La investigación de campo para explorar el impacto de la integración de cultivos de cobertura de invierno (WCCs) en los sistemas de cultivo es intensiva en recursos, consume mucho tiempo y ofrece una aplicación limitada más allá del área de estudio. Para cerrar esta brecha, utilizamos el modelo APSIM para simular rotaciones de maíz ( L.)-centeno ( L.)-maíz-centeno y maíz-centeno-soja ( L.)-centeno en comparación con rotaciones de maíz-maíz y maíz-soja en todo el estado de Illinois a una resolución espacial de 5 km x 5 km desde 2000 hasta 2020 para estudiar el impacto de los WCCs en la dinámica del carbono orgánico del suelo (SOC) y la producción de cultivos. Al propagar la incertidumbre en las simulaciones del modelo asociadas con las condiciones iniciales, el clima, el suelo y las prácticas de manejo, estimamos la probabilidad y el valor esperado del cambio en el rendimiento de los cultivos y el SOC tras la integración de los WCCs. Nuestros resultados sugieren que la integración del centeno en las rotaciones de cultivos proporcionó una mayor estabilidad en el rendimiento del maíz en todo el estado. Se encontró que las áreas con baja probabilidad de aumento en el SOC (< 0.75) respondieron igualmente bien para la secuestración de carbono del suelo a través de la adopción a largo plazo de los WCCs. Este estudio presenta el análisis de incertidumbre más completo de los beneficios de los WCCs en una amplia región y proporciona una mayor comprensión de la variabilidad espacio-temporal de los beneficios de los WCCs para aumentar la tasa de adopción de los WCCs.