O conceito de fertilidade do solo, com ênfase em aspectos de natureza química, vem sendo substituído pelo enfoque da agricultura conservacionista, em que a otimização de sistemas agrícolas produtivos promove a emergência de fertilidade integral no solo – fertilidade biológica, física e química. Sob essa abordagem, a estrutura do solo assume papel preponderante como resultante da quantidade e qualidade da fitomassa gerada pelo modelo de produção, bem como da frequência de aporte desta fitomassa ao solo. No âmbito do sistema plantio direto, a avaliação da fertilidade integral do solo encontra desafios na heterogeneidade do solo resultante da mobilização de solo exclusivamente na linha de semeadura, da deposição de corretivos e fertilizantes na superfície ou na camada superficial do solo e do posicionamento recorrente das linhas de semeadura no terreno safra após safra, que influem na amostragem do solo e, principalmente, na interpretação dos resultados analíticos. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de diferentes espécies vegetais cultivadas em linha na heterogeneidade física de um solo manejado sob sistema plantio direto, mediante análise e interpretação de atributos de solo, considerados indicadores de fertilidade física do solo. Em uma unidade demonstrativa, estabelecida sob o processo colher-semear e estruturada em quatro macroparcelas sob delineamento experimental de culturas em faixas, determinou-se atributos físicos do solo, em amostras indeformadas, coletadas nas linhas de semeadura de braquiária (Brachiaria brizantha), de milho (Zea mays (L.)) e de soja (Glycine max (L.)), e nas entrelinhas da cultura de soja, nas camadas de 0-5, 5-20 e 20-30 cm de profundidade. Concluiu-se que: as culturas componentes do modelo de produção estudado geram heterogeneidade nas propriedades físicas do solo, com ênfase na camada superficial; a densidade, a porosidade total e a macroporosidade do solo são propriedades sensíveis e indicadoras de heterogeneidade do solo gerada pelas espécies componentes do modelo de produção; e as culturas braquiária e milho induzem melhorias na fertilidade física do solo, ao reduzir a densidade do solo e ao elevar a porosidade total e a macroporosidade do solo na camada superficial do solo.