Istotnym czynnikiem warunkującym wysokie i wierne plonowanie roślin uprawnych w gospodarstwach ekologicznych jest utrzymanie, a nawet podwyższanie żyzności i urodzajności gleby. Uzyskuje się to poprzez: prawidłowy płodozmian z uwzględnieniem roślin motylkowatych, stosowanie nawozów naturalnych, uzupełnianie składników pokarmowych w glebie dozwolonymi nawozami mineralnymi.

W rolnictwie ekologicznym nie ma typowych nawozów azotowych, jak w rolnictwie konwencjonalnym. W związku z tym, jednym z podstawowych warunków prowadzenia właściwej gospodarki nawozowej jest powiązanie jej z płodozmianem uwzględniającym udział roślin motylkowatych. Rośliny te, dzięki współżyciu w symbiozie z bakteriami brodawkowymi, mają zdolność wykorzystania azotu atmosferycznego. Udział roślin motylkowatych w zaopatrzeniu w azot w całej rotacji płodozmianu może się wahać w bardzo szerokich granicach. Jest on uzależniony miedzy innymi od wielkości produkcji zwierzęcej i możliwości uwzględnienia nawozów organicznych. Najczęściej przyjmuje się od 20 do 30%. Na glebach lekkich należy brać także pod uwagę rośliny międzyplonowe jak np. wsiewka seradeli w zboże.

Niestety po zaoraniu roślin motylkowatych, w warunkach klimatu umiarkowanego, przy opóźnionym wysiewie roślin następczych mogą jednak wystąpić straty azotu. Te straty będą największe na glebach lekkich, gdzie następuje szybka mineralizacja materii organicznej.

Dzięki długiemu systemowi korzeniowemu, rośliny motylkowate mają zdolność pobierania innych składników pokarmowych z głębszych warstw gleby, a pozostawione przez nie resztki pożniwne mogą być wykorzystane przez rośliny następcze.

Innymi źródłami składników pokarmowych są nawozy organiczne pochodzenia zwierzęcego. Najczęściej wymieniany jest tu obornik, ale należy brać pod uwagę także gnojówkę i gnojowicę.

W celu obniżenia strat składników pokarmowych, a zwłaszcza azotu, obornik powinien być stosowany we właściwej porze roku – koniec zimy lub wczesną wiosną, latem tylko pod rośliny o dużych wymaganiach w składniki pokarmowe. Po roztrząśnięciu, najpóźniej następnego dnia należy go przyorać na głębokość umożliwiającą rozkład przy dostępie powietrza. Gnojówka i gnojowica jako nawozy płynne po rozcieńczeniu wodą mogą być stosowane jako nawozy pogłówne (na pola porośnięte roślinnością), ponieważ działają one tak szybko jak nawozy mineralne. Rozcieńczenie powyższych nawozów sprzyja lepszemu wykorzystaniu azotu oraz zmniejszeniu ulatniania się amoniaku.

Najbardziej polecanym nawozem w gospodarstwach ekologicznych jest kompost, jako najwłaściwsza forma nawożenia. Przy nawożeniu kompostem wprowadzana jest do gleby gotowa próchnica, która bardzo szybko wchodzi w równowagę z glebą, a składniki są wykorzystywane przez kilka lat. W związku z tym każde gospodarstwo powinno starać się przeznaczyć obornik na wytworzenie humusu.

Najbardziej racjonalne dawki nawozów na 1 ha to:
obornik świeży – 5 do 15 ton
obornik przefermentowany i kompost – 10 do 25 ton
gnojówka i gnojowica – 10 do 20 m3.

W celu uzupełnienia brakujących składników pokarmowych wiele gospodarstw ekologicznych zmuszone jest zakupić inne nawozy mineralne pochodzenia naturalnego. Są to przede wszystkim przemielone skały zawierające wapno, fosfor, potas czy magnez. Zasadność stosowania tych nawozów powinna być poparta wynikami badania gleb.