向日葵是一种需肥较多的作物。花盘形成至开花期，是向日葵的需肥高峰。出苗至花盘形成期需磷较多，花盘形成至开花终期需氮较多，花盘形成至蜡熟期吸钾最多。因此向日葵施肥，前期以磷为主，中期以氮、钾为主，每生产100㎏葵花籽，需从土壤中吸收氮4.59-6㎏，磷2.6-3.04㎏，钾7.6-10.0㎏。磷、钾肥多作基肥或种肥施入，而氮肥作追肥或1/4作基肥，3/4作追肥。
施足基肥：种肥要用速效氮、磷、钾化肥。一般每亩可施磷酸二铵10-15㎏，氯化钾或硫酸钾3-5㎏，也可直接选用齐华牌复合肥（13-22-11）20-25㎏，可穴施或条施于播种沟内，生产中切忌不可在添加尿素作种肥，否则会引起向日葵苗期生长过旺，造成田间郁蔽，通风差，很容易受到病害侵染。
适期追肥：追肥分苗期追肥和花期追肥。
苗期追肥：春播向日葵，在基肥或种肥比较充足时一般不追施。而热水播种的向日葵，而追施苗肥。
花期追肥：向日葵追肥的关键时期是在现蕾以前。氮、钾肥一般是在7-8对叶时追，未施肥的追肥应适当提早。追肥一般每亩施用尿素10-15㎏或碳铵50㎏，条施或穴施。硼肥对向日葵有较好的增产效果，在土壤有效硼含量低于0.4㎎/㎏时，应增施硼肥。可以每亩150可硼砂拌种，或开花前用0.1-0.2%硼砂水溶液喷施。
