L'effet améliorant du trèfle violet est dû à 2 points :

• son enracinement, bien développé dans les 30 premiers centimètres, entraîne un dessèchement intense et profond favorable à une meilleure structuration du sol.
• les résidus organiques importants qu'il laisse sont de l'ordre de 5 à 6 tonnes de matière sèche / ha. Les résidus plus fermentescibles que ceux des graminées augmentent plus rapidement le taux de carbone lié (450 kg d'humus stable pour un trèfle violet d'un an, 1 600 kg pour un trèfle de 2 ans). Ainsi, les effets améliorants d'un trèfle violet, d'une luzerne et d'une prairie temporaire sont comparables mais :
  • le trèfle violet et la luzerne ont une action plus rapide,
  • la luzerne a une action plus profonde,
  • la prairie temporaire de graminées a une action plus concentrée sur les premiers centimètres.

Les autres propriétés, tant du point de vue hydrique que biologique, se trouveront améliorées de par l'effet bénéfique du trèfle violet sur la structure du sol. En particulier :

• le ressuyage est amélioré grâce à la fissuration profonde,
• la capacité du sol à retenir l'eau est augmentée du fait de la meilleure structuration,
• derrière un trèfle violet, les opérations de préparation du sol se font plus facilement,
• l'activité biologique est favorisée par le caractère très fermentescible des résidus organiques.

Des effets indirects, quoique non démontrés, sont probables. L'activité microbienne plus intense favoriserait la mise à disposition des plantes des principaux éléments minéraux. Le système racinaire profond, exploitant mieux le sous-sol, n'est pas appauvrissant pour la culture suivante.

Enrichissement du sol en azote : Les cultures d'hiver répondent le mieux au précédent légumineuse, et l'arrière-effet se fait sentir jusqu'à 3 ans après. Les conditions climatiques peuvent toutefois effacer cet effet bénéfique. Après une légumineuse, la minéralisation printanière est plus intense, ce qui est intéressant surtout dans le cas de cultures gourmandes en azote comme le blé d'hiver, la prairie, ou l'orge de printemps. Pour des cultures d'été comme le maïs, l'effet de l'azote sera plus aléatoire. La fourniture en azote aux cultures suivantes varie de 80 à 130 kg d'azote/ha pour l'ensemble de la rotation. Dans le cas d'un blé d'hiver derrière trèfle violet, la culture bénéficie d'une quantité supplémentaire d'azote de 20 à 40 unités par hectare. La production totale en matière sèche d'une association graminée + trèfle violet recevant 100 unités d'azote est au moins équivalente à une graminée pure recevant 200 unités d'azote.

La coupure sanitaire des rotations céréalières : Les légumineuses ne sont pas capables de transmettre les champignons parasites des céréales. Un coupure de 2 à 3 ans dans la rotation céréalière est ainsi une forme efficace de lutte contre ces champignons. Pour éviter le développement des parasites spécifiques du trèfle, il faut éviter que le trèfle ne revienne sur une même parcelle avant 5 ou 6 ans.