El grafeno puede promover el crecimiento de las plantas y mejorar las condiciones del suelo, pero su efectividad para mejorar suelos infértiles en regiones áridas sigue siendo incierta. Este estudio seleccionó tres arbustos típicos del desierto de Ulan Buh como sujetos de investigación. Se establecieron cinco niveles de adición de grafeno: 0 mg/L (C0), 25 mg/L (C1), 50 mg/L (C2), 100 mg/L (C3) y 200 mg/L (C4). Se realizó un experimento en macetas en junio de 2023 para investigar los efectos de la adición de grafeno en el crecimiento de los arbustos y los nutrientes del suelo. Los resultados mostraron que los niveles óptimos de adición de grafeno para los arbustos seleccionados fueron C2, C2 y C3, respectivamente. En comparación con el control, la biomasa total de los diferentes arbustos aumentó en un 185.31%, 50.86% y 161.10%, respectivamente. Sin embargo, cuando la adición de grafeno superó el nivel óptimo, la biomasa de los arbustos mostró una tendencia a la disminución con el aumento de la concentración de grafeno. La biomasa total de los arbustos estuvo positivamente correlacionada con el nitrógeno y el potasio disponibles en el suelo, mientras que el análisis de redundancia indicó que la materia orgánica del suelo era el principal factor que influía en el crecimiento de los arbustos. Esto sugiere que el grafeno promueve el crecimiento de los arbustos al afectar la materia orgánica del suelo y los nutrientes disponibles. Por lo tanto, la adición de grafeno puede mejorar la fertilidad del suelo en tierras áridas y promover significativamente el crecimiento de los arbustos. Sin embargo, debido a los efectos de lixiviación del suelo, este efecto promotor del crecimiento puede disminuir con el tiempo.