Las propiedades biológicas del suelo son indicadores sensibles de los cambios en la calidad del suelo debido a las perturbaciones ocurridas bajo el manejo agrícola. Los efectos de labranza contrastante, dosis crecientes de fertilización nitrogenada y rotaciones de cultivos [por ejemplo, frijol, maíz, frijol (FMF) y frijol, amaranto, frijol (FAF)] en las propiedades físicoquímicas y biológicas del suelo en un suelo andino de las tierras altas ecuatorianas fueron evaluados en este estudio. La fosfatasa ácida, la beta-glucosidasa, la hidrólisis de diacetato de fluoresceína, el carbono de biomasa microbiana (Cmic), la respiración basal del suelo (BR), la densidad de esporas de hongos micorrícicos arbusculares (AMF), el contenido total de glomalina (TGRSP) y las propiedades físicoquímicas del suelo fueron analizadas. La labranza convencional (CT) y la rotación de cultivos mostraron efectos significativos en las propiedades físicoquímicas y biológicas del suelo. Hacia las últimas rotaciones de cultivos, la siembra directa (NT) promovió BR, TGRSP y una mayor densidad de esporas de AMF en ambas rotaciones de cultivos; el Cmic se mantuvo estable a lo largo del tiempo en FMF y FAF, mientras que BR duplicó su valor en comparación con CT. Los resultados indicaron que la densidad de esporas de AMF aumentó un 308% al final de FMF y un 461% al final de FAF, mientras que TGRSP aumentó un 18% y un 32% al final de FMF y FAF, respectivamente. Los rasgos biológicos demostraron estar fuertemente asociados a la acumulación de materia orgánica originada de los residuos de cultivos bajo la siembra directa después de la cosecha, lo cual mejoró la humedad del suelo, la actividad biológica y la interacción de AMF. El sistema de manejo conservacionista del suelo ha mejorado definitivamente las propiedades generales del suelo en comparación con las condiciones del suelo bajo el sistema de manejo intensivo del suelo en esta investigación.