Este estudio tuvo como objetivo investigar los impactos de la paja y el biocarbón en las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y el rendimiento de grano en un sistema de doble cultivo de arroz bajo una reducción óptima de fertilizantes de Nitrógeno. La fertilización convencional (FC) se utilizó como grupo de control, y los tratamientos incluyeron la fertilización óptima y un 15% menos de nitrógeno (FO), junto con paja (S) o biocarbón (B) aplicados bajo diferentes condiciones de fertilización, a saber, FC + S, FC + B, FO + S y FO + B. Se estudiaron los efectos de los tratamientos en las emisiones de CH y NO del suelo, y se analizaron los cambios en las propiedades fisicoquímicas del suelo. Los resultados mostraron que en comparación con FC, FC + S y FO + S aumentaron las emisiones acumulativas de CH en un 11.80% y un 2.35%, respectivamente, mientras que FC + B y FO + B resultaron en reducciones significativas en las emisiones acumulativas de CH en un 27.80% y un 28.46%, respectivamente. El biocarbón fue efectivo en la reducción de las emisiones de NO, y FO aumentó aún más el potencial, con FC + B y FO + B logrando las mejores reducciones de NO en un 30.56% y un 32.21%, respectivamente. Aunque FO redujo los rendimientos en un 0.16%, esta diferencia estaba dentro de límites razonables; los tratamientos restantes aumentaron los rendimientos de grano en un 2.55% a 3.47%. FC + B y FO + B redujeron el potencial de calentamiento global (PCG) en un 27.93% y un 28.63%, respectivamente, y en última instancia redujeron la intensidad de emisión de gases de efecto invernadero (IEGEI) en un 30.42% y un 30.97%. Tanto la paja como el biocarbón aumentaron el contenido de materia orgánica del suelo, NH-N y NO-N, y el biocarbón aumentó el pH del suelo, lo que podría ser el mecanismo potencial para regular las emisiones de GEI del suelo. En general, FO + B es beneficioso para reducir las emisiones de GEI y puede ser un mejor patrón de cultivo agronómico en áreas de doble cultivo de arroz en temporada.