向日葵施加基肥，主要是以有机肥为主，配合施加化肥。结合秋翻地施基肥，将肥料跟土壤混合在一起。每亩施加1000-2000公斤有机肥，有机肥可选择猪粪腐熟的厩肥，5-8公斤的化肥，4-5公斤的五氧化二磷，如果土壤中的钾含量不足，可每亩施用硫酸钾3-4公斤。

施种肥主要是以磷肥为主，能达到壮苗的目的，可以施加碳酸氢铵或普通过磷酸钙，可加入少量的尿素。在施加种肥时，可结合播种将有机肥和化肥施在种子下2-3厘米的位置，也可以施加在种子旁边2-3厘米的位置。

向日葵需肥较多，在出苗之后需追肥施加肥料。追肥以氮素化肥为主，配合一定量的钾肥，肥料可选择硝酸铵、尿素、碳酸氢铵、氯化钾等化肥，还需施加腐熟的人粪尿、草木灰等速效肥料，还需添加锌、钼、锰、铜等微量元素，一般每亩施用硝铵10-15公斤、碳铵20-25公斤、过磷酸钙20公斤、氯化钾15公斤。

向日葵生长阶段可喷洒0、1%尿素溶液当做叶面肥，开花时喷氮磷钾溶液，能通过叶面来吸收养分。