O objetivo desse estudo foi testar dois modelos de afilamento não segmentados, considerando o ajuste de efeito fixo e ajustes de efeitos mistos, variando em relação ao nível dos coeficientes aleatórios (talhão, classe diamétrica e árvore). Foram utilizados dados de cubagem de 60 árvores de Pinus taeda em dois talhões, com espaçamentos de plantio de 4 m x 2 m e 3 m x 2 m. Os ajustes resultaram em estimativas precisas de diâmetros ao longo do fuste, com valores de RMSE inferiores a 0,87 cm e MAE inferior a 0,65 cm. O ajuste com efeitos mistos propiciou melhoria das estimativas, comparado ao ajuste com efeitos fixos. Nos modelos mistos, o efeito aleatório no nível de árvore propiciou as melhores predições, com RMSE inferior a 0,51 cm e MAE inferior a 0,38 cm. O polinômio de potências inteiras e fracionárias, com ajuste misto e efeito aleatório no nível de árvore foi selecionado e a validação pelo método Bootstrap com 100 amostras aleatórias indicou estimativas precisas em um curto intervalo. Concluiu-se que a modelagem mista é recomendada para melhorar as estimativas e o polinômio de potências inteiras e fracionárias, com os coeficientes aleatórios em nível de árvore individual, pode ser utilizado em ajuste generalizado para povoamentos com diferentes espaçamentos.