Fertilidade é expressão de vida e, no caso do solo, a vida está associada à quantidade e à qualidade da matéria orgânica nele contida e resulta da combinação de efeitos físicos, químicos e biológicos.

Comparado ao preparo convencional, o Sistema Plantio Direto (SPD) proporciona consideráveis mudanças na dinâmica de nutrientes no solo. Tais alterações resultam da ação conjunta de diversos fatores, tais como:

• menores perdas por erosão (de nutrientes e de matéria orgânica e de outros insumos);
• maior teor de matéria orgânica;
• menor lixiviação dos elementos no perfil do solo;
• maior aproveitamento da reciclagem de nutrientes (extração e transporte de camadas mais profundas para a parte aérea das plantas, que ao se decomporem, promovem o retorno desses nutrientes para o solo);
• maior atividade de organismos no solo (que por meio da decomposição de resíduos orgânicos e do seu próprio metabolismo, auxiliam a manter e melhorar a fertilidade química do solo).

Esses fatores induzem o acúmulo de nutrientes nas camadas superficiais (0-10 cm) do solo. Além disso, a incorporação de resíduos orgânicos feita pelas raízes e por organismos aumentam gradativamente a disponibilidade de nutrientes nas camadas mais profundas (10-20 cm) do solo.

Os itens a seguir tratam dos nutrientes de plantas, da matéria orgânica e dos elementos tóxicos presentes no solo em SPD.