La secuestración de carbono orgánico del suelo (SOC) en suelos arables es un objetivo desafiante. Nos enfocamos en el efecto de la rotación de cultivos y el uso previo de la tierra para la futura secuestración de carbono en dos campos experimentales en Retisoles con cuatro tratamientos de fertilización contrastantes cada uno. Analizamos la dinámica del SOC y utilizamos el modelo RothC para predecir el SOC. Encontramos un aumento consistente en las reservas de SOC y las fracciones estables de la materia orgánica del suelo (SOM) con la acumulación de C en los próximos 70 años en comparación con el período experimental de 90 años, más evidente bajo la Ruta de Concentración Representativa 4.5 (RCP4.5) en comparación con el escenario RCP8.5. El aumento esperado en el SOC será mayor en la rotación de cultivos con un campo de pasto que en el experimento con una alternancia de cultivos en hilera y cereales. La eficiencia dependió de las fracciones estables de SOM, y los campos con una historia de cultivo más extensa mostraron una mayor estabilidad de SOM. Las rotaciones de cultivos adecuadas son más importantes para la estabilidad del SOC que la incertidumbre asociada con los escenarios de cambio climático que permiten una adaptación oportuna. El objetivo de un aumento anual del 4% en las reservas de SOC puede lograrse bajo la rotación con pastos en 2020-40 y 2080-90 al aplicar un sistema de fertilización mineral u orgánica para el escenario RCP4.5 y un sistema de fertilización mineral en 2080-2090 para el escenario RCP8.5.