Различаются значением.
Плодоро́дие. Способность производить и питать богатую растительность, давать хорошие урожаи. О плодоро́дии почвы свидетельствует необычайное обилие растительности (Соколов-Микитов).
Плодоро́дность чего. Свойство-качество по знач. прил. «плодородный». Самую явную из причин более высокой производительности составляют так называемые естественные преимущества. Плодоро́дность почвы одно из главных между ними (Чернышевский).
Розенталь Д. Э. Теленкова М. А. Словарь трудностей русского языка. М.: Айрис-Пресс, 2003. С. 493 – 494.