Dado que las tierras de cultivo poseen efectos duales de carbono, tanto de emisión como de secuestro, prestar atención a su secuestro neto de carbono es una opción efectiva para mitigar el calentamiento global. Al analizar el ciclo del carbono de un sistema de uso de tierras de cultivo, desarrollamos un inventario para medir el secuestro neto de carbono, abarcando cuatro fuentes de carbono, es decir, materiales agrícolas, campos de arroz, suelos y quema de paja, considerando el secuestro de carbono de los cultivos. A diferencia de los estudios convencionales que se han centrado en la cantidad, en este estudio definimos el rendimiento del secuestro neto de carbono del uso de tierras de cultivo (NCSPC) como la relación entre el secuestro neto de carbono real y un valor óptimo por unidad de tierra cultivable. Estimamos el secuestro neto de carbono del uso de tierras de cultivo, desde 2000 hasta 2019, para el área de estudio que consiste en las 13 principales provincias productoras de granos en China. Luego, se aplica el SBM global para medir el NCSPC provincial; además, se emplean el índice de Theil y la prueba de convergencia para describir las características espaciotemporales y la divergencia regional. Los resultados muestran lo siguiente: (1) El secuestro neto de carbono fue de 3.837 t por hectárea de tierras de cultivo en el área principal productora de granos, de las cuales el secuestro y la emisión fueron de 6.343 t y 2.506 t, respectivamente. La proporción de emisiones, de mayor a menor, fue metano de los campos de arroz, materiales agrícolas, quema de paja y óxido nitroso del suelo. Específicamente, el uso de tierras de cultivo en Henan mostró el secuestro neto de carbono más fuerte, mientras que en Hunan fue el más bajo. (2) El NCSPC promedio fue de 0.774 en el área principal productora de granos, lo que indica que el 22.6% del secuestro neto de carbono por unidad de tierra cultivable aún queda por explorar bajo la tecnología de producción y combinaciones de insumos correspondientes. Temporalmente, el NCSPC tuvo una tasa de cambio anual de -0.30%, mostrando una tendencia de declive lento. Espacialmente, el NCSPC evolucionó de una distribución dispersa a una aglomeración en bloques, presentando finalmente un patrón decreciente de norte a sur. (3) Primero, el índice total de Theil aumentó y luego disminuyó, indicando que la disparidad regional del NCSPC se expandió al principio pero se redujo después. De 2011 a 2019, la disparidad interregional ocupó más en el total. Con el tiempo, tanto la región completa como las subregiones obedecieron la convergencia. A diferencia de las tendencias benignas observadas en las Zonas I y II, los valores del NCSPC de la Zona III convergieron a un nivel bajo. Este estudio tiene como objetivo proporcionar una base teórica para la mitigación de emisiones y la promoción del secuestro para el uso de tierras de cultivo.