Tanah sawah memiliki peran yang sangat penting dalam memenuhi ketahanan pangan bagi masyarakat Indonesia. Intensifikasi lahan sawah diperlukan untuk memenuhi ketahanan pangan tersebut. Akibat penggunaan bahan kimia dalam program intensifikasi menghasilkan degradasi lahan dan kerusakan lingkungan. Pemerintah mulai mewajibkan penambahan pupuk organik dalam budidaya padi untuk mengurangi degradasi lahan. Peralihan menuju penggunaan pupuk organik tentunya mempengaruhi distribusi redoks, kadar amonium, nitrat, besi dan mangan. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh dari perbedaan sistem pengelolaan tanah sawah dan waktu pertumbuhan tanaman padi serta lama penerapan organik terhadap distribusi redoks, kadar amonium, nitrat, besi dan mangan di Desa Gentungan, Mojogedang, Karanganyar. Penelitian ini dilaksanakan dengan metode deskriptif eksploratif dengan tahapan survei lahan, pengambilan sampel dan nilai potensial redoks serta analisis amonium, nitrat, besi dan mangan. Data potensial redoks diperoleh menggunakan alat ORP meter, dan data amonium, nitrat, besi dan mangan diperoleh dengan metode Morgan-Wolf  dari analisis di laboratorium kimia tanah, Program Studi Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa interaksi antara sistem pengelolaan tanah sawah dan fase pertumbuhan tanaman tidak berpengaruh nyata terhadap seluruh parameter penelitian. Faktor tunggal sistem pengelolaan tanah sawah berpengaruh nyata untuk parameter kadar amonium, nitrat, besi dan mangan sedangkan faktor tunggal fase pertumbuhan tanaman berpengaruh nyata untuk seluruh parameter penelitian. Potensial redoks tertinggi berada pada sistem pengelolaan organik selama 11 tahun dengan rerata nilai 58,02 mV dan untuk fase pertumbuhan pada fase 120 hari setelah tanam sebesar 137,92 mV. Kadar amonium dan nitrat tertinggi terdapat pada sistem pengelolaan organik selama 11 tahun sebesar 4,24 dan 3,00 ppm, untuk fase pertumbuhan terdapat pada fase 60 hari setelah tanam sebesar 3,92 dan 2,74 ppm. Kadar besi dan mangan tertinggi terdapat pada sistem pengelolaan organik selama 11 tahun sebesar 3,76 dan 1,20 ppm, untuk fase pertumbuhan pada fase 60 hari setelah tanam sebesar 4,42 dan 1,17 ppm. Korelasi antar parameter terjadi signifikan antara potensial redoks dengan amonium (r = -0,275) dan amonium dengan nitrat (r = 0,279) dan sangat signifikan antara potensial redoks dengan nitrat (r = 0,342), amonium dengan besi (r = 0,632), amonium dengan mangan (r = 0,609), nitrat dengan besi (r = 0,592), nitrat dengan mangan (r = 0,597), dan besi dengan mangan (r= 0,696)