En esta investigación se determinó el balance de nitrógeno en dos tipos de pasturas de clima frío: una pastura mixta de dos gramíneas -kikuyo (Pennisetum clandestinum) y festuca alta (Festuca arundinacea)- y pastura asociada de la gramínea festuca alta más la leguminosa trébol pata de pájaro (Lotus uliginosus), en un área de 1 ha cada una, con un diseño al azar con la vaca como unidad experimental y la pastura como tratamiento. Se emplearon cinco vacas Holstein para cada tratamiento durante un período experimental de 14 días. Se determinó la producción de biomasa (g MS/m2), cantidad de nitrógeno en la pastura, suplemento, salidas en heces, orina y leche, y el valor de eficiencia de uso del nitrógeno por los animales. En el balance del nitrógeno en el animal, se observó mejor eficiencia en su uso en la pastura asociada comparada con la pastura mixta, y cambios en las vías de excreción, siendo mayor la salida en orina de los alimentados con pastura mixta y mayor en leche en los alimentados con la asociada. El balance de nitrógeno en la pastura in situ se realizó con un modelo de simulación, empleando los valores determinados en este ensayo, y se observó que fue positivo para la pastura asociada frente a la mixta; esto indica menor necesidad de nitrógeno externo en la pastura asociada. La pastura asociada mejoró la eficiencia de uso del nitrógeno en ganado para leche y presentó un balance positivo en el sistema de pastura.