Este trabalho teve o objetivo de avaliar a utilização do nitrogênio da uréia e a influência da palhada na produtividade de soqueira de cana-de-açúcar. O experimento foi instalado no campo, num solo Podzólico Vermelho-Amarelo no Município de Piracicaba, SP, com dois tratamentos: mistura de vinhaça e uréia aplicada em toda a área sobre o solo coberto com palhada; uréia enterrada em sulcos nos dois lados das linhas da cana-de-açúcar, com prévia aplicação de vinhaça sobre o solo sem palhada. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. Foram realizadas comparações de produtividade da cultura, do acúmulo de N pela parte aérea, da utilização do N da uréia pela cultura ao final do ciclo. O desenvolvimento vegetal foi representado por curvas de acúmulo de massa de material seco e pelos índices fisiológicos de taxa de produção de matéria seca e taxa de crescimento relativo, que foram semelhantes nas condições, com ou sem a presença da palhada de cana-de-açúcar. Do N total acumulado na parte aérea da soqueira de cana-de-açúcar, 10 a 16% foram absorvidos do fertilizante. A eficiência de utilização do N da uréia pela soqueira de cana foi em média de 17%, e não houve diferenças entre os tratamentos.