La creciente demanda de mitigación del cambio climático ha centrado la atención en sistemas agrícolas enfocados en la agricultura de carbono y la reducción de emisiones. El compostaje de desechos de alimentos y estiércol de ganado no solo mitiga las preocupaciones ambientales, sino que también aumenta la fertilidad del suelo y los rendimientos de los cultivos como fertilizante alternativo. En este experimento, investigamos los efectos de diferentes tipos de fertilizantes (químicos y compost de desechos orgánicos) y rotaciones de cultivos (arroz-barbecho, arroz-raigrás italiano y arroz-papa) en la producción de arroz, la eficiencia de uso de nitrógeno y las reservas de carbono del suelo. En este experimento, la retención de carbono y nitrógeno del suelo estuvo más influenciada por los niveles de nutrientes del compost que por los tipos de rotación de cultivos. En general, a medida que aumentaban los niveles de nitrógeno, los rendimientos de arroz mejoraban con ambos fertilizantes, químicos y de desechos orgánicos. Entre las rotaciones de cultivos, la rotación arroz-raigrás italiano mostró una mayor eficiencia en el uso del nitrógeno. Se observaron niveles óptimos de fertilidad, equilibrando la eficiencia en el uso de nitrógeno, el rendimiento y el carbono del suelo entre 523 y 582 kg N/ha cuando se combinaban con rotaciones de cultivos específicas. Además, el carbono total del suelo y el nitrógeno total del suelo variaron entre los sistemas de rotación de cultivos. Nuestros resultados indican que el compost de desechos orgánicos puede ser una alternativa potencial a los fertilizantes químicos, mientras que las rotaciones de cultivos ofrecen un enfoque viable para maximizar los beneficios ambientales.