O sistema plantio direto é apontado como alternativa para a mitigação do CO2 atmosférico. O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito do uso da terra e de sistemas de produção no aumento do conteúdo e do estoque de carbono e nitrogênio em agro-ecossistema tropical e subtropical. Este trabalho foi realizado em uma área experimental há 29 anos comparando sistemas de manejo em um Latossolo Vermelho de textura muito argilosa (675 g kg-1) em Ponta Grossa, PR (PG) e outra com 8 anos de manejo em um Latossolo Vermelho Amarelo de textura argilosa (490 g kg-1) em Lucas do Rio Verde - MT (LRV). Em PG os tratamentos consistiram em quatro sistemas de uso da terra sendo: Preparo convencional (PC), preparo mínimo (PM), plantio direto (PD) e o solo sob vegetação nativa (VN) de floresta. Em LRV os tratamentos consistiram de Preparo convencional (PC), plantio direto (PD) e o solo sob vegetação nativa (VN) de cerrado.O conteúdo de carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total (NT) foi determinado por combustão seca até um metro de profundidade. O estoque de COT e NT foram calculados em massa equivalente usando o solo sob vegetação nativa como referencia. O estoque de COT e NT na VN em PG e LRV na camada de 0-5 cm foi o dobro em relação ao PC e 30% superior ao PD. Em PG, na camada de 0-40 cm o estoque de COT e NT no PD (137,7 Mg C ha-1; 8,3 Mg N ha-1) foi próximo ao da VN (145,7 Mg C ha-1; 9,3 Mg N ha-1) e quando comparado ao PC foi superior em 17,4 Mg C ha-1 e 2,4 Mg N ha-1 cuja taxa anual de acúmulo foi de 0,58 Mg C ha-1 e 83 kg N ha-1 em 29 anos de experimentação. Em LRV o estoque de COT em 13 anos sob PC reduziu 27% (20,1 Mg C ha-1) na camada de 0-40 cm em relação ao cerrado e a taxa de perda foi de 1,55 Mg ha-1 ano-1. O PD com predominância de gramíneas (sorgo + B. ruziziensis e milho + B. ruziziensis) na safrinha foram os sistemas com os maiores aportes anuais de biomassa (acima de 20 Mg ha-1) e também apresentaram os maiores estoques de C (120,0 e 121,7 Mg C ha-1 até 1 m d