Os estudos relacionados a variabilidade de nitrato e amônio no solo são de grande importância para o manejo da adubação nitrogenada, visando reduzir as perdas dessas formas de N mineral na produção agrícola. A amostragem adequada do solo é uma etapa fundamental para quantificar os teores de nitrato e amônio no solo, considerando a variabilidade desses atributos e a sua influência no número de amostras coletadas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a variabilidade de amônio e nitrato, determinando o número adequado de amostras a serem coletadas em solos submetidos a sistemas de plantio direto e convencional no Cerrado, sob duas formas de coleta: aleatória e sistemática. Foi utilizado um experimento localizado na área experimental da Embrapa Cerrados, em Planaltina – DF, em Latossolo Vermelho, cultivado com as culturas da soja e do milho. O procedimento para a determinação de amônio (NH4+) e nitrato (NO3-) envolveu a destilação por arraste de vapores das soluções contento essas formas de nitrogênio mineral. O amônio foi a forma de nitrogênio predominante no solo, porém foi constatada maior variabilidade desse íon após a adubação nitrogenada. No SPD há maior necessidade de subamostras apenas nas coletas antes da adubação. Após a adubação nitrogenada, o sistema de preparo convencional exige um maior número de subamostras para avaliação dos teores de nitrogênio mineral. Os íons amônio e nitrato, em razão do elevado coeficiente de variação, necessitam de um número maior de subamostras do que as recomendações tradicionais, para que tenham uma representatividade adequada na área.