Nitrogen (N) merupakan salah satu unsur hara makro esensial bagi tanaman padi. Meskipun atmosfer mengandung 78% gas N2, gas ini tidak dapat langsung dimanfaatkan oleh tanaman. Bakteri penambat nitrogen non-simbiotik merupakan mikroba yang mampu menambat dinitrogen (N2) menjadi ammonia (NH3). Bakteri ini dapat diisolasi dari rizosfer padi dan pencernaan cacing tanah. Tingkat umur pengelolaan sawah organik mampu memengaruhi karakteristik sifat tanah dan keragaman bakteri. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh umur pengelolaan sawah organik terhadap sifat tanah, pengaruh tingkat umur pengelolaan sawah organik dan sumber isolat (cacing tanah dan rizosfer padi) terhadap kepadatan koloni bakteri, serta pengaruh sumber isolat terhadap kemampuan penambatan nitrogen serta keragaman karakteristik biokimia isolat sehingga dapat menjadi acuan pengelolaan sawah organik yang efisien dan berkelanjutan. Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret 2024 sampai Desember 2025 menggunakan metode penelitian deskriptif eksploratif dengan pendekatan kuantitatif. Sampel diambil dari lahan sawah organik milik kelompok tani di Dusun Ngampel, Desa Gentungan, Kecamatan Mojogedang, Karanganyar.Tahapan penelitian terdiri dari dua tahap. Tahap I yaitu pengambilan sampel, isolasi bakteri, identifikasi morfologi koloni bakteri, perhitungan frekuensi relatif, dan analisis sifat tanah (pH tanah, C-organik, N-total, kapasitas tukar kation, kejenuhan basa, dan tekstur tanah). Tahap II yaitu analisis laju pertumbuhan bakteri pada media Jensen, kemampuan penambatan nitrogen dengan metode Nessler-spektrofotometri, dan uji biokimia isolat bakteri (uji kebutuhan oksigen, uji katalase, uji gram, uji sitrat, uji urease, uji biofilm, uji patogenitas, dan uji kompatibilitas). Analisis data dilakukan menggunakan Analysis of Variance (ANOVA), Duncan’s Multiple Range Test (DMRT), dan korelasi Pearson. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat umur pengelolaan sawah organik meningkatkan pH tanah, C-organik, dan kapasitas tukar kation. Meskipun demikian, kualitas tanah belum sepenuhnya optimal karena nilai C-organik dan kapasitas tukar kation dalam kategori sedang, serta kejenuhan basa dalam kategori rendah. Sawah organik 15 tahun merupakan sawah organik terbaik dengan nilai pH tertinggi sebesar 6,90, nilai C-organik tertinggi sebesar 2,64%, N-total terendah sebesar 0,38%, nilai kapasitas tukar kation (KTK) tertinggi sebesar 23,00 cmol+/kg, kejenuhan basa (KB) tertinggi sebesar 24,78%, dan tekstur clay. Kepadatan koloni bakteri dari cacing tanah (I1) memiliki nilai lebih tinggi dibandingkan rizosfer padi (I2). Kepadatan koloni bakteri dari cacing tanah sebesar 18,00 Log10 CFU/g, sedangkan dari rizosfer padi sebesar 16,79 Log10 CFU/g. Sumber isolat dari rizosfer padi (I2) memiliki nilai laju pertumbuhan dan kemampuan penambatan N yang lebih tinggi dibandingkan cacing tanah (I1). Nilai laju pertumbuhan bakteri dari rizosfer padi sebesar 0,065 mm/hari dan nilai kemampuan penambatan N sebesar 7,140 ppm, sedangkan nilai laju pertumbuhan bakteri dari cacing tanah sebesar 0,057 mm/hari dan nilai kemampuan penambatan N sebesar 6,767 ppm. Keragaman karakteristik biokimiawi pada 32 isolat dari cacing tanah dan rizosfer padi yang diuji. Uji kebutuhan oksigen menunjukkan 18 isolat aerob, 7 isolat anaerob, dan 7 isolat anaerob fakultatif. Pada uji katalase mayoritas reaksi positif (28 isolat). Hasil uji sitrat menunjukkan dominasi reaksi negatif (23 isolat), sedangkan uji urease didominasi reaksi positif (26 isolat). Seluruh isolat (32 isolat) bersifat gram negatif dan memiliki kemampuan membentuk biofilm serta bersifat kompatibel. Selain itu, terdapat 1 isolat yang bersifat pathogen dari sumber cacing tanah yaitu isolat j. Isolat dengan potensi unggul yang dapat digunakan sebagai biofertilizer dari sumber cacing tanah adalah isolat e, g, dan k, sedangkan dari sumber rizosfer padi adalah isolat 1, 13, dan 16.