La combinación de siembra directa y cultivos de cobertura (SD + CC) como alternativa a la labranza convencional (LC) está generando interés para aumentar la resiliencia de los sistemas agrícolas mientras se promueve la adaptación al cambio climático en la agricultura. Nuestro estudio de campo tuvo como objetivo evaluar el impacto de la gestión a largo plazo de SD + CC y el estrés hídrico a corto plazo en las comunidades microbianas del suelo, las actividades enzimáticas y la distribución de C y N dentro de los agregados del suelo. La secuenciación de alto rendimiento (SAR) reveló el impacto positivo de SD + CC en la biodiversidad microbiana, especialmente en condiciones de estrés hídrico, con la presencia de importantes rizobacterias (por ejemplo, spp.). Un índice de alteración basado en enzimas del suelo confirmó el agotamiento del suelo bajo LC. Los reservorios de C y N dentro de los agregados mostraron un enriquecimiento bajo SD + CC, principalmente debido a los macroagregados grandes ricos en C y N (AG), que representan el 44% y el 33% del C y N total del suelo. Dentro de los AG, los reservorios de C y N estaban asociados a microagregados dentro de los macroagregados (mA), que son beneficiosos para la estabilización a largo plazo de C y N en los suelos. El estrés hídrico tuvo efectos perjudiciales en la formación de agregados y limitó la inclusión de C y N dentro de los agregados. La correlación de los parámetros microbiológicos y fisicoquímicos apoyó la hipótesis de que la SD + CC a largo plazo es una alternativa prometedora a la LC, debido a su contribución a la estabilización de C y N en el suelo mientras se mejora la biodiversidad y las enzimas.