Los sistemas de co-cultivo integrado de arroz y cangrejo de río (RC) han ganado prominencia debido a sus beneficios económicos y sostenibilidad ecológica; sin embargo, las interacciones entre las propiedades del suelo y las comunidades microbianas en tales sistemas siguen siendo poco comprendidas. Este estudio evaluó los efectos de los sistemas RC sobre las características fisicoquímicas del suelo y la dinámica microbiana en campos de arroz de la provincia de Henan del sur, China, durante la temporada de crecimiento de 2023 y el posterior período de barbecho. Utilizando un diseño aleatorio completo, se compararon tratamientos de monocultivo de arroz (RM, como control) y RC en parcelas replicadas. Se recolectaron muestras de suelo y agua después de la cosecha y antes de la replantación para evaluar las propiedades del suelo, la actividad enzimática extracelular y la estructura de la comunidad microbiana. Los resultados mostraron que RC mejoró significativamente la humedad del suelo en hasta un 30.2%, aumentó la porosidad del suelo en un 9.6% y casi triplicó el carbono orgánico del suelo en comparación con RM. El sistema RC elevó consistentemente el nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K) durante las etapas de crecimiento del arroz y de barbecho, lo que indica una mejor disponibilidad y retención de nutrientes. Se observaron actividades enzimáticas extracelulares elevadas relacionadas con el ciclo del carbono, N y P bajo RC, con la estequiometría enzimática revelando una mayor intensidad de limitación de nutrientes microbianos y un cambio hacia la limitación de P. La composición de la comunidad microbiana se alteró significativamente bajo RC, mostrando un aumento de la biomasa, una mayor relación de hongos a bacterias y una mayor abundancia relativa de bacterias Gram-positivas, reflejando una mayor biodiversidad del suelo y resiliencia del ecosistema. Análisis adicionales utilizando la prueba de Mantel y Random Forest identificaron las actividades enzimáticas extracelulares, PLFAs, humedad del suelo y densidad aparente como factores principales que moldean las comunidades microbianas. El análisis de redundancia (RDA) confirmó que el potasio total (TK), la longitud del vector (VL), el pH del suelo y el nitrógeno total (TN) fueron los predictores ambientales más fuertes de la variación microbiana, explicando conjuntamente el 74.57% de la variación total. Nuestros hallazgos indicaron que RC mejora las condiciones fisicoquímicas del suelo y la función microbiana, apoyando así el ciclo sostenible de nutrientes y ofreciendo una estrategia prometedora y ambientalmente sostenible para mejorar la productividad y la salud del suelo en agroecosistemas basados en arroz.