El impacto de la fertilización y el riego en la acumulación de metales pesados en suelos salinos- alcalinos y sus mecanismos subyacentes son problemas críticos dados los límites que la salinización del suelo impone al desarrollo agrícola y la calidad de los cultivos. Este estudio abordó estos problemas investigando los efectos de ajustar los tipos de fertilizantes orgánicos, proporciones y volúmenes de riego en las propiedades fisicoquímicas de suelos salinos- alcalinos ligeramente a moderadamente y analizando los mecanismos de interacción entre microorganismos y metales pesados. Los resultados indican que la aplicación racional de fertilizantes orgánicos combinada con riego suplementario puede mitigar la acumulación de salinidad en el suelo y los déficits hídricos, y reducir el pH del suelo, mejorando así la oxidación del suelo, promoviendo la transformación del nitrógeno y aumentando los niveles de nitrógeno nítrico. A medida que aumentaba la proporción de fertilizantes orgánicos, también aumentaban los residuos, la acumulación y los índices de riesgo de metales pesados en los granos de cultivo. En comparación con la ausencia de riego, el riego suplementario de 22 mm durante la etapa de llenado de los granos aumentó el contenido de Cd en la superficie del suelo, el contenido de Zn y el índice de riesgo ecológico potencial (HRI) en un 10,2%, 3,1% y 8%, respectivamente, al tiempo que reducía el contenido de metales pesados en los granos en un 12-13,5% y disminuía la acumulación de metales pesados. El análisis de componentes principales reveló los factores principales que influyen en los residuos de Cu y Zn y la acumulación de Cd en los granos de cultivo. La salinidad del suelo estuvo significativamente correlacionada negativamente con el pH del suelo, la materia orgánica, el nitrógeno total y el nitrógeno amoniacal, mientras que la materia orgánica del suelo, el nitrógeno total, el nitrógeno amoniacal, el pH del suelo, el potencial de oxidación-reducción, el nitrógeno soluble y el nitrógeno de la biomasa microbiana estuvieron correlacionados positivamente. La acumulación y los residuos de Zn y Cu en el suelo estuvieron más estrechamente correlacionados con las propiedades del suelo en comparación con los de Cd. Específicamente, la acumulación de Zn en la superficie del suelo estuvo principalmente relacionada con grupos funcionales orgánicos alifáticos, seguida de la salinidad del suelo. El Zn residual en los granos de cultivo estuvo principalmente asociado con las propiedades de oxidación-reducción del suelo, seguido del contenido de humedad del suelo. La acumulación de Cu en la superficie del suelo estuvo principalmente correlacionada con el carbono de la biomasa microbiana (MBC), mientras que el Cu residual en los granos de cultivo estuvo principalmente vinculado al contenido de humedad del suelo. Estos hallazgos proporcionan conocimientos teóricos para mejorar los suelos salinos- alcalinos y gestionar la contaminación por metales pesados, con implicaciones para la agricultura sostenible y la protección del medio ambiente.