El modo de siembra de captación de agua de lluvia en crestas y surcos (RFRH) se utiliza ampliamente en áreas áridas y semiáridas para resolver los problemas de escasez de agua agrícola y baja productividad. Sin embargo, el impacto del acolchado con película en la estabilidad de los depósitos de carbono en el suelo hace que este modo de siembra sea vulnerable al riesgo de aumentar las emisiones de carbono del suelo y las pérdidas de depósitos de carbono. Con el fin de aclarar la relación entre las emisiones de carbono del suelo y los factores hidrotérmicos, así como el efecto regulador de la aplicación de biocarbón en la captura de carbono del suelo y la reducción de emisiones bajo este modo de siembra, se estableció un experimento de aplicación de biocarbón. Se investigaron los efectos de la aplicación de biocarbón (a 10 Mg ha de biocarbón y 20 Mg ha de biocarbón) en la dinámica del agua del suelo, los cambios de temperatura del suelo, la dinámica de los flujos de CO-C y CH-C, el rendimiento de grano, la eficiencia de emisión de carbono y el presupuesto de carbono del ecosistema neto en campos de trigo bajo el modo de siembra RFRH, con la ausencia de aplicación de biocarbón como control. Los resultados mostraron que la aplicación de biocarbón aumentó el contenido de agua del suelo, la temperatura promedio del suelo, la captura acumulativa de CH-C, el rendimiento de grano de trigo y la eficiencia de emisión de carbono en un 3.10-12.23%, 0.98-3.53%, 59.27-106.65%, 3.51-16.42% y 18.52-61.17%, respectivamente; redujo las emisiones acumulativas de CO-C en un 7.51-31.07%; e incrementó el presupuesto de carbono del ecosistema neto en 2.91 Mg C ha a 6.06 Mg C ha. Los resultados obtenidos mediante el ajuste de ecuaciones mostraron que en campos de trigo bajo RFRH, los flujos de emisión de CO-C tenían relaciones exponenciales negativas y positivas con el contenido de agua del suelo y la temperatura del suelo, respectivamente, mientras que los flujos de captura de CH-C no tenían una correlación significativa con el contenido de agua del suelo y tenían una relación de función cuadrática en forma de U inversa con la temperatura del suelo. En general, estos resultados sugieren que la aplicación de biocarbón en campos de trigo bajo RFRH puede mejorar el rendimiento de grano, la eficiencia de emisión de carbono agrícola y el presupuesto de carbono del ecosistema neto, y cambiar los campos de trigo de una fuente de carbono a un sumidero de carbono. Estos resultados pueden proporcionar una base teórica y apoyo técnico para una producción eficiente, verde y sostenible en campos agrícolas en áreas áridas y semiáridas.