O estudo foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito de plantas de cobertura do solo em sistema de semeadura direta e preparo mínimo na produtividade da soja e microbiologia do solo no Cerrado piauiense. O experimento foi realizado no ano agrícola 2017/2018. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em parcelas subdivididas, com dois sistemas de manejo do solo: semeadura direta (SD) e preparo mínimo (PM) na parcela e nas subparcelas, as plantas de cobertura: Pennisetum glaucum, Braquiaria ruziziensis, Crotalaria spectabilis, Crotalaria ochroleuca, Pennisetum glaucum +Crotalaria spectabilis, e vegetação espontânea, com 3 repetições. Avaliou-se produção de massa seca (MS), acúmulo de nutriente das plantas de cobertura, carbono e nitrogênio da biomassa microbiana do solo (C-BMS e N-BMS) respectivamente, respiração basal do solo (RBS), quociente metabólico (qCO 2), atividade enzimática desidrogenase, diacetato de fluoresceína (FDA) e produtividade da soja. O milheto produziu maior quantidade de MS. A vegetação espontânea apresentou baixo C-BMS e N-BMS; baixa atividade enzimática e alto qCO2. A soja aumentou a produtividade de grãos em sucessão a milheto+C. spectabilis. A vegetação espontânea não favoreceu a biologia do solo.