Permintaan beras terus meningkat seiring bertambahnya jumlah penduduk di Indonesia. Penggunaan pupuk anorganik dalam rangka meningkatkan produksi padi menyebabkan kesuburan tanah menurun dan pencemaran lingkungan. Alternatif yang dilakukan untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan menerapkan sistem pertanian semi organik. Penggunaan pupuk organik dan anorganik yang terintegrasi dapat mengatasi masalah kesuburan tanah untuk produksi dan produktivitas pertanian yang berkelanjutan (Almaz et al. 2017). Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui indeks kesuburan tanah (SFI) pada sistem pertanian semi organik dan non organik di Kecamatan Dukuhseti, Kabupaten Pati, Indonesia. Penelitian ini menggunakan metode deskriptif eksploratif dengan pendekatan survei pada 6 titik sawah semi organik dan 6 titik sawah non organik. Analisis indeks kesuburan tanah dilakukan dengan Pearson Correlation Analysis dan Principal Componen Analysis untuk menentukan Minimum Soil Fertility Indikator (MSFI). Indikator yang termasuk dalam MSFI: potensial hydrogen, karbon organik, nitrogen total, kalium tersedia, kapasitas tukar kation, dan alumunium tertukar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa indeks kesuburan tanah pada sawah semi organik 0,67-0,70, sedangkan pada sawah non organik 0,56-0,60. Indeks kesuburan tanah pada sawah semi organik dan non organik termasuk dalam kategori sedang. Hal ini menunjukan konversi sawah non organik menjadi semi organik selama 3 tahun dapat meningkatkan indeks kesuburan tanah.