La intensidad de gases de efecto invernadero (GHGI) y la captura de carbono en el suelo es un método para evaluar el potencial de mitigación de actividades agrícolas. Sin embargo, los efectos de diferentes enmiendas de fertilizantes en la captura de carbono en el suelo y el GHGI neto en un sistema de cultivo de arroz-trigo no se comprenden bien. Aquí, se llevaron a cabo tratamientos de fertilizantes que incluyen PK (fertilizantes de P y K); NPK (fertilizantes de N, P y K), NPK + MO (NPK más estiércol), NPK + SR (NPK más devolución de paja) y NPK + CR (NPK más fertilizante de liberación controlada) con igual aporte de N para obtener información sobre el cambio del carbono orgánico del suelo (SOC) derivado del presupuesto neto de carbono del ecosistema (NECB), el potencial neto de calentamiento global (GWP) y el GHGI en la rotación de arroz-trigo. Los resultados mostraron que en comparación con el tratamiento NPK, NPK + MO aumentó significativamente el rendimiento de trigo y NPK + SR causó un aumento significativo en el rendimiento de arroz. Mientras tanto, los tratamientos NPK + SR y NPK + CR redujeron el GWP neto en un 30,80% y un 21,83%, el GHGI en un 36,84% y un 28,07%, respectivamente, lo que sugiere que se podría lograr una producción de granos mejorada sin sacrificar el medio ambiente. Con la mayor captura de C, el GHGI más bajo, las prácticas de devolución de paja con NPK (NPK + SR) podrían ser la mejor estrategia para mitigar el GWP neto y mejorar el rendimiento de granos y la NUE en el sistema actual de rotación de arroz-trigo.