El fertilizante bioorgánico (BOF) representa un potencial favorable para la producción agrícola, pero los efectos seguros y residuales de la aplicación de BOF en suelos contaminados con metales pesados aún no están claros. Un experimento de campo de dos años con cuatro ciclos de cultivo de arroz se llevó a cabo para estudiar los efectos de la adición única de BOF (dosificaciones bajas y altas, 0,45 y 0,9 kg/m, es decir, BOF1 y BOF2, respectivamente) en las acumulaciones de plomo (Pb) y arsénico (As) en arroz integral, el rendimiento de arroz y las propiedades del suelo en un campo de arroz ácido y contaminado con Pb-As. Los resultados muestran que la aplicación de BOF mejoró los rendimientos de arroz en un 7,9-25,5% e incrementó el pH del suelo, los contenidos de carbono orgánico y la actividad de hidrolasa de diacetato de fluoresceína en los dos primeros ciclos de cultivo de arroz, mientras que estos atributos disminuyeron gradualmente y no fueron significativos en los dos últimos ciclos. La densidad a granel del suelo disminuyó marginalmente debido al BOF. Además, el tratamiento BOF1 apenas afectó las concentraciones de Pb y As en el arroz durante todos los ciclos, mientras que el tratamiento BOF2 aumentó claramente las concentraciones de Pb en el arroz integral, superando el límite estándar de calidad alimentaria de 0,2 mg/kg en los últimos tres ciclos, e incrementó ligeramente el As en los tres primeros ciclos. Los efectos de BOF en el Pb y As en el arroz integral se debieron a los cambios en el Pb y As disponibles en el suelo, respectivamente. Nuestros resultados indican que una aplicación única de BOF podría mejorar las condiciones del suelo para el crecimiento del arroz en dos ciclos de cultivo de arroz, mientras que el BOF de alta dosis parecía indeseable en suelos contaminados con metales tóxicos. La aplicación de BOF a una tasa de 0,45 kg/m por año puede ser una estrategia potencial para la producción segura de arroz en campos contaminados con Pb-As.