La desertificación rocosa, una forma severa de degradación de la tierra en regiones tropicales y subtropicales impulsada por la pérdida de vegetación y la erosión del suelo, plantea desafíos ecológicos y económicos significativos. Ensayos de campo en el condado de Fengshan, Guangxi, China, evaluaron la eficacia de los fertilizantes compuestos NPK, los fertilizantes de liberación lenta y los fertilizantes bio-orgánicos en la rehabilitación del suelo, la diversidad microbiana y el crecimiento de Mahonia fortunei, una especie clave para la restauración ecológica y el cultivo de cultivos de ingresos en el sotobosque. Los resultados demostraron la superioridad del fertilizante bio-orgánico en la regeneración del suelo, aumentando la materia orgánica en un 30.4% (Bolin), 15.73% (Longlai) y 21.83% (Longlei) en comparación con los fertilizantes compuestos NPK, además de elevar el nitrógeno total (alcanzando 19.4 g/kg en Bolin) y el fósforo (85.45% más alto en Bolin). El fertilizante bio-orgánico aumentó las actividades enzimáticas en un 27-202% y mejoró la diversidad microbiana, notablemente Proteobacteria y Actinobacteria. Los fertilizantes de liberación lenta maximizaron la disponibilidad de micronutrientes (por ejemplo, el Cu aumentó en un 151.65% en Bolin) y mejoraron el crecimiento de las plantas, logrando la altura máxima de Mahonia fortunei (Lindl.) Fedde (3.62 cm, aumentando un 9.04%) y el diámetro del suelo (4.5 cm, aumentando un 18.42%) en Longlei en comparación con los fertilizantes compuestos NPK. La variabilidad regional destacó el dominio del fertilizante bio-orgánico en las métricas de fertilidad del suelo, mientras que las formulaciones de liberación lenta sobresalieron en el enriquecimiento de micronutrientes y el rendimiento de las plantas. Los fertilizantes compuestos NPK exhibieron la menor eficacia, lo que podría agravar la degradación del suelo. Este estudio aboga por integrar fertilizantes bio-orgánicos para la regeneración del suelo con aplicaciones específicas de liberación lenta para la productividad de los cultivos, particularmente en sistemas de cultivos de ingresos en el sotobosque. Este enfoque dual une la restauración ecológica con la resiliencia económica en ecosistemas kársticos, ofreciendo soluciones escalables para la mitigación de la desertificación rocosa a nivel global.