This study evaluated the responses of lima bean (Phaseolus lunatus L.) to application of composted tannery sludge on nodulation, N uptake and plant growth. For eight years, the compost was applied at rates of: 0, 2.5, 5, 10, and 20 Mg ha-1 (dry basis). Plants of lima bean showed higher nodulation in treatments with compost; however, nodules reported in these treatments presented lower biomass, size and diversity than those reported in treatment without compost. Accumulation of N increased with the application of the highest rate (20 Mg ha-1), while there was an increase in chromium content in shoot with the increase in compost rates. Thus, the use of composted tannery sludge, in long-term, increases the accumulation of chromium in plants, increasing nodulation, while decrease rhizobia diversity in nodules. RESUMO: Este estudo avaliou a resposta do feijão-fava (Phaseolus lunatus L.) a aplicação de lodo de curtume compostado na nodulação, absorção de N e crescimento. Durante oito anos, o composto foi aplicado em doses de: 0, 2.5, 5, 10, e 20 Mg ha-1 (base seca). As plantas de feijão-fava mostraram maior nodulação nos tratamentos com o composto. Entretanto, os nódulos encontrados nestes tratamentos apresentaram menor biomassa, tamanho e diversidade do que os observados no tratamento sem composto. A acumulação de N aumentou com a aplicação da maior dose do composto (20 Mg ha-1), enquanto que houve um aumento nos teores de crômio na parte aérea com o aumento das doses do composto. Desta forma, o uso do lodo de curtume compostado, em longo prazo, aumenta a acumulação de crômio, aumentando a nodulação, enquanto diminui a diversidade de rizóbios nos nódulos.