Los rizomas, sumideros clave de secuestro de carbono en cultivos perennes, se hipotetiza que exhiben un compromiso con el rendimiento de grano. Este estudio evaluó poblaciones de sorgo grano rizomatoso para aumentar el potencial de secuestro de carbono. Se probaron doce familias endogámicas heterogéneas (HIF) de un cruce entre (L.) Moench y (Kunth) Hitchc en un invernadero, y dos progenies de HIF se probaron en campo. Las características medidas incluyeron biomasa de rizoma, biomasa de raíz, biomasa total subterránea y rendimiento de grano. La biomasa de rizoma mostró una alta heredabilidad (0.723) y se correlacionó fuertemente con la biomasa subterránea ( = 0.95; = 0.97) en ambos HIF, sugiriendo el potencial de los rizomas para secuestrar carbono. Contrario al compromiso hipotetizado, se observó una relación positiva entre la biomasa de rizoma y el rendimiento de grano, potencialmente a través de brotes derivados de rizomas, y también se identificaron plantas individuales que acumulaban alta biomasa de rizoma, rendimiento de biomasa y rendimiento de grano. Utilizando análisis de segregantes agrupados (BSA), se identificaron veinte marcadores de repeticiones de secuencia simple (SSR) vinculados a ocho regiones genómicas asociadas con la presencia de rizomas, con cinco regiones que podrían ser novedosas. Este estudio sugiere que la cría de sorgo grano rizomatoso con alta biomasa de rizoma podría mejorar el secuestro de carbono mientras se preservan los rendimientos agronómicos, ofreciendo nuevas perspectivas para futuras iniciativas de cría y mapeo.