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O principal objetivo deste trabalho foi ajustar e calibrar o módulo balanço hídrico do modelo STICS(Simulateur mulTIdisciplinaire de Culture Standard), num sistema de plantio direto (SPDCV) de milho-milheto, emcondições do Cerrado brasileiro, por meio de incorporação de novos parâmetros e funções a esse módulo, visandoconsiderar os efeitos das palhadas e simular sequencialmente o crescimento e o rendimento das culturas do milhoe do milheto e compará-lo com um plantio de milho em sistema convencional (SPC). Os seguintes parâmetros decalibração e variáveis necessárias para a avaliação do modelo foram coletados a partir de experimentos conduzidosno campo: conteúdo de umidade do solo, índice de área foliar, biomassa e rendimento de grãos. O modelo STICSestimou satisfatoriamente a variação da disponibilidade de água no solo e os componentes de produção dasduas culturas estudadas. Uma vez calibrado, geraram-se os termos do balanço hídrico nos dois tipos de sistemade plantio. O SPD foi mais eficiente na valorização dos recursos hídricos ao longo de toda a estação chuvosa,permitindo maior produção de fitomassa vegetal e de grãos do milho. O STICS, calibrado para a sucessão milho/milheto em SPD na palha, torna-se uma ferramenta eficaz para auxílio às tomadas de decisão no que diz respeito àsdefinições das melhores datas de plantio, à avaliação da sensibilidade da produção nos dois sistemas de plantio eindicação de áreas com maior potencial para o desenvolvimento do milho nos dois sistemas de plantio.