O desenvolvimento de modelos matemáticos à simulação e previsão dos efeitos não lineares envolvidos nos agroecossistemas vem se apresentando como uma ferramenta eficiente no desenvolvimento e validação de novas tecnologias à simulação e otimização dos processos de manejo na agricultura. Na cultura da aveia, é constatado a existência de diversos modelos que buscam descrever o comportamento e estimativa da produtividade, no entanto, poucos são voltados à caracterização, simulação e otimização do cultivo deste cereal pelo manejo do nitrogênio, envolvendo de modo simultâneo as relações da planta, clima e manejo. O objetivo do estudo é a modelagem matemática voltada a maior eficiência de uso do nitrogênio sobre a produtividade da aveia pelas relações que envolvem as doses de nitrogênio na semeadura com as épocas de fornecimento em cobertura, nos sistemas de sucessão de alta e reduzida liberação de N-residual em anos favoráveis e desfavoráveis ao cultivo. O experimento foi desenvolvido na área experimental do Instituto Regional de Desenvolvimento Rural (IRDeR) localizado no Município de Augusto Pestana – RS, durante os anos de 2015, 2016 e 2017. O experimento foi delineado em blocos casualizados com quatro repetições, seguindo um modelo fatorial simples 3x4, representando três adubações nitrogenadas de base (0 kg ha-1, 30 kg ha-1 e 60 kg ha-1) e quatro épocas de aplicação de adubação nitrogenada em cobertura (0 - testemunha, 10, 30, 60 Dias Após a Emergência - DAE). No estudo foi empregado a cultivar Brisasul em sistema soja/aveia e milho/aveia, seguindo a recomendação de adubação nitrogenada para a cultura na expectativa de 4000 kg ha-1. O uso de regressões lineares incluindo a análise de média permitem identificar as doses de nitrogênio aplicadas na semeadura junto a época de fornecimento em cobertura à produtividade de grãos e biomassa em aveia. A simulação por superfície de resposta identificou o melhor ajuste constatando que a condição sem adubação de base e aplicação da dose total próximo aos 30 dias após a emergência incrementaram a produtividade de grãos e de biomassa nos diferentes anos de cultivo e sistemas de sucessão. O modelo de Eberhart e Russel foi importante na identificação de doses de nitrogênio mais ajustadas no aproveitamento pelos parâmetros de adaptabilidade. Além disso, justificando o uso de doses de nitrogênio ecologicamente mais estáveis ás condições climáticas pelo uso do parâmetro que indica estabilidade a partir dos desvios da regressão. Por fim, a produtividade de grãos simulada por lógica fuzzy permitiu verificar numa análise conjunta de anos de cultivo e variáveis não controláveis, resultados satisfatórios justificando a confiabilidade do modelo apresentado. / 108 f.