuada para mejorar la captura de carbono y llevar a una mitigación de las emisiones de CO durante el período de barbecho, y así contribuir a la mitigación del cambio climático.