RESUMO Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o efeito de doses e de fontes de nitrogênio sobre as variáveis morfológicas relacionadas com a produtividade de dois cultivares de girassol. O delineamento utilizado foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial 5 x 2 x 2, com cinco doses de adubação nitrogenada (0, 40, 80, 120 e 160 kg ha-1), duas fontes de nitrogênio (N), fertilizante convencional (ureia), com 44% de N e fertilizante nitrogenado de liberação lenta, com 26% de N, e dois cultivares de girassol (Olisun 3 e Aguará 6), com três repetições. Avaliaram-se altura de plantas, índice de área foliar, interceptação de radiação global, massa de mil aquênios, diâmetro do capítulo, produtividade de aquênios e estimou-se o teor de clorofila. Doses crescentes de N promovem aumento do índice de área foliar e de interceptação da radiação global, do florescimento pleno e da produtividade do girassol, de forma diferenciada entre cultivares. O fertilizante nitrogenado de liberação lenta possibilita índice de área foliar, no início de enchimento de aquênios, maior que o obtido por uso de ureia, a partir da dose de 120 kg ha-1 de N. O cultivar Olisun 3 apresenta maior índice de área foliar no florescimento pleno e maior produtividade, a partir das doses de 80 e de 120 kg ha-1 de N, respectivamente.