La degradación del suelo y el cambio climático están amenazando la sostenibilidad de los olivares mediterráneos, que suelen cultivarse en condiciones de secano y labranza convencional. Por lo tanto, la implementación de prácticas sostenibles de manejo del suelo es crucial para preservar la salud del suelo y mitigar los efectos negativos en el rendimiento de las plantas. En este estudio, evaluamos los efectos de la labranza convencional (T), un cultivo de cobertura de leguminosas anuales de maduración temprana y autosembrado (LC) y su combinación con zeolitas naturales (ZL) en el rendimiento fisiológico de las plantas, el estado nutricional de los árboles, el rendimiento del cultivo y las propiedades fisicoquímicas y microbiológicas del suelo. Aunque tanto LC como ZL mejoraron la actividad fotosintética, el estado nutricional de los árboles, la humedad del suelo y el rendimiento de las aceitunas en comparación con T, ZL fue claramente más eficiente para mejorar algunos indicadores de salud del suelo, especialmente en la capa de suelo de 0-10 cm, una vez que disminuyó la acidez del suelo y aumentaron el N de Kjeldahl, el P y B extraíbles, la capacidad de intercambio catiónico y la actividad microbiológica, como lo demuestran las mayores concentraciones de proteínas del suelo relacionadas con glomalina fácilmente extraíbles y totales, carbono de la biomasa microbiana, cociente de biomasa microbiana y actinomicetos. Por lo tanto, el uso de zeolita natural con cultivos de cobertura leguminosos parece ser una estrategia prometedora de manejo sostenible del suelo en olivares de secano, ya que es capaz de proporcionar numerosos servicios ecosistémicos.