A gestão sustentável e a avaliação de indicadores da saúde do solo no trópico úmido são urgentes e necessárias. Historicamente a região enfrenta insegurança alimentar, pobreza rural e degradação dos recursos naturais. A simples fertilização não é suficiente para melhorar a saúde do solo devido a rápida perda de nutrientes e a acelerada decomposição da matéria orgânica, sendo necessárias estratégias integradas para sistemas agrícolas mais eficientes. Nesse sentido, é proposto nesta pesquisa (i) estimar o efeito de cátions polivalentes no acúmulo e estabilidade do carbono orgânico do solo em regiões tropicais; (ii) determinar indicadores-chaves para a saúde do solo do trópico úmido e; (iii) compreender a dinâmica do Ca e Si sobre índices ecofisiológicos, frações de COS estabilizada e aproveitamento de N em solo da periferia Amazônica. No capitulo 1 foi realizada uma meta-análise a partir de 14 estudos publicados entre 2003 e 2023, utilizando modelos de efeitos aleatórios para avaliar a influência dos cátions polivalentes Al, Fe, Mg e Ca na concentração do COS. Os resultados revelaram efeitos distintos dos cátions (p<0,001), sendo o Al o mais associado ao aumento do COS, seguido por Mg e Ca. O Fe, por sua vez, apresentou o menor efeito. A heterogeneidade entre os estudos (I² = 77,01%) indicou que fatores como classe do solo, pH, textura e uso da terra modulam significativamente a ação dos cátions. Verificou-se que solos com pH entre 4-6 e teores de argila acima de 600 g.kg-1-1 favorecem concentrações de COS > 30 g.kg-1-1, particularmente na presença de teores de Ca superiores a 40.000 mg.kg-1. Para os capítulos subsequentes foi conduzido um experimento a campo em São Luís, Maranhão, Brasil, de outubro de 2021 a julho de 2024. Para isso, foi adotado o delineamento em blocos casualizados (DBC) com quatro repetições e oito tratamentos: 1) ureia; 2) leguminosa; 3) leguminosa + ureia; 4) cálcio + leguminosa; 5) silício + leguminosa; 6) cálcio + leguminosa + ureia; 7) silício + leguminosa + ureia; e 8) cálcio + silício + leguminosa + ureia. No capítulo 2 foi investigado a contribuição de 17 variáveis edáficas para o COS e a produtividade agrícola por meio de análises multivariadas (PCA, RDA, árvores de decisão e regressão). Foi observado que variáveis químicas, especialmente o COAM, o Si e, em menor grau, o Ca, exerceram os maiores efeitos sobre o COS e a produtividade. O COAM foi altamente significativo (p<0,001) e apresentou alta correlação (R22=0.87) com o COS total, enquanto variáveis físicas e biológicas, como a macroporosidade e a respiração microbiana, apresentaram influência secundária. No ultimo capítulo foi avaliado a resposta dos índices ecofisiológicos qCO₂ e qMIC, bem como das frações do COS (COP e COAM) e N aos tratamentos estudados. Os resultados demonstraram que o Ca e o Si contribuíram para o aumento da fração estável de carbono (COAM)(p<0,05), com destaque para o Si, que promoveu teores de COAM 32% superiores ao do Ca, quando combinados com leguminosas. A concentração de N nas plantas de milho foi 72% maior em Si + L do que em Ca+L (p<0,05). O Si mostrou também maior eficiência ao utilizar o nitrogênio biológico, ao contrário do Ca, que dependeu do N sintético para alcançar efeito semelhante. Em conjunto, os resultados dessa pesquisa reforçam que estratégias de manejo sustentável que priorizem a adição de cátions estabilizadores e Si, a promoção do COAM e o uso de fontes biológicas de N podem favorecer a saúde do solo, aumentar a produtividade agrícola e contribuir para o armazenamento e estabilidade do carbono no solo. Essas estratégias são fundamentais para mitigar os efeitos das mudanças climáticas e garantir a resiliência dos agroecossistemas tropicais a longo prazo.