São diversos os estudos sobre inoculação em gramíneas com bactérias Azospirillum brasilense. Porém pouco se sabe sobre o efeito residual da inoculação. São necessários estudos que visem avaliar o efeito no solo pela inoculação dessas bactérias em associação com plantas. Mediante a importância da associação de gramíneas com bactérias com capacidade de fixar biologicamente o Nitrogênio, objetivou-se avaliar características agronômicas em plantas de milho (Zea mays L.) sobre plantio direto em pastagem inoculada com Azospirillum brasilense com doses de Nitrogênio. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 4x2, com quatros repetições, totalizando 32 unidades experimentais de 9,0 m² cada. Os tratamentos foram constituídos por plantio direto em pastagem com e sem inoculação de Azospirillum brasilense (estirpes Abv 5 e Abv 6) e com doses de N em cobertura no capim (0, 12,5, 25 e 50 kg ha-1). Foram avaliados os parâmetros: altura de plantas, diâmetro de colmo, comprimento da espiga, diâmetro da espiga e peso da espiga. O plantio direto de milho sob pastagem inoculada com Azospirillum brasilense promove incremento nas características diâmetro e peso de espigas de milho. Diferentes doses de nitrogênio residual na pastagem não influenciam o milho em sucessão em sistema de plantio direto.