Com o objetivo de avaliar o desempenho da cultura do milho (Zea mays L.) sob plantio direto, com e sem a aplicação de N em cobertura em sucessão a adubos verdes, foi conduzido um experimento durante o ano agrícola de 2008/2009, em Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico, textura argilosa, no campo experimental da UNEMAT-Alta Floresta-MT. O experimento foi em esquema de parcelas subdivididas, tendo nas parcelas os adubos verdes (crotalária júncea (Crotalaria juncea), crotalária spectabilis (Crotalaria spectabilis), feijão-de-porco (Canavalia ensiformes), milheto (Pennisetum americanum) e vegetação espontânea) e nas subparcelas a aplicação de N (0 e 120 kg ha-1) no delineamento em blocos ao acaso, com cinco repetições. Foram avaliadas as seguintes características na cultura do milho: altura de plantas, altura de inserção de espiga, comprimento e diâmetro de espiga, número de grãos por espiga, peso de 100 grãos, peso de espiga despalhada e produtividade. A cultura do milho respondeu positivamente à adubação verde mesmo na ausência de N. Porém, ao se utilizar N, houve incremento de produtividade, destacando-se as leguminosas como melhores culturas antecessoras ao milho.