La fitoremediación utilizando ofrece una estrategia sostenible para mitigar la contaminación por sulfentrazona mientras se integra la producción de bioenergía. Este estudio propone un análisis del potencial de bioenergía y el perfil metagenómico microbiano asociado en presencia y ausencia de sulfentrazona, con el objetivo de la bioprospección sinérgica de comunidades microbianas capaces de biodegradación y remediación de entornos contaminados. Utilizando un diseño de bloques aleatorizados, evaluamos el potencial de bioenergía y la dinámica microbiana rizosférica en suelos con y sin sulfentrazona (600 g ha). Los residuos de herbicida se cuantificaron mediante UHPLC-MS/MS, y los perfiles metagenómicos se obtuvieron a través de la secuenciación del gen 16S rRNA y la región ITS para evaluar los cambios en la microbiota rizosférica. La diversidad microbiana se analizó utilizando los índices de Shannon y Gini-Simpson, complementados por el Análisis de Componentes Principales (PCA). Los rendimientos de bioenergía (biogás y etanol) se estimaron en función de la biomasa vegetal. Durante más de 80 días, el cultivo promovió una disolución del 19.7% de sulfentrazona, asociada con el enriquecimiento rizosférico de taxones promotores del crecimiento vegetal, que aumentaron en un 68% en comparación con suelos no contaminados. Los suelos contaminados exhibieron una diversidad microbiana reducida (Índice de Gini-Simpson = 0.7), con una predominancia de ciertos grupos, lo que sugiere especialización adaptativa. A pesar del estrés inducido por el herbicida (reducción del 39.3% en la altura de las plantas y del 60% en el rendimiento de granos), la biomasa demostró un considerable potencial de bioenergía: 340.6 m ha de biogás y 284.4 L ha de etanol. Los hallazgos destacan el doble papel de la fitoremediación en la rehabilitación del suelo y los sistemas de energía renovable, respaldado por sinergias planta-microbio. Se identificaron desafíos de escalabilidad y brechas regulatorias en las evaluaciones ecotoxicológicas, lo que refuerza la necesidad de optimizar los consorcios microbianos e implementar estrategias de gestión específicas para la región. Estos resultados apoyan la integración de la fitoremediación en modelos de bioeconomía circular, equilibrando la recuperación ecológica con la productividad agrícola. La investigación futura debería centrarse en las vías genéticas microbianas, la validación a escala de campo y el desarrollo de marcos regulatorios para avanzar en esta tecnología verde en los esfuerzos globales de remediación del suelo.