به منظور بررسی تاثیر دمای پایین هوا و دماهای مختلف منطقه ریشه بر روی تثبیت نیتروژن و گره زایی و توسعه و گسترش گره، سه رقم یونجه یکساله آزمایشی در شرایط کنترل شده در اتاقک رشد در دمای 15/10، درجه سانتی گراد روز/ شب انجام گرفت. در این آزمایش از سه گونه یونجه یکساله، Medicagopolymorpha, M.radiata, M.rigidula که با مناطق سرد و معتدله سازگاری دارند استفاده شد. دمای منطقه ریشه در چهار سطح 5 و 10 و 15 و 20 درجه سانتی گراد در نظر گرفته شد. آزمایش در قالب طرح فاکتوریل بر پایه بلوک های کاملا تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. نتایج حاکی از این بود که ارقام از لحاظ تثبیت نیتروژن و گره زایی و سایر صفات تفاوت معنی داری داشتند. گونه M.rigidula نسبت به گونه های دیگر از نظر میزان تثبیت نیتروژن و گره زایی، ماده خشک ریشه و درصد نیتروژن برتر بوده و عملکرد بیشتری تولید کردند. لذا برای کشت در سیستم تناوبی غله مرتع (لی فارمینگ) در مناطق سرد و معتدل مناسب تر می باشد. بررسی نتایج حاصله از تاثیر دماهای منطقه ریشه مشخص نمود که دمای 5 درجه سانتی گراد تاثیر شدیدا کاهنده ای بر روی تثبیت نیتروژن و گره زایی ارقام یونجه یکساله مورد مطالعه داشته است. افزایش دمای منطقه ریشه موجب افزایش میزان تثبیت نیتروژن و گره زایی ماده خشک ریشه و درصد نیتروژن در ارقام یونجه یکساله شده است. بررسی اثر متقابل ارقام و دمای منطقه ریشه نشان داد گونه M.rigidula در دمای 20 درجه سانتی گراد از لحاظ تثبیت نیتروژن و گره زایی نسبت به سایر تیمارها برتر بود. نتایج حاصله حاکی از این بود که گونه M.rigidula در تمام دماهای پایین منطقه ریشه رشد و نمو بهتری از سایر گونه ها داشت. لذا برای کشت در سیستم لی فارمینگ در مناطق سرد و معتدل مناسب تر می باشد. استفاده از سیستم لی فارمینگ در مناطقی که در فصل رویش دمای خاک به 5 درجه سانتی گراد و یا کمتر می رسد استفاده موفقیت آمیز نمی باشد اما در مناطقی که دمای حداقل خاک بیش از 10 درجه سانتی گراد باشد یونجه یکساله رشد خوبی داشته و تثبیت نیتروژن و گره زایی مناسبی در صورت فراهم بودن سایر شرایط خواهد داد. در این مناطق سیستم تناوبی غله - لگوم می تواند جایگزین مناسبی برای سیستم های تناوبی رایج غله- آیش باشد.