El propósito de este estudio fue evaluar los efectos de la interacción de los cultivos de cobertura de invierno (vicia villosa, trébol subterráneo y avena negra) y un suelo desnudo, manejo de la biomasa del cultivo de cobertura (incorporado en el suelo o dejado en la superficie del suelo como mantillo de muerte), y el nivel de fertilización de nitrógeno (N) (0, 75 y 150 kg por ha de N) en el rendimiento de frutas y parámetros de calidad de frutas de tomate para procesamiento. Los residuos de vicia villosa aumentaron el rendimiento (+57%), el índice de color (+8%) y la relación azúcar/acidez (+7%) de frutas de tomate comercializables en comparación con el suelo desnudo independientemente del manejo de la biomasa del cultivo de cobertura. Los residuos de avena negra determinaron un bajo rendimiento comercializable, especialmente en suelo labrado (en promedio, -26%, en comparación con el suelo desnudo) y tuvieron un efecto negativo tendencial en algunos parámetros de calidad del tomate (alta firmeza y acidez titulable, bajo índice de color y pH). Los residuos de trébol subterráneo, cuando se incorporaron al suelo, determinaron un rendimiento de frutas comercializables similar al suelo desnudo, aunque tuvieron un efecto más favorable en los parámetros de color de las frutas de tomate. El aumento del nivel de fertilización de N de 0 kg por ha de N a 150 kg por ha de N siempre influyó positivamente en el rendimiento de tomate y en las características de la fruta. Los resultados sugieren que la vicia villosa, en comparación con otros cultivos de cobertura, tuvo una influencia positiva en los tomates y podría ser parte de un paquete de manejo ambientalmente amigable para el cultivo sostenible de tomate en condiciones mediterráneas.