Aspek kesuburan tanah dapat membantu memprediksi seberapa besar produktivitas lahan sawah dapat menghasilkan produksi yang optimal. Penambahan input produksi yang mengandung zat kimia berlebihan dapat menyebabkan kemerosotan kesuburan tanah, sehingga nutrisi untuk tanaman kurang, dimana memiliki dampak negatif pada kemampuan reproduksi, pertumbuhan, dan hasil tanaman. Tujuan penelitian ini adalah memberikan informasi mengenai pengaruh berbagai sistem pengelolaan sawah terhadap Soil Fertility Index (SFI) dan serapan P tanaman padi, menemukan faktor penentu dari SFI, serta memberikan rekomendasi pengelolaan lahan yang tepat. Penelitian dilakukan secara deskriptif eksploratif melalui pendekatan survei dengan metode purposive sampling. Terdapat 6 titik pengambilan sampel dengan sumber keragaman sistem pengelolaan sawah (organik, semi organik, konvensional) dan jenis tanah (Inceptisols dan Alfisols) yang diulang 4 kali sehingga diperoleh 24 titik pengambilan sampel. Parameter yang diamati meliputi biomassa C–mikroba, populasi cacing, pH tanah, N–total, P–tersedia, K–tersedia, P–total, C–organik, reduksi–oksidasi, Kapasitas Tukar Kation (KTK), dan Kejenuhan Basa (KB). Pengambilan sampel tanah dan tanaman dilakukan saat fase vegetatif maksimum di lahan sawah Girimarto, Wonogiri. Penentuan SFI diperoleh dari hasil Principal Component Analysis (PCA) dan skoring. Analisis data menggunakan uji statistik ANOVA, DMRT, uji-T, dan Pearson Correlation untuk menemukan faktor penentu dari SFI.
Hasil penelitian menunjukkan sistem pengelolaan sawah yang dikelola secara organik memiliki nilai SFI (0,78) dan serapan P tanaman padi (2,21%) yang lebih tinggi dibandingkan dengan semi organik dan konvensional. Faktor penentu nilai SFI diantaranya C–mikroba, N–total, P–tersedia, K–tersedia, KTK, dan C–organik. Pengelolaan sawah yang direkomendasikan yaitu dengan menambahkan kompos pada lahan yang belum menerapkan sistem organik, mempertahankan pengelolaan sawah secara organik, dan memperluas lahan budidaya organik, serta penambahan pupuk hayati.
